新型柔性铰接框架锚固体系及边坡支护分析

为解决传统框架锚固结构在地震和降雨荷载下可能导致的滑坡和结构失效问题,建立了一种新型柔性铰接框架锚固系统。该系统利用“内刚外柔”的设计理念,通过对传统框架锚固体系的支座连接部位设置铰接的方式,容许边坡有限变形进而通过适度的能量耗散来吸收部分荷载,限制边坡的位移变形,避免支护本身的破坏。采用Flac^3D有限差分软件建立了原边坡、传统框架锚固边坡和柔性铰接框架锚固边坡的计算力学模型,通过对比三者剪应变增量、滑动变形和拉应力进行稳定性评估,并采用强度折减法对3种不同支护进行失稳判断和安全系数求解。结果表明：柔性框架锚固支护对控制边坡滑动十分有效;在改善自身应力状态方面,柔性支护体系对比传统框架锚固体系具有明显优势,提高了边坡整体稳定性和抗震性能。该研究为边坡领域提供了全新的加固设计思路,同时为新支护体系的应用提供了依据。     

宏细观振动对选择性热激励效果的影响

激振频率是选择性激励红外热成像检测技术的控制参数。从结构共振的角度选取含微裂纹的混凝土简支梁作为激励对象, 以简支梁自振频率作为激振频率, 测试激励效果; 并选用40 kHz激振频率进行对比试验。试验结果显示, 40 kHz频率激振下的简支梁出现了显著热激励效果, 但自振频率未出现激励效果。结合这一试验现象, 在机理层面计算分析了简支梁宏观整体振动、梁内细观质点波动两种振动状态对热激励效果的影响以及它们之间的相互作用规律。分析结果表明:在整个激励过程中, 结构整体振动的热激励能力弱于质点波动, 并持续消弱质点波动的强度; 细观质点波动是热激励效果出现的原因, 可选用40 kHz超声频率激振来降低宏观整体振动强度, 消除整体振动对质点波动的弱化作用。     

软岩中竖井开挖的支护体系研究

以某水电站闸门竖井为研究对象,建立了三维有限元模型。采用Mohr-Coulomb屈服准则,模拟了软岩中竖井的开挖及其支护体系,详细比较了不同支护措施下软岩的等效塑性应变与塑性区、软岩的变形及支护结构的应力等,得知在软岩中开挖竖井时宜选用衬砌混凝土作为主要的支护手段,锚杆可作临时支护。     

采动巷道岩体变形与锚杆锚固力变化规律

阐述了采动巷道围岩的变形规律,探讨了低阻力端锚和高阻力全锚锚杆在巷道围岩变形损伤过程中锚固力的变化规律,揭示了锚杆支护与围岩的作用机理,为采动巷道锚杆支护的选型设计及扩大使用范围提供了科学依据     

基于3D-ILC含60°平行双内裂纹脆性巴西圆盘断裂特性

裂纹间的相互作用是断裂力学的重要研究内容,但针对3维内裂纹的扩展规律及相互作用的研究较少。基于3D-ILC技术,在完整巴西圆盘内部制作平行双内裂纹,开展含60°双内裂纹单轴压缩试验,记录裂纹扩展过程,得到裂纹起裂及破坏荷载,分析双内裂纹相互作用下的应力双折射规律、裂纹扩展形态及断口特征。基于M积分及应变能密度因子理论进行数值模拟,揭示K_Ⅰ、K_Ⅱ、K_Ⅲ的分布规律,实现双内裂纹扩展路径及平行裂纹相互作用模拟,并与试验进行对比。结果表明:1)基于3D-ILC的平行双内裂纹扩展破坏试验规律显著,证明了该技术在多内裂纹相互作用试验研究中的适用性;2)试样裂纹形态主要有上翼裂纹、下翼裂纹、竖直裂纹及贯穿型裂纹,翼裂纹断口光滑区为Ⅰ–Ⅱ型复合裂纹,裂纹侧面为Ⅰ–Ⅱ–Ⅲ型复合裂纹,呈现矛状断口;3)含60°双内裂纹试样破坏荷载为完整试样的17.73%,内裂纹扩展速度与加载力为非线性关系;4)双内裂纹尖端之间存在屏蔽作用,使扩展呈现明显反对称的裂纹形态;5)基于M积分的K分布及基于应变能密度因子理论裂纹扩展路径与试验规律一致。结果为3维内裂纹Ⅰ–Ⅱ–Ⅲ型复合断裂及多裂纹相互作用研究提供了物理试验及数值模拟参考。     

