钢管混凝土组合桥墩和钢筋混凝土桥墩抗震性能对比研究

钢管混凝土组合桥墩（以下简称组合桥墩）是一种在传统钢筋混凝土桥墩内设置核心钢管的新型墩柱。基于２个组合桥墩和２个钢筋混凝土桥墩试件的拟静力试验，讨论了两类桥墩的抗震性能差异，分析了内置核心钢管对墩柱水平承载力、变形能力、滞回耗能和残余位移的影响。研究结果表明:剪跨比λ＝３．０和λ＝２．０的桥墩试件分别发生弯曲破坏和弯剪破坏；在荷载－位移滞回曲线方面组合桥墩试件表现出较为饱满的曲线特性；在强度衰减和刚度退化方面，组合桥墩试件退化速度较慢，即使位移达到限值时，仍能保持其稳定性；内置核心钢管对墩身初始水平刚度影响甚微，但能提高试件的水平承载力、变形和耗能能力，并能有效减小卸载后的墩顶残余位移。研究成果可为组合桥墩的工程应用提供试验基础。     

基于弹塑性颗粒流本构模型的Lac du Bonnet花岗岩破坏细观机理模拟

考虑理想弹塑性弯扭-Mohr-Coulomb-最大拉应力破坏准则,以及拉伸失效、压剪失效、转动屈服和扭转屈服4种失效模式,提出一种新的离散元弹塑性本构模型。该模型植入二次开发的三维颗粒流程序,通过数值试验研究宏细观参数关系,模拟Lac du Bonnet(LDB)花岗岩试样压剪和拉伸强度试验。研究表明:颗粒转动弹塑性弯扭矩对宏观内摩擦角和黏聚力具有显著影响;宏观黏聚力随细观黏聚力和屈服弯扭矩增加而趋于恒定;宏观内摩擦角随屈服弯扭矩和细观摩擦系数增加而增加;岩石宏观单轴抗拉强度随细观极限拉应力的增加而趋于恒定;宏观弹性模量和泊松比主要受细观弹性模量和刚度比影响。弹塑性颗粒流本构模型模拟的LDB花岗岩的强度参数和变形参数,以及压拉强度比和裂缝分布与室内试验结果吻合较好。LDB花岗岩单轴压剪模拟试验在达到峰值应力前,试样内部裂缝以细观拉伸裂缝为主,从试样端部向中部发展成近似X状;在接近或超过峰值应力后,试样内部开始出现压剪裂缝、转动屈服裂缝和扭转屈服裂缝,从试样一端向另一端发展成单斜状,其倾角与宏观破坏倾角接近,发展成宏观压剪破坏面,从而揭示了宏观裂缝形成的细观机理。     

国内外不同规范对弯剪破坏钢筋混凝土墩柱的受剪承载力计算比较

弯剪破坏作为地震作用下会发生的一种破坏方式,破坏过程较为复杂,各国对塑性铰区域受剪 承载的研究也相对较少,针对此问题,借助美国ＰＥＥＲ柱抗震性能试验数据库,统计分析了其中16根矩 形截面发生弯剪破坏的拟静力试验墩柱的数据,对我国水利行业标准《水工混凝土结构设计规范》（ＳＬ／ Ｔ191－96）、《水工混凝土结构设计规范》（ＳＬ191－2008）、电力行业标准《水工混凝土结构设计规范》（ＤＬ／ Ｔ5057－2009）及中国《混凝土结构设计规范》（ＧＢ50010－2010）中受剪承载力设计的可靠性进行了评价, 并与欧、美相关设计规范进行对比分析。研究表明,轴压比在0．1～0．3之间的弯剪破坏墩柱,规范基本 可满足承载力要求;而轴压比小于0．1或大于0．3的墩柱,在抗震设计时应予以注意。     

短肢剪力墙结构基本性能仿真分析

本文利用大型通用有限元软件ANSYS,对单层和高层短肢剪力墙结构体系,从弹性到砼开裂直至破坏的全过程进行了仿真分析。主要分析了影响短肢剪力墙受力的各种因素:墙肢截面高厚比、混凝土强度等级、连梁跨高比、轴压比和结构层数等对短肢剪力墙承载能力和变形能力的影响。试验结果表明:截面高厚比在6.5左右时,承载能力和变形能力较高。高层短肢剪力墙结构荷载-侧移曲线为弯剪型,连梁的屈服先于墙肢的屈服,属于强肢弱梁型结构。     

