摘要：为了研究红砂岩的初始损伤效应,对红砂岩进行细观损伤单轴压缩试验,同步多方位观测细观裂纹演化过程,利用数字图像相关技术处理不同含水率下红砂岩试样动态变形过程中灰度分布图,得到孔隙面积比、应变以及含水率之间的相互关系;探讨孔隙面积比与损伤变量之间的联系,进而推导了红砂岩损伤变量随含水率变化的计算公式,定量评价不同含水率下红砂岩的初始损伤程度。结果表明:红砂岩初始损伤效应显著,且随含水率的增大初始损伤呈对数增长,在研究岩体损伤特征时应当充分考虑初始损伤效应。

摘要：处于高烈度地震区的跨断层隧道在遭受断层蠕滑作用威胁的同时,强地震动对隧道的安全运营提出更为严苛的要求。鉴于此,为研究蠕滑-地震作用对跨断层隧道的影响,以汕头湾海底隧道穿越活动断裂带为背景,结合实际工程场地特征及地震动参数,确定了隧址区断层百年蠕滑错动量。考虑衬砌结构的非线性塑性损伤特性,建立蠕滑-强震叠加作用的三维数值计算模型,开展隧道在断层蠕滑导致的初始损伤下的结构动力响应分析研究,得出以下结论。(1)当仅受断层蠕滑作用时,隧道的显著相对变形发生在断层破碎带附近;隧道拱顶及拱底位置的拉压效应较为显著,且表现出明显的受剪切状态。(2)叠加地震作用后,断层带附近隧道的加速度放大现象较为显著,最大放大系数为3.0。(3)叠加地震动作用后,隧道的横向变形和拱腰应变较断层蠕滑单独作用时的隧道响应显著增大。最大水平相对位移增加至2.90 cm,等效塑性应变放大5倍。(4)断层蠕滑作用下隧道的损伤集中在断层面处,而地震动作用将加剧这种破坏,并导致隧道拱肩和拱脚的累积损伤。(5)蠕滑错动后的地震动作用放大了隧道的损伤响应,更大的初始蠕滑错动量导致更严重的损伤量级,更大的PGA则导致更广范围的损伤。相较于无蠕滑损伤的隧道,蠕滑-地震作用下隧道的拉伸损伤衬砌体积可增加224.8%。研究结果可为我国高烈度地震区跨断层隧道的抗震性能设计提供参考。

摘要：设计制作了11个钢筋混凝土箱型截面桥墩缩尺模型,对其进行了粘钢加固后的双向拟静力试验,分析了加固桥墩的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性能力、刚度退化和耗能能力等.结果表明,加固墩柱均发生以弯曲破坏为主的延性破坏,破坏塑性铰由未加固时的墩底上移至加固钢板位置的上边缘,加固后墩柱各项抗震性能良好,表明粘钢加固损伤桥墩是一种有效的抗震加固方式.墩柱强轴方向的滞回环饱满,承载力和刚度较大;弱轴方向的滞回环捏缩效应显著,耗能能力较强.初始损伤程度仅对粘钢加固墩柱的刚度退化及耗能能力具有一定影响.随着轴压比的增大,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,延性能力和耗能能力均增强.而随着长细比的减小,加固试件的承载力变大,极限变形能力降低,刚度退化情况严重.

摘要：为研究BFRP(玄武岩纤维增强复合材料)层数、初始损伤对FRP约束混凝土轴压力学性能的影响,对14个素混凝土圆柱体进行轴压预加载,考虑3种初始损伤等级,随后采用3种BFRP层数包裹加固并再次进行轴压试验.试验发现BFRP约束损伤混凝土的极限强度、极限应变分别为未约束混凝土的1.18~1.81倍和5.94~10.55倍;但与BFRP约束完好混凝土比较,其极限强度和初始弹性模量分别下降了7%~15%和38%~55%,极限应变则无明显差别.损伤混凝土经BFRP约束后其抗压强度和变形能力仍得到了改善,但损伤会降低BFRP约束混凝土的强度和初始弹性模量,且降低程度随损伤的增大而更明显.直接套用现有的FRP约束完好混凝土力学模型对损伤结构进行加固设计,会偏于不安全.基于试验结果和收集的文献数据,提出了可以考虑初始损伤影响的BFRP约束混凝土的强度模型、初始弹性模量模型和应力-应变关系模型,模型预测结果与试验结果吻合良好.

摘要：为研究岩土材料爆炸损伤场的特点,采用受内压作用下的球形孔洞模型进行分析.利用连续介质损伤力学方法引入一个含损伤变量的自由能函数构造了损伤材料的本构方程;在此基础上,给出了球形孔洞膨胀的控制方程并应用初始损伤概念给出问题的边界条件,通过数值分析得出材料的损伤场;讨论了初始损伤和材料损伤指数对损伤区的影响.分析结果表明,损伤变量以及损伤区应力-应变场只在一定范围内连续,超过此范围材料需要采用新的本构方程加以描述.因此,损伤场的大小与材料性质、初始损伤都有关系,只有综合考虑这些影响因素,才能深入地理解材料的变形本质.

