Co_(66)Fe_4V_2Si_8B_(20)金属玻璃的结构弛豫和晶化的研究

用倒扭摆、DSC和TEM研究了金属玻璃Co_(66)Fe_4V_2Si_5B_(20)的结构弛豫和晶化过程。在结构弛豫阶段,内耗与温度近似呈指数增加,激活能有一较宽分布。预退火后内耗降低,但在预退火温度以下的降温和升温过程中内耗有回复性,长期等温退火内耗趋近一平衡值。用局域结构单元切变变换模型讨论了内耗的微观机制。在晶化过程中,从500 ℃至650 ℃出现三个内耗峰与DSC分析的三个放热峰对应,内耗峰高与(?)/f,呈线性关系,在峰温附近切变模量发生软化。认为相转变的内耗是在晶化进行时,外加切应力促进或加速接近临界的晶核界面运动所引起的能量损耗。另用TEM观察了非晶微观结构的变化。     

切向荷载下弹塑性材料的微观位移特性

Fujimoto(2000)研究了受切向荷载作用的微凸体在完全弹性接触或完全塑性接触条件下的微观位移特性。而实际大多数微凸体在法向荷载作用下,因材料的弹塑性性质导致其接触是很难达到完全弹性接触或完全塑性状态的。因此,如何解决切向荷载作用下处于弹塑性接触状态的微凸体的微观位移特性就显得非常重要。作者以Fujimoto模型为基础,结合Cattaneo和Mindlin理论,研究了切向荷载作用下处于弹塑性接触状态微凸体的摩擦力-微观位移关系,并给出了一个计算实例,显示该文理论模型的合理性。     

一种高切坡超前支护桩的作用机制

高切坡超前支护桩能有效地抑制边坡的变形,确保开挖边坡的稳定性。但常规钢筋混凝土超前支护桩的刚度大,导致施加在桩体上的土压力较大,为解决这一问题,提出在超前支护桩体靠山侧设置一层EPS垫层材料以降低超前支护桩与变形坡体之间的作用力。采用数值分析方法,研究了EPS垫层材料类型、厚度、刚度对超前支护桩土压力、桩身变形以及桩身内力的影响,揭示了EPS垫层材料对超前支护桩作用机制的影响。研究结果表明:EPS垫层的厚度和密度对超前支护桩桩土共同作用有显著影响。超前支护桩后布置的EPS垫层厚度越大,超前支护桩上的土压力越小,桩身位移越小,桩身内力越小;超前支护桩后布置的EPS垫层密度越小,超前支护桩上的土压力越小,桩身位移越小,桩身内力越小。     

水平荷载作用下深埋锚板变形分析

根据Mindlin应力解，研究了长方形深埋锚板(当然也可以是圆形或其他形状的锚板)承受水平抗拔荷载下的应力状态，提出采用修正分层总和法计算深埋锚板变形特性的新方法。新方法能考虑土体三向应力状态以及土的非线性对锚板变形的影响，通过一实例的分析表明，该方法能合理地预测深埋锚板的变形。     

考虑弹塑性变形的泥石流大块石冲击力计算

以Hertz接触理论为基础,考虑结构的弹塑性特性,给出泥石流大块石冲击力的计算方法。采用Thornton假设,即材料为理想弹塑性体,对Hertz接触理论进行弹塑性修正,推导考虑材料塑性的接触压力计算公式。为模拟泥石流大块石对构筑物的冲击,将构筑物假设成静止不动的平面,将大块石简化为以某速度运动的质点,建立基于修正Hertz接触理论的计算模型。计算结果表明,泥石流大块石在很小的冲击速度(小于1m/s)下就可能导致混凝土材料冲击接触面上产生塑性变形。考虑结构弹塑性特性后,冲击压力计算结果小于弹性冲击压力,更符合实际情况。     

锚拉板桩墙设计理论研究

本文首先将锚拉板桩墙体系分割成三部分,锚桩,拉杆,板桩。分别进行研究。锚桩采用Ｒａｎｄｏｌｐｈ（１９８１）建议公式计算以获得桩顶变位荷载关系,拉杆采用荷载传递函数法给予分析,板桩则用弹性梁理论进行研究。并建议了一个用于描述墙后土压力－变位间的非线性关系式。然后将锚拉板桩墙作为一个整体,根据系统内力,最后,将本文理论用于一工程实例之中,获得了满意的结果。     

