摘要：为了更加全面准确地定量评价高地应力黄土隧道的稳定性,介绍了考虑材料抵抗变形和抗力强度储备等力学性质的高地应力黄土隧道稳定性分析方法;通过Q3黄土试样的三轴试验结果规律,提出采用原状黄土双曲线应力-应变模型探讨高地应力黄土隧道稳定性储备;考虑原状黄土的抗力强度和抵抗变形能力耦合效用,构建反映围岩任一点稳定性状态的映射关系,探索黄土隧道的极限状态;采用卸围压方式类比黄土隧道开挖过程,进而研究黄土抗力强度和抵抗变形能力的变化,并根据Q3黄土试样的围压卸荷试验结果,拟合得到卸荷过程中强度、弹性模量和泊松比与围压的变化规律,从而计算黄土隧道安全系数;在此基础上,对山西平阳(平定—阳曲)高速公路某隧道进行了实例分析。研究结果表明:双曲线模型能得到更加真实的变形场,并能较好反映黄土隧道的稳定-失稳力学特征;本文方法所得隧道稳定性评价结果与现场监测结论较为一致。

摘要：随着沥青混凝土心墙堆石坝的快速发展,建设200m级超高沥青混凝土心墙堆石坝是未来的必然趋势,但目前既没有超高沥青混凝土心墙堆石坝的筑坝经验,也没有与之相适应的设计规范可供参考。首先基于朗肯土压力理论探讨超高沥青混凝土心墙堆石坝不同时期的受力可行性,细划心墙的受力状态,改进基于被动土压力理论求解心墙应力水平的算法;然后确定超高沥青混凝土心墙堆石坝的安全控制标准,据此推算适宜建设超高沥青混凝土心墙堆石坝的心墙和过渡料的合理材料参数取值范围;最后探索提高心墙安全性的工程措施。研究结果表明,建设200m级超高沥青混凝土心墙堆石坝是可行的,但需将心墙内摩擦角和黏聚力、过渡料内摩擦角控制在合理范围:φa≥30.5°,Ca≥0.25 MPa和φt≤43.5°,且随坝高的增长梯度按0.5%,1.5%和-0.5%/(25m)进行调整,即通过增大心墙内摩擦角和黏聚力、降低过渡料内摩擦角的工程措施,达到建设超高沥青混凝土心墙堆石坝的目的。旨在为将来建设200m级超高沥青混凝土心墙堆石坝提供借鉴作用。

摘要：论文通过理论分析指出,材料的动强度较静强度是否有提高,提高幅度有多大,以及静动强度差异的根源与材料的类型、加载速率以及不均匀程度有关,不能撇开具体情况来讨论材料的静动强度的关系。重点研究了岩石、混凝土类不均匀脆性材料的静动强度差异及机理,指出其动强度较静强度有一定的提高,静、动强度的差异与其破坏时裂纹的发展路径有关。静态破坏时裂纹沿着材料的薄弱面向前发展,即静态裂纹开裂遵循最小耗能原理;而动态破坏时,材料内部的应变能需要在瞬间得到释放,裂纹沿着能量释放最短路径向前发展,这时的裂纹穿过了材料的部分高强度区,使得材料的动强度高于静强度,即动态裂纹开裂遵循能量释放率相关原理。动强度提高的根源是由于材料的不均匀性和惯性力造成的。对于岩石、混凝土类不均匀脆性材料而言,其动强度也不是一个定值,而是随加载速率而变化。加载速率越大,裂纹穿过高强度区的能力越强,材料的强度越高。加载速率较低时动强度提高幅值主要受裂纹穿越材料高强度区的面积影响;加载速率超过某个临界值时,动强度提高幅值就只受到惯性项的影响。论文给出了岩石、混凝土类不均匀脆性材料动强度的具体表达式。并通过特殊设计的不均匀脆性材料的数值试验和物理试验验证了以上理论研究的正确性。

摘要：钢桁架-钢筋混凝土管柱混合结构质量和刚度沿竖向分布不均匀。基于组合梁单元和合理计算参数的钢筋混凝土管柱模型,准确模拟荷载-位移关系,较好地解决了ANSYS在进行结构分析时模拟钢筋混凝土管柱的难点;对原型结构和试验结构进行模态分析和非线性地震响应分析,并结合抗震试验结果,分析动力性状,研究地震作用下A型架顶部和桁架处位移、桁架悬挑端竖向挠度、悬挑端下弦杆内力、A型架下部小柱轴力等动力响应问题。分析表明,有限元分析效果良好,第一阶振型为扭转,抗扭问题须重视;用组合梁单元模拟管柱,保证地震响应计算中位移输出的准确性,计算最大位移和试验一致,但计算峰值滞后;地震作用下A型架整体弯矩使桁架悬挑杆件内力变化剧烈,悬挑端挠度变化幅度增大,最外侧小柱轴力增大。根据分析结果,提出可供结构设计参考的建议。