钢骨超高强混凝土柱抗震性能试验研究

为研究钢骨超高强混凝土柱的抗震性能,对6根钢骨超高强混凝土柱(λ=2.6)在低周反复荷载下进行试验,并且分析了试件的破坏过程和破坏方式,以及轴压比、配箍率及型钢形式对延性的影响。试验结果表明:钢骨超高强混凝土柱主要破坏形态为弯曲破坏和弯剪破坏,发生弯曲破坏的试件荷载-位移滞回曲线饱满,下降段较为平缓,表现出良好的抗震性能,发生弯剪破坏的试件荷载-位移滞回曲线狭窄,下降迅速,抗震性能较差;配箍率高、轴压比小、配置H型钢试件抗震性能好。更多还原     

钢筋混凝土矩形空心墩延性能力数值分析

为了分析配筋率、轴压比、壁厚、及纵筋强度等参数对空心墩柱延性能力的影响,通过拟静力试验,研究了配箍率及剪跨比等参数对钢筋混凝土空心墩抗震性能的作用,同时通过建立混凝土矩形空心墩模型进行有限元分析,验证试验结果的准确性。结果表明:提高配筋率、轴压比及纵筋强度虽然能提高矩形空心墩柱的承载力,但会降低矩形空心墩柱延性能力,而提高配箍率与降低剪跨比却能在提高承载力的同时,也提高空心墩柱的延性能力。     

轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲承载力试验与设计方法研究

为研究轴心受压冷弯薄壁等肢角钢屈曲性能和承载力设计方法,对32根不同截面和长细比的等肢角钢进行了轴压承载力试验。试验结果表明,冷弯薄壁等肢角钢轴压长柱试件发生弱轴弯曲屈曲,中长柱和短柱试件主要发生局部屈曲和强轴弯曲屈曲,且表现出较好局部屈曲后强度。采用ABAQUS有限元软件对试验试件进行了模拟,屈曲模式和承载力分析结果与试验结果吻合良好,表明采用有限元模型分析此类等肢角钢屈曲和承载力是可行的。进而采用有限元模型对轴心受压等肢角钢进行了参数化分析,发现长细比越大,构件极限承载力越小;随着宽厚比的增大,极限承载力增长减缓;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力与屈服承载力比值增大不明显。将试验结果与直接强度法计算结果进行对比,发现采用直接强度法计算角钢承载力偏于保守。最后基于试验和数值分析结果提出轴心受压冷弯薄壁等肢角钢构件承载力计算的直接强度法修正公式,试验结果表明修正公式可行。     

考虑土应变软化及剪胀特性的大应变球孔扩张的问题

以Mohr-Couloub屈服准则和不相关联的流动法则考虑土体屈服塑性流动和剪胀特性，用对数应变来描述土体的变形，给出了球形孔扩张问题的弹塑性解析解。分析了剪胀和软化程度对球孔扩张时的应力、位移、塑性区半径及极限扩张压力等方面的影响，并将大、小应变理论的结果进行了比较。结果表明：在扩张压力较大时，用小应变理论会引起很大误差，因此考虑大应变非常必要；相同扩张力作用下，土的软化程度越高，扩张率越大；土的剪胀角越小，则扩张率越大。土的软化和剪胀特性还影响极限扩张压力，软化越严重，极限扩张压力越小；剪胀角增大，极限扩张压力随之增大。     

加载速率对钢筋混凝土梁剪切特性的影响研究

基于ＡＢＡＱＵＳ有限元分析软件,建立了钢筋混凝土梁计算分析模型,考虑混凝土和钢筋的材料 率相关性,研究不同加载速率、不同纵筋率和不同剪跨比时钢筋混凝土剪切梁的力学性能、变形性能和 损伤特性。计算结果表明:随着加载速率的增加,钢筋混凝土梁的极限强度和极限位移都增加,梁的损 伤和开裂加剧,梁的破坏形式由低加载速率时的弯剪破坏变化为高加载速率时的剪切破坏;纵筋率对极 限承载力的影响不大,但纵筋率提高裂缝开展会更加充分;随着剪跨比的增加,钢筋混凝土梁的极限承 载能力降低,极限承载力的下降幅度会随着剪跨比的增加而减小。     

