自然营造力作用下岩石单裂纹水力劈裂数值仿真模型

考虑水利水电工程中自然营造力作用下岩石水力劈裂特点,建立裂纹内初始含水量饱和而外界水压增大情况下,裂纹进一步发生水力劈裂的数值仿真模型。在数值模型中,通过半解析半数值方法建立裂纹内水压分布梯度与裂纹张开位移间的耦合关系,不仅简化耦合迭代分析,而且提高计算精度;断裂力学模型采用以Hillerborg黏滞区裂纹模型为基础的COD准则,并引入损伤变量对其开裂准则进行修正;裂纹的扩展采用预置零厚度接触单元的方法巧妙地解决耦合与非线性迭代中裂纹的前进与后退问题。最后,对简单的岩石试件进行水力劈裂过程数值仿真分析,得到的裂纹内水压分布规律与已有的试验结果吻合,证明所建模型是合理的,计算结果是可靠的。     

基于CT图像的细观混凝土孔隙缺陷研究

将混凝土看作由骨料、砂浆、界面和孔隙缺陷组成的细观非均质材料,借助计算机断层扫描(CT)技术,建立了考虑孔隙缺陷相的细观混凝土模型,对有、无孔隙缺陷情况下混凝土的受拉破坏过程及应力集中的大小与分布进行了对比分析,研究了孔隙缺陷的面积统计分布规律.结果表明:孔隙缺陷的存在会增强混凝土材料的整体非均质性和拉应力分布的非均匀性,导致明显的应力集中;孔隙缺陷面积的分布规律基本符合Lognormal概率分布规律.     

恒定水头岩体混凝土裂纹水入浸过程分析

针对自然营造力作用下岩体或混凝土裂纹的水力劈裂特点,基于裂纹水流运动的立方定律建立了恒定水头作用下裂纹内水流入浸过程计算模型与迭代步骤.通过对不同裂纹张开宽度、裂纹表面起伏差、裂纹形状等因素变化,分别计算了水流入浸过程.计算结果表明,裂纹内水流入浸过程是先快后慢,随着时间的推移,裂纹内水压会发展为全水头.当裂纹张开宽度大于0.02 mm,水流入浸过程及其短暂,裂纹内水流很快就达到裂尖,而且水压基本就是全水头.当裂纹的张开宽度特别小,达到微米级,水流就很难进入,即产生不透水的现象.裂纹表面的起伏差对于裂纹张开宽度较小的裂纹影响程度要大于宽度较大的裂纹.     

基于环状分区和LVQ神经网络的混凝土CT图像分割方法

CT技术是目前了解混凝土细观结构的主要方法,受扫描和视窗成图精度影响,CT扫描切片灰度图像往往无明显双峰、亮度不均匀,导致混凝土骨料、砂浆、孔隙难以分割识别.为提高图像分割时骨料、砂浆、孔隙的识别率,针对混凝土圆柱形试样扫描图像,建立了一种基于环状分区和LVQ神经网络相结合的图像分割算法,通过与其他分割方法进行效果对比...     

不同含水率混凝土断裂韧度试验研究

混凝土结构常处于不同湿度状态,而不同湿度(含水率)对混凝土断裂特性有显著影响。采用电热恒温鼓风干燥箱对C15、C20、C30混凝土三点弯曲梁试件进行干燥,将干燥后试件分别浸泡3、10、24、48、72、120、240 h,使试件达到不同含水率状态后,进行三点弯曲梁断裂试验,并建立不同强度等级混凝土断裂韧度关于含水率的预测公式。研究结果表明:含水率对混凝土断裂韧度影响明显,随含水率增大而降低,饱和混凝土较干燥状态最大降幅达57%;实测P–CMOD关系曲线明显存在起裂前的线弹性阶段、裂缝稳定扩展的非线性阶段、裂缝失稳扩展阶段,随含水率的增大,线弹性阶段逐渐变短、稳定扩展阶段加长、失稳扩展阶段曲线下降趋势变缓,且临界荷载对应的切口张开位移和加载点位移均减小,表现为试件变形能力降低、韧性减弱。     

基于多目标模糊决策的二里河铅锌矿采矿方法优选

针对二里河铅锌矿矿体形态复杂、开采难度大、采矿方法难以选定的技术难题,先初选得出5种基本的采矿方案,在利用综合经济比较难以抉择的情况下,提出了多目标模糊决策方法优选采矿方法的思路：第一,分析了影响采矿方法选择的因素,利用层次分析法建立了采矿方法选择影响因素的隶属关系层次结构模型;第二,应用多目标模糊决策方法实现了采矿方法的优选决策,结合鞍部矿体和翼部矿体的赋存特点,得出了最优采矿方案和可行采矿方案。应用证明该方法在采矿方法的优选中是切实可行的,为确定矿山的合理采矿方法提供了一种新的技术手段。     

带式输送机缓冲托辊的改进

<正>带式输送机主要由电动机、减速机、传动滚筒、输送带、改向滚筒、槽形托辊和缓冲托辊等组成,其中缓冲托辊通常安装在出料口,主要作用是减     

孔隙水压对混凝土抗压强度影响的初步研究

混凝土内存在着孔隙、微裂纹等结构,压力水在混凝土内渗流的过程会不同程度使混凝土的微观结构发生改变,造成损伤,使其强度降低。对混凝土标准立方体试件外部施加压力水头,并充分考虑压力水在混凝土内的运动时间,让其在压力水中静置一定时间,使其充分发生渗透破坏,由此来研究混凝土不同渗流时间内、不同孔隙水压对混凝土抗压强度的影响规律。试验结果表明：在孔隙水压的作用下,混凝土抗压强度有所降低,并随着孔隙水压的增加强度逐渐降低;在未达到恒定渗流前,随着外围水压作用时间延长,混凝土强度仍会下降。     

考虑骨料级配的混凝土有效弹性模量预测模型

在细观层次上,提出了一种考虑骨料级配预测混凝土弹性模量的多相混合夹杂模型。对连续级配骨料实现粒径区间分级,并求出每级粒径区间的平均骨料粒径。再结合广义自洽模型与Mori-Tanaka法多相夹杂公式,建立含不同粒径骨料夹杂的混凝土骨料级配模型。将该模型与单一粒径模型、Li模型进行比较分析,并用Stock试验相验证。结果表明:骨料级配、骨料间相互作用对混凝土弹性模量有较大影响,且骨料体积分数越大,其影响作用越显著。即使骨料体积分数较大,骨料级配模型也能得到较好预测精度。混凝土弹性模量随骨料级配曲线参数增大而增大,但随界面厚度增大而减小。     

考虑水力劈裂效应的重力坝坝踵裂缝稳定分析

混凝土重力坝坝踵开裂是重力坝常见的现象,由于高坝缝内存在较高的扬压力,水压的劈裂作用有可能驱使裂缝进一步扩展,严重影响坝体的安全性。基于大型有限元分析软件,建立重力坝数值分析模型,人为在坝踵附近设置不同深度的裂缝,分析不同位置、不同裂缝深度、不同缝内水压分布作用下裂缝的稳定性,以分析水力劈裂效应。研究结果表明,坝踵附近裂缝多处于压剪复合断裂模式,但在缝内高水压作用下,有可能变为拉剪复合断裂,也极易失稳扩展;随着裂缝长度的增加,水力劈裂效应愈加显著。