摘要：建立了含初始矩形损伤的热防护系统(Thermal protection system,TPS)气动热分析的CFD数值模型,分析结果表明损伤区域侧壁出现了很高的热流密度峰值,并且迎风面侧壁峰值高于背风面,而损伤区域底部热流密度却很低。利用分析获得的热流密度建立了含损伤和无损伤TPS的有限元传热分析模型。分析结果表明:损伤的存在导致防热瓦最高温度急剧上升,超过其材料能承受的极限温度(1 500℃),防热瓦首先失效,而损伤对机体最高温度影响较小。最后进行了TPS损伤容限分析,在防热瓦极限温度约束下,外部热流密度最大值从100kW/m2增加到140kW/m2,矩形损伤宽度最大容许值从22.7mm减小到12.6mm,而弧形损伤宽度最大容许值从34.6mm减小到25.1mm,即随着外部热流密度最大值增加,损伤宽度的最大容许值降低,并且相同外部热流密度水平下弧形损伤宽度的最大容许值大于矩形损伤。

摘要：为研究深部巷道破裂围岩强度衰减规律,设计模拟巷道破裂区应力演化规律的应力路径,采用MTS815岩石力学伺服试验机对完整的砂质泥岩试样进行加卸载试验,得到不同损伤程度的初始损伤岩样;通过单试件法对初始损伤岩样在不同围压下的三轴强度特性进行试验研究。采用卸载点的应力减低比D、体积膨胀比DV作为损伤变量,分别建立损伤岩样峰值强度及强度参数与二者的函数关系,研究成果表明,初始损伤岩样的峰值强度、黏聚力与内摩擦角随损伤程度的增大大幅减小,且呈指数衰减规律。

摘要：复合材料圆柱壳在纤维缠绕成型、加工、使用等环节会产生一定的初始缺陷和使用缺陷,必将给材料性能带来相应的影响,为保证复合材料性能能够最大化利用的同时,还能保证其安全性,在结构设计中必须进行损伤容限研究,这是复合材料结构设计中需要考虑的重要问题之一。本文对复合材料圆柱壳的初始缺陷和在内压载荷下的使用缺陷进行了深入研究,首先确定了初始缺陷的检测方法,得到复合材料圆柱壳初始损伤类型主要为孔隙,并且大部分集中在圆柱壳的螺旋层,同时建立了孔隙率对复合材料性能影响的指数衰减模型,定性分析了孔隙率对复合材料性能的影响,得到孔隙率每增加1%,纵向拉伸强度降低3. 3%,纵向拉伸模量降低1. 8%的结果。然后通过理论结合试验的方法确定了圆柱壳在内压载荷下的使用损伤,损伤类型为螺旋层基体开裂,并研究了其对复合材料圆柱壳的影响。最后综合考虑初始损伤和使用损伤,采用"损伤无扩展"的设计方法对复合材料圆柱壳的剩余强度进行了评估,确定了合理损伤容限设计要求,得到影响剩余强度的主要因素是孔隙率大小,在孔隙率小于3%的情况下,圆柱壳的强度安全性能很高。本项研究为全碳纤维复合材料圆柱壳在压力容器中的合理应用奠定了理论基础。

摘要：阐明了岩石初始损伤的重要性和爆破块度分布规律的分形特征，提出了岩石爆破碎分形维数的理论预测公式，通过理论计算值与实验值的对比分析验证了预测公式的正确性。

摘要：为研究玄武岩纤维网格增强工程水泥基复合材料(BFRP-ECC)加固混凝土圆柱的轴压力学性能,对BFRP(basalt fiber reinforced polymer)网格增强ECC(engineered cementitious composites)和BFRP网格增强水泥砂浆(BFRP-mortar)复合加固混凝土柱进行了轴压对比试验,分析了BFRP-ECC加固混凝土柱的破坏模式、承载力和变形能力等。采用ABAQUS有限元软件建立BFRP网格-基质复合加固混凝土柱数值模型,并通过对比模拟结果与试验结果验证了有限元建模的准确性;同时,考虑了核心混凝土柱初始损伤的影响,建立了复合材料加固损伤混凝土柱有限元分析模型,研究了BFRP-ECC加固损伤混凝土圆柱各部件的受力特点和破坏模式等。结果表明:采用BFRP网格增强水泥基质加固混凝土柱可以显著提高其承载力和变形能力,其中:ECC作为基质时效果更优;BFRP-ECC加固混凝土柱破坏具有延性特征,核心区塑性变形分布均匀;核心柱初始损伤对BFRP-ECC复合加固混凝土柱破坏模式的影响较小,且ECC以及BFRP网格仍表现出良好的协调变形能力。