淤泥轻量土抗剪特性及其细观结构变形研究

为了深入探究淤泥轻量土的抗剪特性及其细观结构变形机理,采用室内单轴压缩试验、三轴剪切试验与ABAQUS有限元数值模拟相结合的方法,通过对比细观模拟监测结果与试验成果,系统分析了不同水泥掺量、围压、EPS掺量及其粒径对淤泥轻量土的抗剪强度特性及细观变形的影响。结果表明:①EPS颗粒掺量对淤泥轻量土的破坏应变及其屈服强度峰值有显著影响。②高水泥掺量对其强度特性及结构变形有重大影响,但其破坏应变受其影响不大,试验结果中破坏应变最大仅相差0.5%。③EPS颗粒定点位监测的数值模拟结果表明,在相同条件下,三个点位的EPS颗粒变形及其应力应变关系并不相同,上点位应变值最大,下点位比上点位的应变值平均小约1.5%。另外在一定的压力范围内,试样破坏之前EPS颗粒在土体内发生的位移并不明显,与试样土体的位移仅差0.15 mm,变化速率与室内试验结果一致。     

排水剪切下湿地湖泊相黏土结构性宏微观试验研究

为了探讨排水剪切条件下结构性对湿地湖泊相黏土力学特性的影响,对湿地湖泊相黏土原状样和重塑样进行三轴排水剪切试验,将试验后的原状样进行微观定性和定量分析,研究不同围压下结构性对土体剪切强度和变形特性的影响。结果表明:在土体结构屈服破坏前,结构性会提高原状土抗剪强度,减小剪切变形;当土体结构屈服破坏后,结构性会降低原状土抗剪强度,增大剪切变形。原状土的峰值结构强度随围压增大近似呈线性增加,而峰值结构体积应变随围压增大呈指数型趋势减小。在围压小于结构屈服应力时,剪切阶段由胶结联结和结构骨架承担荷载,孔隙压缩较小,颗粒和孔隙的形状和排列变化较小;当围压超过结构屈服应力后,在剪切阶段胶结联结和结构骨架逐渐破坏,孔隙受到压缩,颗粒和孔隙的形状趋向圆形,并向荷载优势方向调整排列。研究成果对于揭示湿地湖泊相黏土的结构破损机理及指导湖泊湿地地区的工程建设具有重要意义。     

不同含水比贵阳原状红黏土CU三轴试验研究

为研究贵阳地区原状红黏土在CU三轴试验下的力学性质,采取原状土试样制备的方法,得到三种不同含水比的原状红黏土试样,进行CU三轴试验。试验得到了贵阳原状红黏土在不同围压、不同含水比下的应力-应变关系、破坏形式以及孔隙压力变化规律,采用Mohr-Coulomb准则和规范法得到抗剪强度指标且分析了含水比对抗剪强度指标的影响。研究结果表明:(1)贵阳原状红黏土的应力-应变关系、孔隙压力均出现"驼峰型"软化特性,且围压越低、含水比越低,软化现象越明显,但也有少部分试样表现出微弱的硬化特征;(2)CU三轴试验中,随含水比的减小、围压的增大,贵阳原状红黏土试样的破坏形态由剪切破坏转变为鼓状破坏;(3)抗剪强度指标与含水比呈线性趋势变化,其中内摩擦角与含水比呈正相关,黏聚力与含水比呈负相关。     

后掺骨料混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对不同后掺率、不同轴压比的后掺骨料混凝土短柱进行低周往复荷载试验,分析试验中短柱的滞回曲线、承载能力及位移延性、耗能能力、刚度及强度退化等抗震性能.试验结果表明:后掺骨料混凝土短柱的主要破坏形式均为剪切破坏,有相似的破坏过程和破坏特征;随着轴压比的增大,试件承载力有所提高但延性系数下降;荷载-位移滞回曲线大致呈梭形...     

不同期龄塑性混凝土力学性能试验研究

对养护期龄为7,14,28,90 d的塑性混凝土进行三轴压缩试验,实测不同围压状态下试件的应力-应变曲线及强度参数,分析不同养护期龄及试验围压对强度、应力-应变关系的影响。试验结果表明:塑性混凝土在低围压时表现出软化性,破坏偏应力与破坏应变较小,随着围压提高塑性混凝土应力应变曲线软化趋势减弱,并且随着围压的提高其破坏偏应力显著提高。塑性混凝土在不同围压下均表现出先剪缩后剪涨的特点,且随着围压升高其剪缩的趋势增大剪涨的趋势减小。双曲线模型参数K值随养护期龄的发展而增大,双曲线模型参数n、F、破坏比Rf值随养护期龄的发展而减小。相同养护期龄内塑性混凝土破坏偏应力随围压的增大而增大,相同围压下其破坏偏应力随养护期龄的发展而增大。凝聚力随期龄发展而增大,内摩擦角受养护期龄变化影响较小。     

