深覆盖层土石坝三维有限元应力应变分析

采用邓肯张E—B非线性模型对某深覆盖层坝基上沥青混凝土心墙土石坝进行了三维有限元应力应变分析，采用无质量地基模拟坝基和山体对坝体沉降变形和应力的影响，给出了深覆盖层上坝体的应力和变形特点，特别是沥青混凝土心墙上的应力、位移分布特点，为大坝的安全设计提供理论依据。     

高沥青混凝土心墙受拉特性的简化力学分析方法

目前,沥青混凝土心墙受力变形特性研究尚缺乏简化的分析方法。针对高沥青混凝土心墙存在严重的受拉现象,探讨了心墙产生拉应力的机理,结合拱结构的特殊传力机制,提出了减小心墙拉应力的构想,即将直线型心墙堆石坝设计成曲线型心墙堆石坝;基于Winkler弹性地基直梁和曲梁理论,构建了直线型心墙和曲线型心墙的简化力学分析模型;借助该模型分析了坝高和堆石料模量对直线型心墙的挠曲变形和拉应力(弯矩)的影响,考察了曲线型心墙减小其内部拉应力的效果。研究表明,建立的简化力学分析模型能够较好地反映心墙的受力变形特性;直线型心墙端部存在较大的拉应力,坝高越高和堆石料模量越小,心墙端部的拉应力越大,心墙产生拉破坏的风险越大;曲线型心墙借助挠曲变形使其轴线缩短和将横向荷载部分转化成轴向压荷载以减小弯矩以及增大轴向压力达到减小其端部拉应力的目的,曲线型心墙相较于直线型心墙拉应力减小约42.7%,显著改善了心墙的受拉特性,增强了心墙的安全性。     

基于单轴压缩CT实验的砂岩破损机制

根据分区描述理论对砂岩单轴压缩CT实验资料在分区域值ξ1=50和ξ2=100的条件下进行了安全区、损伤进行区和破损区的检出,并对各区上的CT数进行统计。根据所定义的统计损伤变量和动态扩展区域上的CT数变化信息,计算得到各加载阶段的损伤变量值、损伤演化率和体应变。利用这些资料对砂岩在该实验条件下的损伤演化规律和细观机制进行分析,验证砂岩损伤演化的阶段性、不均匀性和突发性,从机制上解释损伤门槛值的存在,并最终确定了该门槛值。     

岩土CT图像中裂纹的形态学测量

利用计算机层析成像（CT）技术提供的岩土体损伤破裂演化图像，定义每一点的CT数变化量为该像素点CT数与其后紧邻的同行像素点、其下紧邻的同列像素点的CT数差的绝对值中的较大值。根据CT数在扫描断面上的分布规律，设定了提取疑似裂纹区的像素点CT数变化量标准值ξ=20，进行了疑似裂纹区的检出操作。并对其上的几何信息和CT数信息进行了统计，接着定义了裂纹长度和宽度，利用该参数对裂纹尺寸进行了计算。该工作对于推动岩土工程CT图像定量化描述具有一定意义。     

基于破损演化理论的混凝土CT图像定量分析

通过对混凝土CT图像影像特征的分析可以研究混凝土内部细观结构及裂纹变化的特点,但当前国内对混凝土的CT试验研究很少。将破损演化理论应用于混凝土CT图像的定量分析,利用完整度和破损度的变化分析试样各点的强度变化,解决了CT数分布范围广、不利于定量分析的问题;利用λ–水平完整域和λ–水平破损域实现从细观到宏观分析的过渡;进一步利用λ1–λ2截理的概念从CT图像中分别提取出裂纹区域、骨料区域、砂浆区域以及空气区域。提出量测各区域大小的方法,实现对混凝土各物相的分区描述,并在此基础上探讨破损演化理论在混凝土CT试验研究中的应用前景。     

