CFRP约束钢管混凝土核心柱承载力简化分析

为了推导CFRP环向约束钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,对该类构件的受力机理和破坏特征进行了理论分析。基于极限平衡原理和极限分析的基本假设,得到CFRP环向约束构件的承载力计算公式。为了验证理论公式的有效性,利用试验数据进行对比,结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;极限承载力主要取决于由CFRP和钢管产生的约束效应。研究结论可为CFRP约束钢管混凝土结构的实践应用提供参考。     

预应力CFRP加固再生混凝土梁裂缝分析

以7根预应力CFRP加固钢筋再生混凝土梁为研究对象,对再生混凝土梁的最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,提出预应力CFRP加固再生钢筋混凝土梁最大裂缝宽度的计算公式,结果表明计算值与试验值误差较小,吻合良好。     

PCCP管内环向预应力碳纤维板加固数值分析

为充分发挥碳纤维板（CFRP）的抗拉性能,提升断丝预应力钢筒混凝土管(PCCP)的承载能力,提出了管内环向预应力碳纤维板加固方法。研究分析CFRP和混凝土的环向应力,得出拉梅公式的力学模型计算结果与有限元计算结果基本相符,两者结果最大仅相差9.3%。PCCP钢丝断丝率相同情况下,对不同断丝分布进行了计算研究,断丝率相同情况下断丝在同一位置时最不利。断丝发生时,在断丝处从管内到管外的混凝土损伤由小变大。重点对断丝率为10%时预应力CFRP加固前后性能进行了比较。结果表明:正常工作水压下,断丝处PCCP混凝土、钢筒的应力应变显著减小,说明CFRP起到了很好的加固效果;断丝率越高,在混凝土内壁没有损坏前,CFRP的作用越大。管内环向预应力碳纤维板加固方法还具有施工周期短、环境影响小、非开挖、易操作的特点,对实际PCCP应急修复具有很好的参考价值。     

CFRP布加固混凝土矩形短柱轴压性能分析

为了进一步研究碳纤维(CarbonFiberReinforcedPolymer,CFRP)加固混凝土短柱轴心受压力学性能,根据合理拱轴线、应力公式及混凝土强度模型,推导出CFRP布加固柱修正后的抗压承载力公式,并通过理论计算和ABAQUS有限元分析验证公式的正确性。更多还原     

循环荷载作用下建筑垃圾土动力性能

国家基础设施建设不断推进,大量建筑垃圾随之产生。对建筑垃圾进行资源化利用,不仅经济环保,且可缓解环境压力。通过室内大型动三轴试验,对建筑垃圾土与砂土动力性能展开研究,包括动应力-动应变、时程曲线、动弹性模量、阻尼比和液化评估分析。试验结果表明：建筑垃圾土破坏动应力约为砂土的1.3倍,即建筑垃圾土的承载能力明显高于砂土。在循环荷载作用下,砂土超静孔隙水压力大约是建筑垃圾的2.5倍,因此建筑垃圾土发生液化可能性更小。建筑垃圾土动弹性模量远高于砂土,最高是砂土的1.3倍。建筑垃圾土动力性能均高于一般砂土,建筑垃圾土具有代替砂土用作道路工程填料的潜力。     

碳纤维增强复合材料(CFRP)在输水管加固中的应用

以某水库采用CFRP修复加固压力管道为例 ,介绍了CFRP材料的性能和用CFRP修复加固压力管道的主要工序 ,并在功能和技术经济方面与钢板衬砌修复加固方案作了对比。     

预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的受力试验

采用预应力碳纤维布(CFRP)、非预应力CFRP加固钢筋混凝土梁与未加固对比梁进行受力试验,分析了预应力CFRP加固钢筋混凝土梁的破坏特征,研究CFRP预应力和混凝土预裂对加固钢筋混凝土梁的裂缝、挠度、混凝土和CFRP应变、开裂荷载、屈服荷载和极限荷载的影响。结果表明:对CFRP施加预应力可充分发挥其高强的特性;预应力CFRP可明显增强加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,提高开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,提高截面抗弯刚度,增大极限破坏时的挠度和延性,减小裂缝宽度和延伸长度;混凝土预裂将在一定程度上降低预应力CFRP对加固梁抗弯性能的增强作用。     

波流耦合荷载作用下村镇建筑破坏机理研究

基于洪涝灾害下村镇建筑结构破坏机理研究及水深、流速等对建筑结构影响研究较少,对波流耦合荷载作用下村镇建筑破坏机理和影响因素进行研究,为蓄滞洪区村镇建筑的结构设计和防洪抗洪措施提供依据。利用ANSYS建立砌体结构分离式模型,分析5种水深、5种流速和3种波高共75种荷载工况下,砌体结构在动水压力、静压力和波浪力的共同作用下的破坏过程、应力和变形情况,并研究水深、流速、波高对其破坏和变形的影响。数值模拟结果表明:结构的破坏位置主要集中在窗口上侧以及门窗之间的墙体,破坏最先发生在窗口上侧,其次是门窗之间墙体,且随着荷载的增大破坏程度愈加明显;结构位移随水深增加呈显著非线性增长,随流速增大呈不显著非线性增长,随波高增长位移变化最小。     