弱超固结黏土-混凝土接触面力学特性直剪试验研究

为探讨黏土的超固结比对黏土-混凝土接触面力学特性的影响,利用直剪仪对不同弱超固结黏土与混凝土的接触面进行直剪试验。试验成果分析表明：黏土的超固结比从1增加到2时,接触面的黏聚力增大40%,内摩擦角增大38%。弱超固结黏土与混凝土接触面尚未剪切破坏时,剪应力-剪切位移曲线符合双曲线模型;接触面剪应力达到抗剪强度后,接触面破坏,进入滑动摩擦不收敛状态。接触面的抗剪强度、初始切线劲度系数与破坏比随着超固结比的增大而逐渐增大;接触面的抗剪强度符合摩尔-库伦破坏准则。建立了黏聚力、内摩擦角、ΔL/τ-ΔL关系中的斜率和截距与超固结比的经验公式,结合摩尔-库伦破坏准则,又建立了简单的接触面本构模型。并用试验数据验证其合理性,可供相关工程参考。     

糯扎渡心墙坝反滤料的静动力特性研究

采用糯扎渡心墙反滤料进行静动力三轴试验。静力试验分别进行了K0固结和三向等压固结下的排水剪切试验,结果表明,两者的排水剪强度大致相同;K0固结排水剪试验的初始弹性模量Ei小于等压固结排水剪试验在相同围压下的初始弹性模量,体积模量则反之。动强度试验则表明,不同破坏标准对动强度影响明显,液化标准、应变破坏标准下的强度均大于极限平衡破坏标准下的强度,且随着固结比的增大其"地震总应力"抗剪强度也增大。更多还原     

基于三剪能量屈服准则的岩石弹塑性耦合模型

为建立能够准确描述岩石变形过程中能量演化规律的力学模型,提出利用三剪能量屈服准则和弹性剪应变能获取岩石黏聚力与内摩擦角,以及基于三剪能量塑性势函数获取剪胀角的方法,依据所提方法和岩石循环加卸载试验数据,得到了各级围压下不同塑性累积阶段岩石的弹性模量、黏聚力、内摩擦角及剪胀角等参数,发现随着塑性变形的增大,弹性模量呈负指数关系减小,黏聚力峰前线性增大而峰后呈负指数减小,内摩擦角满足比例参数为1、形状参数为1.5的Weibull函数,剪胀角线性减小;随着围压的增大,弹性模量和黏聚力均呈线性关系增大而剪胀角呈线性减小。建立岩石三剪能量弹塑性耦合力学模型,实现了模型在有限差分软件中的二次开发并编写了能量演化监测程序。模拟岩石室内试验,结果表明所建模型能较准确地描述岩石后继屈服过程中的硬化软化、剪胀、围压效应以及能量演化等力学行为。研究成果可为从能量角度研究岩体失稳提供理论支撑和现实手段。     

轴压比对中等高度轻砼有边框剪力墙抗震性能的影响效应

本文介绍五片不同轴压比下的陶粒砼剪力墙试件与一片高轴压比下的带竖缝陶粒砼剪力墙试件的试验研究结果。分析了低周反复荷载下轴压比对中等高度轻砼有边框剪力墙的破坏形态、抗剪强度、构件延性与耗能性能的影响效应。讨论了高轴压比下带竖缝剪力墙的抗震变形性能。     

如美水电站花岗岩卸荷力学特性试验研究

在常规三轴试验和卸荷试验的基础上,对比了两种试验方案下岩石的变形特性、力学参数和破 裂特征。研究结果表明:由于试验岩样固有脆性特性,峰前变形阶段为本实验主要阶段,因此将峰前变 形阶段作为主要研究对象;卸荷试验中,泊松比总体呈增大趋势,相对于加载试验平均增大了52．5％ ～ 118．75％;卸荷试验中,岩石黏聚力相对加载实验降低了31％,内摩擦角相对加载试验增加了8％;卸荷 试验中,岩石破坏张性破裂特征明显,各种级别张裂隙、剪裂隙以及张剪（压剪）裂隙发育,且沿各级张、 剪裂隙发育的次级裂隙也较发育。     

拱坝破坏轨线的追踪及其破坏概率

本文将混凝土材料视为理想弹塑性材料，混凝土的抗拉，抗压强度及温度荷载视为随机变量，用分载位移法分析拱坝开裂直至破坏的概率，并用轴弯复合屈服状态建立极限状态方程。