一种基于G~1拼接技术的曲面造型新方法

C-B样条曲线不能精确表示半圆弧和半椭圆弧。本文讨论了C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线的端点性质,在对C-B样条曲线和有理三次Bézier曲线端点特性分析的基础上,通过增加控制顶点使C-B样条曲线通过控制多边形的首末顶点并与首末边相切,给出了C-B样条曲线和有理三次Bzier曲线间G1拼接条件,利用有理三次Bézier曲线能够精确表示半圆弧的特点,与C-B样条曲线进行G1拼接,从而较好地解决了C-B样条曲面造型中圆弧和半圆弧的表示问题,有效地增强了C-B样条方法控制及表达曲线的能力。     

混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构型式研究

针对目前特高面板堆石坝存在的面板挠曲变形大、面板缝易拉开、底部面板不能检修等突出问题,提出了一种适用于特高面板堆石坝的新型坝体结构型式——混凝土重力坝-面板堆石坝复式结构。重点分析了施工期、蓄水期及蓄水期发生地震时,新型复式结构混凝土重力坝的高度、上下游坡比、趾板布置等体型参数变化对大坝结构应力变形及面板挠度等指标的影响,为新型结构型式体型的选择提供参考。优选的新型复式结构型式与常规堆石坝结构的计算结果对比分析表明,复式结构除周边缝张开变位及施工期面板应力大于常规面板坝外,其他指标均占据优势,且周边缝张开变位完全在相应规范及止水结构允许变形范围内,并具有较高的安全裕度。新型挡水结构可缩短混凝土面板长度,改善面板受力状态,减少面板挠曲变形,并有效提升面板堆石坝坝踵及趾板部位的可维修性。     

基于CT图像的建筑混凝土破裂细观结构智能处理分析

首先利用CT扫描技术对混凝土在单轴静压条件下破裂过程进行了扫描观测.从CT图中看出,混凝上试件的裂纹一般围绕骨料在砂浆中扩展,显示骨料的高强度影响,但裂纹与骨料大角度相交时也会切断骨料向前扩展.说明砂浆区域尤其是砂浆与骨料的粘结面是研究混凝土破损的关键区域.其次,根据CT图像成像的特征,利用改进的动态METROPOLIS方法(MMD)对混凝土一个扫描断面的4个应力阶段的CT图像进行了分析,对混凝土断面进行了分类,获得清晰的骨料,砂浆,裂纹或孔洞的空间位置分布.从分类图中可以看出裂纹或孔洞分布随应力经过压密,后扩容,CT尺度裂纹扩展,最后达到破坏的变化过程.分类后的图像反映出材料的空间分布,简化后续CT数统计分析,为得到真实混凝土细观结构的有限元网络提供了重要的手段.     

山区残积土动力特性及地震稳定性分析

以甘肃省舟曲县立节镇北山滑坡为工程实例,取滑坡体残积土为研究对象开展了一系列室内试验,分析了不同动力变形情况下固结围压和干密度两种因素对滑坡土动力学参数(动剪切模量和阻尼比)的影响规律。在试验研究基础上,进一步借助Hardin-Drnevich骨干曲线理论模型分析了滑坡残积土的动力学特性。结果表明：干密度和固结围压均会对动剪切模量和阻尼比产生较大影响;将参考剪应变作为评价指标来表征及评价土体的动力学行为,土体的参考剪应变越小动剪切模量衰减越快,同时阻尼比增长也越快,即土体在受到动荷载作用时稳定性就越差。最后使用显式有限元及大变形计算方法分析了地震条件下不同动力特性土体滑坡的稳定性及破坏过程。     

深溪沟水电站围堰堰体及防渗墙应力变形三维有限元分析

采用三维有限元法对围堰竣工期和正常蓄水期的应力变形进行有限元分析计算,给出了不同时期堰体、堰基和不同材料、厚度防渗墙的应力变形结果,通过计算分析来判断堰体结构的安全度,校核防渗墙的强度,所得结论可为同类工程设计和优化提供参考。