方钢管混凝土粘结-滑移的力学分析

通过对国内外有关方钢管混凝土粘结滑移试验所得结论的概括总结,介绍了方钢管混凝土的粘结机理,从试验结果中得出了方钢管混凝土中方钢管的内部应力状况,并从材料力学的角度出发,根据受力平衡条件,变形协调条件建立了粘结力与粘结滑移的数学模型,为从塑性力学的角度进一步分析方钢管混凝土结构提供了参考和依据。     

无粘结预应力转换梁及筋性混凝土柱的施工技术

本文结合工程实例,针对无粘结预应力转换大梁及劲性混凝土柱结构复杂的特点,对其施工的难点和解决办法进行了分析探讨,可为类似工程提供参考。     

某闸坝结构滑移破坏有限元仿真分析

针对传统理论计算方法和物理模型试验技术在分析结构大变形破坏方面的局限性,根据某闸坝汛期滑移破坏情况,结合现场查勘及设计、施工资料建立有限元仿真模型,通过折减破坏部位接触面上抗剪断参数,探索结构真实破坏过程.研究结果表明,当接触面上抗剪断参数取基准值时,结构整体处于弹性变形阶段;当接触面上抗剪断参数折减0.2倍时,结构破坏形式与现场勘测情况基本一致.研究成果可为类似工程设计、施工提供参考.     

适用于扩展有限元裂缝计算的钢筋与混凝土粘结滑移关系

以定量分析钢筋与混凝土粘结滑移关系为目标,利用RCXFEHohai-P扩展有限元程序,计算采用不同粘结滑移公式时钢筋混凝土简支梁的最大裂缝宽度。结果表明,计算所得最大裂缝宽度各不相同,且都与《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)所列最大裂缝宽度公式计算值存在差别。为此,基于GA-BP神经遗传网络,以规范最大裂缝宽度公式计算值为预测目标,反演得到适用于扩展有限元裂缝计算的粘结滑移公式,算例表明该公式能满足扩展有限元裂缝宽度计算要求。研究成果对提高扩展有限元裂缝分析的准确性具有一定的参考价值。     

两种托墙转换结构静力弹塑性抗震分析

为研究复杂结构的抗震能力,采用静力弹塑性方法,对两种托墙转换结构在大震作用下的弹塑性地震反应进行分析,通过对结构的延性、承载能力、塑性铰分布、破坏过程的计算和研究,揭示出采用空腹桁架作为转换构件具有更好的弹塑性抗震性能,并探讨了提高空腹桁架转换结构弹塑性抗震能力的措施。     

T形截面钢骨混凝土短柱承受水平周期性荷载的试验研究

通过对3根T形截面钢骨混凝土短柱和1根T形截面钢筋混凝土短柱在承受不同轴压比下的水平周期性荷载试验的研究,发现在T形截面钢筋混凝土短柱中加入适量的钢骨,对构件的延性有很大提高;另外轴压比对构件的延性有很大影响,轴压比高构件延性差,轴压比小构件延性好。     

45°斜式轴流泵装置的流动特性分析与实验

基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用CFX软件计算了对某一45°斜式轴流泵装置在额定转速下210 L/s~370 L/s流量范围内多个工况点的内部。分析了进、出水流道的流动特性,重点研究了旋转叶轮对进、出水流道内流场及水力性能的影响,预测了泵装置的水力性能。通过计算得出泵装置的水力性能,并与泵装置模型试验结果比较,表明斜式轴流泵在低扬程泵站中具有较优的性能特性。研究结果对低扬程泵站的水力设计具有重要的参考价值。更多还原     

新老碾压混凝土粘结强度的影响因素分析

为了探究影响新老碾压混凝土粘结强度的因素,以新老混凝土为研究对象,采用标准的混凝土试块边长为150 mm立方体试件,强度等级分别为C20、C30、C40的新碾压混凝土和强度等级为C30的老碾压混凝土试件,以新老碾压混凝土所使用水泥净浆及不同掺比的固结剂(HEC)作为界面剂,对试件进行劈拉试验,得出粘结强度随新碾压混凝土强度等级及HEC界面剂掺量变化的规律,并且建立新老碾压混凝土粘结模型,对模型施加一定的荷载进行计算,以试验数据为基准与模拟仿真值进行对比验证。结果表明：在一定范围内新老混凝土粘结劈拉强度随着新混凝土强度的增大而增大,但增大的程度不明显,而随着HEC界面剂掺量的增加,其粘结强度逐渐增大,但过大的HEC界面剂掺量反而会使粘结强度降低：40%>50%>30%>20%>10%>水泥净浆。     