某中型水库除险加固设计洪水分析研究

分析研究设计洪水的基本特征,对水库除险加固防洪设计标准的选定具有重要意义。以某中型水库除险加固防洪设计实践为例,分析探讨水库除险加固设计洪水基本内容。得到以下结果,认识水库防洪设计标准的概念内涵,探索中型水库除险加固设计洪水标准的选定方法,推求中型水库所在流域的设计暴雨特征指标;由产流计算推求24 h设计净雨量;设计洪水推演;最后对设计洪水成果进行合理性分析。此中型水库除险加固设计洪水分析研究成果,可为类似水库除险加固设计提供科学依据。     

不同激振方向下动水压力对高面板坝面板动应力的影响

目前关于面板坝与库水动力相互作用的研究较少,而且现有的研究没有考虑库底与岸坡振动所激起的动水压力,即不能精确计算动水压力对高面板坝的影响,难以满足300 m级面板坝的安全评价要求。本文采用比例边界有限元方法计算动水压力,对坝高为300 m的面板坝进行了地震作用下三维有限元动力分析,研究了不同方向地震激励下坝面动水压力的分布规律及其对面板动应力的影响。结果表明:顺河向和坝轴向激励的动水压力最大值相差不大,而竖向激振的动水压力最大值相对较大。顺河向地震作用产生的动水压力对面板动应力有明显影响,而坝轴向地震作用下,动水压力对面板动应力有一定影响;竖向地震作用引起的动水压力对面板的动应力影响较大,不考虑动水压力时会明显低估面板的顺坡向应力最大值及高应力区范围。     

考虑致灾后果的溃坝洪水风险评估与等级划分

针对溃坝洪水风险受环境-荷载-人多种因素影响的不确定性,将不同洪水要素(水深、流速)联合考虑,分析洪水致灾的危险性。运用HEC-RAS二维水动力学模型和地理信息系统(GIS)空间分析技术,模拟溃坝洪水演进过程,从洪水到达时间、淹没范围等维度分析承载体的暴露度。针对人口分布与地理位置特征,基于人体失稳试验数据的统计规律、建筑物损毁标准进行承灾体脆弱性分析,提出基于灾害系统理论的溃坝洪水风险分析方法和溃坝洪水风险等级划分标准。可用于评估水库大坝失事风险,划分溃坝淹没区人口风险等级,为水库大坝突发事件应急救助和人口转移提供技术支持。     

再生碎砖骨料混凝土单位用水量的试验研究

利用城市及村镇拆迁改造中产生的大量废砖垃圾作为骨料配制混凝土是环境保护的大势所需。碎砖骨料吸水性强,再生碎砖骨料混凝土单位用水量需按单位附加水量与单位净用水量两部分考虑计算。通过试验,测试了4.75 mm~40 mm之间四个标准粒级在不同浸水时间的含水率,试配混凝土并分析了砂率及单位净用水量对混凝土工作性的影响规律。结果显示碎砖骨料48 h饱和吸水率为18.6%,浸水45 min的含水率为16.71%~17.28%,粒径小吸水则快;水灰比与骨料用量一定时,砂率小,单位净用水量大,流动性则大。据此,建立了再生碎砖骨料混凝土附加水量计算式;构建了最大粒径31.5 mm连续级配的再生碎砖骨料混凝土在不同的水灰比和骨料用量情况下,获得不同工作性能时的砂率与单位净用水量的参考值表。可供配合比设计确定单位用水量参考。     

Prediction of the future flood severity in plain river network region based on numerical model: A case study

Suzhou is one of China's most developed regions, located in the eastern part of the Yangtze Delta. Due to its location and river features, it may at a high risk of flood under the climate change background in the future. In order to investigate the flood response to the extreme scenario in this region, 1-D hydrodynamic model with real-time operations of sluices and pumps is established. The rain-runoff processes of the urban and rural areas are simulated by two lumped hydrologic models, respectively. Indicators for a quantitative assessment of the flood severity in this region are proposed. The results indicate that the existing flood control system could prevent the Suzhou Downtown from inundation in the future. The difficulty of draining the Taihu Lake floods should be given attention to avoid the flood hazard. The modelling approach based on the in-bank model and the evaluation parameters could be effective for the flood severity estimation in the plain river network catchment. The insights from this study of the possible future extreme flood events may assist the policy making and the flood control planning.     

