上卓沟泥石流流动特性及流体—结构流固耦合数值模拟研究

甘肃省卓尼县上卓沟曾多次发生较大规模泥石流,灾害损失极其严重。为了有效治理,急需对泥石流的流动特性及拦挡结构在泥石流冲击荷载下的结构响应进行深入研究。本文首先利用图形建模软件RHINO建立上卓沟三维沟谷模型,泥石流流变模型选用宾汉流体模型,在合理确定各计算参数及边界条件的基础上应用CFX对上卓沟泥石流进行了三维数值模拟,得到流速等流场数据。将所得流场数据导入ANSYS进行泥石流与拦挡结构的双向流固耦合分析,得到了泥石流在沟谷内的运动规律及拦砂坝的应力和位移,为工程设计提出了建议,可为类似工程提供参考。     

土钉支护结构中土钉长度的设计研究

土钉支护结构由于其诸多优点在深基坑中得到广泛应用,但是土钉长度布置问题一直是一个热点问题。本文研究了土钉长度的布置方式,结合工程实践,基于内部整体稳定性安全系数最小值的限制原则分析了土钉钻孔直径、水平倾角以及土钉间距等设计参数对土钉长度的影响,最后分析了不同土钉长度布置方式对安全系数的影响,所得结论可供工程技术人员参考。     

FRP加固梁抗弯计算和试验分析

对二次受力FRP加固梁的试验数据进行收集,发现考虑滞后应变与否对计算结构影响很小,但是这和有的试验值不太吻合。FRP强度折系数在粘贴层数越多时,该系数就越小,三层时约为0.524,建议粘贴层数不要超过三层。加固设计是应保证当Afe≥Af,min,此时发生混凝土压碎破坏,规范公式计算偏于安全。     

三肢剪力墙在水平荷载作用下内力位移解析解法

随着高层结构应用日益广泛,多肢剪力墙及其组合结构成为高层结构中不可或缺的一部分,但是在土木类规范、教材中对于多肢剪力墙内力求解的核心部分：对连梁约束弯矩构成的微分方程组采取叠加分配的计算方法有失偏颇。文章对连梁约束弯矩求解过程中产生的2个二阶微分方程组采取转化为4个一阶微分方程组,进而求微分方程组系数矩阵的基解矩阵的办法,从而给出多肢剪力墙中三肢剪力墙在3种水平荷载作用下内力、位移的解析计算公式。比较两种方法的内力计算结果与Midas计算模型内力的差距,发现运用传统方法连梁的内力结果较计算模型和文中计算小10%左右。该方法避免对连梁刚度以及连梁相对位置和墙肢整体性等一系列参数的讨论,避开分配系数这个概念,改进传统解析方法,为剪力墙与框架组合结构内力、位移解析表达式的推导夯实基础。     

应用高层结构分析软件浅析

根据钢筋混凝土多高层结构设计的经验,依据规范,对现有高层结构分析软件的应用中如何选择合适的软件以及如何调整电算结构等有关问题的处理提出了建议。     

框架预应力锚杆支护边坡地震动稳定性分析方法

在考虑锚杆预应力对黄土边坡稳定性影响的情况下,根据土体边坡滑移面的破坏模式,建立了框架预应力锚杆支护边坡的地震稳定性分析模型。利用集中质量显式有限元法,将土体离散为土体静动力微元和土体预应力微元,并建立了相应的离散动力平衡方程,推导了边坡在地震作用下的位移反应和滑移面上的应力场。基于位移反应和土体应力场,提出了框架预应力锚杆支护边坡在地震作用下的稳定性安全系数计算方法。用本文方法针对某一工程实例进行分析,并与拟静力法的结果进行比较。比较结果表明,本文方法对于土质均匀的黄土边坡是可行的,相比拟静力法,更能反应黄土支护边坡的地震作用和土的动力特性。     

混凝土中植筋深度的理论与试验研究

通过在混凝土中植筋的拉拔试验,研究了不同条件下植筋的破坏形态,分析了混凝土强度、钢筋直径和钢筋的强度等级对植筋深度的影响。给出了粘结破坏、锥形破坏、钢筋屈服和应力传递破坏等四种破坏形态的计算模型和相应的植筋深度计算公式,并通过多组试验证明了计算公式的正确性。研究成果可为加固工程设计中的植筋提供理论指导,也可为有关加固规程的修订提供依据。     

黄土塬地区大直径长桩承载性状与优化设计研究

 黄土塬地区桩基问题研究匮乏,依托陇东首栋超高层建筑,在试验桩身上布置混凝土应变计、钢筋应力计,承台底板下和桩端布置土压力盒,对原地基土、单桩基础和单桩承台基础分别进行现场原位载荷试验;利用ANSYS有限元软件对全短桩基、全长桩基及长短桩组合桩基在竖向荷载作用下的筏板沉降变形、地基土应力场与沉降变化进行分析。结果发现：(1) 黄土塬场地地基土夹层交互分布、湿陷性不连续,存在由非湿陷性黄土变成湿陷性黄土的可能,桩周土层对桩基内力传递与分布影响显著,桩身出现多个中性点,湿陷性土层下限深度确定更加复杂;(2) 各级荷载作用下,桩基Q-S曲线呈缓变型发展,表现为典型的摩擦型桩,桩身内力发挥具有异步性;试验加载至8 000 kN时,桩顶最大沉降为8.15 mm,单桩和单桩承台端阻力分别仅占桩顶荷载的4.8%和2.1%;(3) 单桩承台基础中承台底部实测反力呈倒“盆”形分布、边缘应力较大,桩–土–承台体系的承载性能优于单桩基础;桩基础设计时,可结合经验以承载力和最大允许变形量进行控制,提高桩身线刚度抵抗自身压缩变形,减小桩基上部沉降;(4) 长短桩组合桩基础充分利用与发挥了长桩控制沉降的作用与地基土浅层承载的能力,减少了长桩数量,节省了桩基造价,值得进一步深入研究。     

纳米技术在建材中的发展与应用

纳米技术是国内外近几年正在崛起的前沿、交叉性新兴技术领域。由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,从而使其具有许多不同于传统材料的物理、化学奇异特性。本文综述了纳采科技的基本概念、产生、发展及其战略意义,讨论了国内外近几年纳米材料和纳券技术的研究成果及应用发展,并对纳米材料在高强度和高韧性纳米陶瓷材料,新型纳米结构的玻璃、塑料和橡胶制品,粘合剂、密封脆和润滑剂,特殊的光学性能材料,催化剂,水泥添加剂,新型防护材料,静电屏蔽材料,耐热、隔热、阻燃材料,涂料等建材领域的直接应用以及其潜在价值作了讨论。