清污机新型整体式齿耙结构有限元分析

大型清污设备是南水北调等长距离调水工程急需的关键设备,清污齿耙又是清污机的主要工作部件。提出了大型渠道清污机新型整体式齿耙结构的型式及其功能,并与常规齿耙结构进行了对比。用有限元数值模拟分析比较了两种结构在不同跨度,不同荷载下的最大综合位移和最大综合应力,得出新型整体式齿耙结构在受力和变形两方面,都优于现有的常规齿耙结构。在同等荷载下,新型齿耙结构断面减小,节省了材料。改变的齿耙结构,耙面简洁,有效地解决了污物缠绕齿耙的难题,同时,整体式结构增大了齿耙的刚度,有利于实现回转式清污机大跨度。对清除冰凌具有很好的效果,有利于清污机冬季的运行。     

基于有限元数值模拟的异形结构受力特性及配筋计算分析

对于形状规则结构的计算,可依照相关公式采用常规力学方法计算解决。然而,异形结构的计算只得通过体型简化、近似计算的方式,其方法只能够大致估算结构的配筋。因此,采用有限元法对异形结构进行结构计算便显得尤为重要。本文基于新疆某水利枢纽工程,采用有限元计算方法,对某异形结构进行了计算分析,并给出了配筋方案,研究结果及方法可为类似工程计算提供借鉴。     

考虑堆石料颗粒形状的大三轴数值模型构造

离散元数值试验是研究堆石料力学特性的重要手段之一。堆石料颗粒形状不规则且粒径跨度大,很难形成既考虑颗粒形状,又满足实验室级配和孔隙率要求的离散元数值试样。在研究傅里叶描述符对颗粒延伸率、纵横比、扁平度等形状描述指标影响的基础上,构造了一系列不规则形状的细观堆石颗粒。结合离散元方法,采用Ｃｌｕｍｐ－ｂａｌｌ混合的落雨式分层过压建模法构造了大三轴数值模型。结果表明,构造方法更接近实验室制样过程,数值模型满足室内试验级配和孔隙率要求,为研究颗粒形状对堆石料力学特性影响作铺垫。     

采用拟静力法的新型桶式基础防波堤结构稳定性分析

三维情况下,桶体稳定性是一个复杂的空间结构与土相互作用的问题。结合工程实例,建立了三维新型桶式基础防波堤有限元模型,对其稳定性进行分析。从而,动力作用下桶体结构位移与目前静力计算的结果相差较大,针对这个问题,分析提出等效拟静力法,通过与动力作用后相等的孔压等效成与之对应的静荷载,然后计算桶体位移。该方法的关键是找出桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的关系,同时找出此处土体孔压与动荷载之间的关系,从而建立静荷载与动荷载之间的关系。经数值模拟与试验对比,结果证明所提的等效拟静力法比较合理。在模拟与分析原型桶体基础上,进一步分析了不同尺度及不同荷载作用点高度时,桶体前端底部土体孔压与静荷载之间的近似直线关系。     

透水框架的三方柱绕流数值分析

针对四面六边透水框架按高度分层后形成等边三角形布置的三方柱绕流问题进行了数值模拟,分析不同间距比l/d=1.5,2,3,4,5,7下流场分布和各方柱的升、阻力系数以及斯特劳哈尔数的特性。研究结果表明:当l/d=1.5~7时,B,C柱尾流场经历了近处漩涡掺混到近处漩涡分离,远处漩涡掺混到远处漩涡分离,最后形成各自独立的方柱绕流;在l/d=2时,各方柱的平均阻力系数明显减小,并且通过对流场分析发现此间距比下对水流的减速效果最明显;由于B,C柱的存在与单方柱绕流有很大区别:在流场方面,l/d=1.5时,B,C柱限制A柱边界层剪切带的卷起,随间距比的增加这种现象逐渐消失;在动力特性上,A柱的阻力系数明显小于单方柱绕流情况。斯特劳哈尔数Sr随间距比的增大而逐渐增大并趋近于单方柱绕流的值。     

考虑水平隐蔽度影响的卵石周围水流结构分析

基于二维数值水槽,在高雷诺数Re=5×104~20×104条件下,从卵石在床面不同排列方式下单颗粒到多颗粒圆状卵石的位置及受力情况的角度出发,综合考虑水平与竖直两个方向定义的隐蔽度,颗粒起动采用滚动模式,结合水流结构,进一步探讨其起动规律,亦对沙卵石河床冲刷和粗化的研究提供基础。通过比较9种情况下阻力与升力的数值结果分析表明,水平隐蔽度对水动力因素亦有较大影响,阻力系数随着相对水平隐蔽度的增大先减小后增大,经综合考虑其更符合真实情况,最后对附近作用区域涡量分布的影响进行了讨论。     