滑坡受灾结构体易损性离散元分析

地质灾害中的结构体易损性的评估涉及到灾害体冲击力以及结构体本身的强度2个方面的内容。在传统的力学模型中,滑坡灾害体被视为刚性体并且其冲击力的大小通过能量守恒来求得;然而模型中却忽略了滑坡解体过程中能量的损耗,以及解体之后块体之间挤压、摩擦、撞击等相互间的力学作用所造成的能量损耗。这就导致了传统力学模型所算得的灾害体冲击力往往要大于实际工况下的灾害体冲击力。因为在高速远程滑坡灾害中,滑坡的破碎程度在很大程度上最终决定了灾害体对结构体的冲击力,所以通过某个典型滑坡并基于二维离散元模型对不同破碎程度滑坡的致灾程度进行系统性的研究。首先,研究了不同破碎程度下滑坡的滑程;其次,研究了不同破碎程度下滑坡和结构体之间的动力响应情况;最后,研究了结构体被滑坡冲击过程中的应力分布情况。通过研究发现:滑坡的滑程和其破碎程度呈反比;滑坡运动过程中能量的损耗主要是块体间的摩擦以及块体间的碰撞,并且在其解体阶段主要是块体摩擦起到主导作用,在其滑动阶段主要是块体碰撞起作用;结构体所受最大合力和灾害体破碎程度呈正比;结构体上应力分布呈"三角分布",即结构体顶端应力很小,越往下端其应力越大,对于防灾结构体本身的结构优化具有指导作用。所得的结论对于实际灾害的防灾指导具有一定的参考价值。     

沉入式抗滑桩优化设计研究

沉入式抗滑桩是根据普通抗滑桩受力特点改进而成的一种新型抗滑桩,它能大幅度降低工程造价。作为一种新型边坡支护结构,由于设计理论不完善,严重影响其工程应用。其中合理沉入深度和最优设置位置是沉入式抗滑桩设计的关键,如果沉入深度过大可能导致上部坡体发生越顶破坏,形成新的次级滑动,沉入深度过小则起不到降低工程投资的目地。采用极限上限定理,在假设滑面为通过坡趾下端的对数螺旋曲线基础上,研究确保边坡稳定抗滑桩所需提供的最小抗力;在抗滑桩设置位置和沉入深度优化分析中,采用基于极限分析的扇形条分法,对可能出现的次级滑面形状及其稳定性进行预测研究。结合算例,分析沉入式抗滑桩设置位置、沉入深度对边坡稳定性及其抗力的影响,从而为沉入式抗滑桩的优化设计提供一种理论方法。     

高切坡半隧道超前支护结构研究

 在山区基础设施建设过程中,经常发生因开挖边坡造成坡体失稳并诱发地质灾害的情况发生,为此,提出高切坡超前支护的思想。以西藏S306线段为依托,提出一种新型的高切坡超前支护结构型式——半隧道超前支护结构：它由普通的半隧道结构与边坡超前支护结构有机组合,以达到稳定边坡、减少开挖量、环保经济的目的。采用数值方法对超前支护半隧道结构的作用机制进行研究,分别模拟无支护开挖和超前支护结构的4种不同组合加固后开挖时的情况,分析高切坡的稳定性、应力分布及塑性区开展的情况,通过比较得出高切坡半隧道超前支护结构的合理组合方式。     

坡面颗粒侵蚀的水力学机理

坡面流作用下的颗粒侵蚀不仅导致严重的水土流失,同时也可能诱发严重的重力地质灾害如滑坡、泥石流等。研究其发生发展的机理以及内部理论规律对减灾防灾具有至关重要的作用。以水动力学公式为基础,从坡面颗粒侵蚀的水分环境角度入手,分析了浸泡状态下松散颗粒和固定颗粒的侵蚀机理,揭示坡面水流与坡面颗粒间的相互作用关系,给出各类型侵蚀发生所对应的临界条件。最后,通过实例计算验证了理论的合理性。