长江下游某通用码头散货泊位PHC-钢管组合桩钢管桩长度确定

针对长江下游地区某物流通用码头散货泊位处水体较深、软土（淤泥质粉质粘土）较厚等不利岩土工程条件,确定采用PHC-钢管组合桩作为地基基础,而确定组合桩中的钢管桩长度部分尤为重要。为此,在考虑土体软化特点、桩土接触关系、桩身沉降等基础上,采用FLAC3D软件构建了PHC-钢管组合桩—土模型,进而计算了6根PHC-钢管组合桩中不同钢管长度时的桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力。结果表明,钢管桩较短时,组合桩的极限承载力较高;改变钢管桩长度,使PHC管桩与钢管桩的接桩部位处于粉质粘土、粉细砂层时,轴力与侧摩阻力变化较大;接桩部位位于持力层时,缩短钢管桩长度会降低整桩极限承载力及接桩部位的侧摩阻力。通过对比分析钢管桩对组合桩桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力的影响程度,最终确定组合桩中钢管桩长度5 m时为最优选择。     

木棉纤维活性染料的染色工艺研究

木棉纤维中空度极高,保暖性能很好,但是染色存在一定的难度,本文研究了以活性染料为原料,讨论了盐碱的种类及用量、温度、浴比对染色性能的影响。实验表明,最佳染色工艺条件为染料4%(o.m.f),氯化钠30g/L,碳酸钠20g/L,浴比1:50,温度60℃,时间75min。     

基于3D-ILC超声场致脆性固体单内裂纹扩展规律研究

为揭示超声场(UF)作用下脆性固体裂纹扩展贯通等特性演变,首次引入3D-ILC技术,开展含有内裂纹脆性固体的UF试验,揭示不同激励时长及不同超声功率下的裂纹扩展及试样破坏过程规律。通过分析断口特征揭示超声致裂物理机制,基于Paris疲劳理论开展数值模拟,得到不同超声参数下的内裂纹扩展路径,并与试验结果对比验证。结果表明:(1)3D-ILC有效性得到了证明,为UF的研究提供了一个有力工具。(2)UF下裂纹沿尖端方向扩展,断口存在贝纹线特征,局部存在粉末,判断UF物理机制包含超高周/高周疲劳断裂、裂纹面摩擦、温度荷载。(3)超声波对固体作用集中在原预制裂纹面,完整区域未出现损伤,可认为超声作用具备高度的"裂纹敏感性"。(4)裂纹扩展程度与超声作用时间、超声功率成正相关。(5)利用Paris疲劳模型开展UF数值模拟,裂纹扩展程度与荷载幅值和循环周次成正比,裂纹扩展路径与试验一致。3D-ILC的引入为UF的试验规律、物理机制研究提供了全新的手段,数值模拟方法得到了UF下裂纹扩展路径,与传统上以应力–应变、塑性区等目标的分析方法相比,是一个很好的补充。     

基于Excel的地下工程原型监测数据处理和评判系统

小浪底地下工程施工期的监测数据复杂多变，日常的录入和整理均采用MS－Excel电子表格软件。随着监测仪器的逐步增加和时间的延长，监测数据量迅速扩大，当需要进行阶段性整编和分析时，Excel便不能满足处理速度的要求。SurveyCAL和SurveyJUD是笔开发的数据处理系统和评判系统，可以对Excel的数据进行“批处理”，并具有良好的用户界面，操作简便，可与Excel配合使用，满足了数据处理工作的需要。