摘要：混凝土材料是一种典型的非均质材料,其力学行为和破坏过程很复杂。本文利用PFC颗粒流软件的内嵌fish语言编写了骨料生成程序、边界条件控制程序,程序模拟了MTS伺服功能,实现了虚拟的混凝土单轴压缩试验。相对于一般有限元程序投放的骨料,文中骨料可以破裂。在生成的数值试件基础上,设计了单级配和全级配混凝土单轴压缩试验,并对其破裂形态、裂纹扩展过程、应力应变曲线和破裂过程能量变化规律进行了研究。利用该虚拟试验平台,可对混凝土的动、静力学特性进行系统研究。

摘要：通过采用现行规范对已溃Teton大坝进行安全鉴定的结果与事实相悖来启示工程设计人员在设计土石坝时不能简单地将符合规范要求的计算结果作为大坝安全的保证或唯一判据。阐述综合现有认知、运用现有计算手段对35 a前发生溃坝的Teton水库资料进行重新分析并总结经验的必要性。结合现场勘察资料和二维、三维有限元模型计算结果,论证了帷幕布置以及坝座接触带的处理不当是直接导致Teton坝溃坝的原因。

摘要：为了能定量地研究混凝土动力压缩CT试验过程,将基于模糊集合论的破损演化理论引入到混凝土动力CT试验研究中,基于λ_1-λ_2截集将混凝土CT扫描图分为孔洞裂纹(P_(0-λ1))、硬化水泥石(P_(λ1-λ2))及骨料(P_(λ2-1)),并定义了混凝土的孔隙率、硬化水泥石率和骨料率。研究了动力单轴压缩CT试验过程中混凝土试样各扫描断面P_(0-λ1)、P_(λ1-λ2)及P_(λ2-1)随加载的变化规律。研究结果表明:利用本方法实现了对混凝土各组分的定量化分区;可以定量地研究混凝土中P_(0-λ1)、P_(λ1-λ2)及P_(λ2-1)随动力加载的具体变化规律;能较好地描述混凝土的受力破坏过程;并能定量地体现出试样破坏过程中应变的局部化。

摘要：根据软土、砂土及黄土的动剪切模量及阻尼比与动剪应变幅值衰减关系,分别输入人工设定的正弦及天然地震加速度时程,使用等效线性方法和非线性方法对水平均质土层的地震反应进行了计算分析。将两种方法计算结果进行了对比,探讨了考虑土体动应力应变关系的非线性方法与等效线性方法计算结果的差别。非线性方法所得土层的动力反应过程滞后于等效线性方法的计算结果。动荷载的频率及强度较低或较高时两种方法计算结果的差异较大,土体的阻尼会放大这种差异。

摘要：混凝土面板堆石坝的防渗面板很容易失效,面板一旦失效对大坝的渗透速度、渗透流量以及渗透坡降产生重大影响,由于坝体工程地质条件往往比较复杂,需要研究恰当的计算方法。利用计算渗流的专业有限元软件SEEP-3D,结合工程实例,采用传统的数值计算方法,计算单一垂直缝不同位置失效的水头分布、渗透流量大小以及浸润线位置,并与解析解进行对比,结果发现渗透流量不符合渗透规律。鉴于此,在传统的数值计算方法基础上,提出一种新的数值计算方法,即在下游分别施加该失效缝位置处的水头边界,其计算结果与工程实际和解析解吻合很好。研究成果可以为混凝土面板堆石坝的防渗设计提供参考。

摘要：【目的】研究级配和骨料率对混凝土物理力学性质的影响,为揭示骨料率及级配对混凝土力学行为的影响机制提供参考。【方法】在颗粒流数值平台上进行了具有骨料破裂功能的混凝土单轴压缩虚拟试验,设计了不同骨料率(0%,50%,60%,70%,80%)和不同级配(一级配、二级配、三级配、四级配)混凝土虚拟试验,分析材料的破裂形态、裂纹扩展过程、应力应变曲线和破裂能量的演化规律。【结果】相同骨料率条件下(以70%骨料率为例),随着混凝土级配依次提高,相较于一级配,二、三、四级配的混凝土强度(峰值应力)分别降低6.14%,24.58%和33.61%,裂纹数和各种能量均有不同程度下降,表明级配越高,越容易形成架空结构,易造成局部不稳定,会影响增强效果。相同级配条件下(以二级配为例),随着混凝土骨料率依次提高,相较于50%骨料率,混凝土强度(峰值应力)分别提高7.32%,62.9%和143%,裂纹数相应减少而各种能量均有不同程度增大。【结论】混凝土骨料结构稳定程度对混凝土强度影响显著。