周边建筑对深基坑支护结构的影响分析

为研究城市高大建筑和市政设施等对深基坑支护结构的影响,以沈阳金融中心大厦深基坑工程为研究对象,研究了周边建筑荷载对在建深基坑支护结构稳定性的影响。通过现场监测,研究基坑水平和竖直位移变化规律,验证支护结构的有效性;利用大型有限元分析软件MIDAS/GTS为计算工具对基坑进行多次数值模拟,得到建筑物作用力、建筑距离等作用的改变与支护结构变形之间的关系。研究结果表明:当基坑周边存在建筑物时,基坑变形量明显加大;随着基坑周边建筑物作用力的增大,基坑变形量呈线性增加;在2倍基坑开挖深度范围内,建筑距离对基坑的影响呈幂级数增加,建筑物"细高"时对基坑的影响较大,"矮胖"时较小。上述研究成果对基坑支护结构方案的优化有一定的指导意义。     

中心管管径变化对浮标波能转换性能的影响分析

为了探究中心管管径变化对振荡水柱式波能发电装置能量转化性能的影响,从提高波力发电装置的能量转换效率方面,设计了一种中心管结构,对其上下部分管径取3组比值,采用流体力学仿真软件和网格划分软件对三组模型进行数值模拟计算并在造波水池中进行能量转换效率误差分析。结果表明,直管型中心管能量俘获宽度比仿真结果和实验数据最高值分别为10. 6%、9. 8%,虽然俘获宽度比出现了双峰值,但波峰不高且波谷较低;管径比为5/7和3/7的阶梯型中心管能量俘获宽度比仿真值和试验值分别为15. 7%、15. 2%和17. 6%、16. 4%,阶梯型中心管能量转换效率优于直管型中心管,且都出现了双峰值和较高的波谷。在实际运行中,采用阶梯型中心管可有效提升波能发电装置的能量转化效率,且中心管管径比r_2/r_1越小,其效率提升越明显。考虑到装置的结构合理性,中心管具体尺寸应视实际情况取值。研究成果能够为新型波浪浮标的设计提供理论依据。     

不同降雨持续时间的组合结构支护边坡稳定性分析

组合结构在边坡支护工程中应用十分广泛。结合一组合结构支护边坡工程,利用数值模拟的方法 ,对不同降雨持续时间下,经组合结构支护边坡的各项指标进行分析。结果表明：(1)在持续降雨工况下,坡脚的体积含水率较大,应注意坡面排水以及合适的排水方式;(2)坡脚的孔隙水压力较大,在类似降雨工况下支护边坡时应关注边坡坡脚。(3)经组合结构支护后,边坡的塑性应变与位移明显减小,边坡的稳定安全系数提升显著。未降雨时稳定安全系数提升了40.2%,持续降雨12 h仍能提升28.4%。以上研究成果对类似边坡支护工程具有参考意义。     

圆钢管轻骨料混凝土轴压短柱的受力性能分析

目前国内对钢管混凝土的轴压短柱性能研究已经形成了较为成熟的模式,而对于轻型骨料的混凝土短柱性能研究则起步较晚,其研究也存在一定的局限性。研究成果中有的进行了钢管轻骨料混凝土轴压短柱和钢管混凝土相似性能的比对,结果显示在一定条件下破坏性差异较小;而某些研究则在钢管轻骨料混凝土轴压短柱试验的基础上进行了拓展,利用极限平衡法对其极限承载性能进行了推导;还有学者针对轻骨料混凝土轴压短柱试验中采用合成法进行了全过程的细     

考虑诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构温度场与温度应力数值分析

同常态混凝土坝一样,碾压混凝土重力坝在施工期仍然存在温度应力问题,较大的温度应力会诱发不可控的温度裂缝,而在坝体中设置诱导缝,可使裂缝在已做好防护措施的诱导缝部位产生,以降低不可控温度裂缝的危害。针对碾压混凝土坝的温度裂缝问题,将诱导缝的优势与新研制的高流动防渗抗裂混凝土(High-fluidity Impermeable and Anti-cracking Concrete,HIAC)材料相结合,根据规范要求制定了设有诱导缝的碾压混凝土重力坝控裂结构方案,建立含有裂缝和HIAC的碾压混凝土坝有限元模型,实现了施工期温度场和应力场的仿真计算与分析。基于计算结果,以坝体上游防渗层施工期的主拉应力为指标,从时间和空间两方面对含诱导缝方案进行评价研究,并对控裂结构诱导缝的布置位置和长度进行了优化,从而得到保障应力释放效果、缝长更短以及施工简便的控裂结构方案。