一维二维水动力模型耦合的城市洪水模拟

城市洪水模拟通常包括城市内河流模拟和城区平面漫流模拟。一维水动力学模型可以较好地模拟河流和水工建筑物的水流特征,二维水动力学模型模拟水平漫流可以取得令人满意的结果。而一维二维耦合模型可以充分发挥两种模型的各自特色和优势,解决两种模型分别使用时经常遇到的空间分辨率和计算精度等问题。本文通过建立一维二维水动力耦合模型,针对不同的典型降雨过程,对该模型系统进行验证和分析,并最终用于模拟济南市不同重现期下洪水淹没情况。模拟结果表明,该模型能够有效地模拟复杂市区降雨积水过程,能够提供可信度较高的城市洪水潜在风险评估,可为城市防汛预警决策提供技术指导。     

滑坡涌浪作用下乐昌峡大坝安全评估

通过物理模型试验，测试了乐昌峡大坝在滑坡涌浪作用下的动水压强。结果表明，各测点动水压强随时间呈衰减趋势，其中首浪到达时产生的初始动水压强值最大，且在静水位以下呈垂直分布。利用该涌浪荷载计算模型，对乐昌峡大坝进行安全评估。研究表明该坝在设计洪水位工况下的安全性不能满足规范要求，必须对滑坡体进行加固处理。     

基于流量-面积比值的小流域设计洪水计算方法对比研究

为确定分布式模型法、地区瞬时单位线法及推理公式法在估算山区小流域设计洪水过程中的适用性,基于洪峰流量-流域面积比值,以重庆市綦江区蒲河水系为研究对象,采用3种方法分别进行设计洪水计算,并与重庆市实测100 a一遇洪峰流量进行对比。结果表明:①当流域面积＜10 km²时,采用推理公式法更合理可靠;此时河道坡度较大,流域的产、汇流条件符合推理公式法假定条件,计算结果符合实际。②当流域面积为10~100 km²时,分布式模型法与地区瞬时单位线法均可合理计算设计洪水,但前者计算结果比后者更接近实测值。此类流域河道长、坡度平缓,流域的水动力在空间中可视为均匀的扩散;计算格栅单元间连续性强,各栅格向流域出口演算能合理反映真实的设计洪水过程。③当流域面积＞100 km²时,3种方法计算结果与实测值均有不同程度的偏离,但分布式模型法偏离程度最低,可作为设计洪水计算的首选方法。研究结果将有助于合理选择设计洪水计算方法,为类似山区小流域设计洪水计算提供参考。     

Coupled Hydrodynamic and Geospatial Model for Assessing Resiliency of Coastal Structures under Extreme Storm Scenarios

The hydrodynamic effects of flooding during extreme storm events are the leading cause of structural damage to impacted properties and due to their complexity, it is difficult to accurately estimate structural damage and flood vulnerability. We propose a robust structural damage assessment model that considers the dynamic behavior of flooding coupled with the structural and regional characteristics of buildings by using of a pair hydrodynamic model i.e., the advanced circulation (ADCIRC) and two-dimensional unsteady flow (TUFLOW). Fine-scale inland flooding scenarios were developed to simulate heavily impacted areas of coastal New Jersey in the United States (US) based on the historical storm Hurricane Sandy (2012). The models were calibrated and validated using multiple sets of observed data as well as using several performance metrics. The corresponding Nash–Sutcliffe efficiency (NSE) and R-squared (R²) values were found to be in the range of 0.426–0.81 and 0.56–0.91, respectively, during the ADCIRC calibration process. A spatial comparison with the observed inundation data revealed that the correlation coefficient and root mean square error (RMSE) for the inland flood modelling by TUFLOW were 0.79 and 0.71, respectively, with a 96.49% coefficient of similarity. A structural damage model was developed by combining the hydrodynamic components of flooding with several structural characteristics. In a comparison of the observed and model-simulated damage counts, the results indicate the conservative nature of the damage-prediction model with a mean absolute error (MAE) of 40.26 and RMSE of 58.67. Using a GIS framework, the damage assessment results for a particular type of storm were mapped to illustrate the damage levels of individual properties.

     

基于堰前最高水位最大熵分布的施工导流风险模拟方法

为直观描述围堰运行期导流风险率函数,准确进行施工导流风险评估,利用洪峰和洪量联合分布,以熵最大为原则推求最高水位分布密度函数,结合导流建筑物泄流不确定性,随机模拟堰前最高水位序列,提出了基于堰前最高水位最大熵分布的施工导流风险模拟方法,并计算导流风险率。实例分析表明,该方法模拟的施工洪水能较好地反映实测洪水系列,所推求的堰前最高水位分布密度函数合理,能弥补传统施工导流风险模拟难以反映围堰使用近期实测洪水过程真实情况的不足,在保证准确性的前提下提高了风险计算效率与普适性,可为施工导流风险分析与方案决策提供依据。     

无实测水文资料地区洪水计算与分析简

引供水工程线路穿越山洪沟道区域大多为无实测水文资料地区,需要由设计暴雨间接推求设计洪水。以推理公式法计算设计洪水,并在分析雨洪特性、调查历史洪水的基础上,进行合理性检查与综合分析,最终认为推理公式法洪水计算成果是合理的。     

风、浪、流共同作用下的泥沙输移

根据波动水流能量及泥沙运动原理，参考了窦国仁推导底沙输沙量的方法，推导出波浪、潮流和风吹流共同作用下的底沙输沙量(包括推移质和部分悬移质输沙)计算式。应用于大风期黄骅港外航道的骤淤计算，其结果与实测值较接近。