摘要：考虑地质力学模型试验的边界条件:一是等位移边界条件,二是等应力边界条件。由于深部岩体介质具有储能特性,在进行深地下地质力学模型试验时,模型边界应设置于弹性区,除满足试验模型表面均匀应力场条件外,需更多考虑加载边界处试验装置的整体刚度,其能及时补给模型因开挖卸荷导致围岩回弹所需的能量,并提供一回弹刚度,边界上应力可随此刚度进行调节。探讨并分析了试验装置刚度对围岩破坏模式的影响,分别以弹性模型和弹塑性模型计算了卸荷时围岩的回弹刚度。将碟簧引入加载框架,并对碟簧系统进行设计,通过试验对碟簧系统刚度进行验证。研究表明,该新型加卸载试验系统能更精确地模拟深部岩体原始属性,可适用于深地下工程地质力学模型试验。

摘要：深长隧道突水地质灾害中的最小安全隔水岩层厚度研究对于工程设计施工具有重要指导意义。基于相似模型试验的方法,研制出一套深长隧道突水地质灾害三维模型试验系统。该系统由三维模型试验主装置、试样成型装置以及模拟隧洞开挖卸荷掘进装置组成,能够满足模型对所受地应力场、水压等初始环境的模拟。试验系统具有荷载稳定、可精确模拟隧洞开挖、试验方便简洁、周期短并能开展大样本统计试验等特点。将该试验系统应用于成都—兰州(成兰)铁路线龙门山隧道的突水三维模型试验中,试验围压、轴压为0.6 MPa,水压为0.2 MPa时,获得模型最小安全隔水岩层厚度为47 mm,试验结果可有效指导工程的设计与施工。

摘要：储液结构(LSS)关乎战略资源的储备安全,在国防工程建设中备受关注,需要考虑武器爆炸时强烈冲击地震动对其动力响应的影响。利用爆炸冲击震动模拟平台开展了地面式矩形储液结构模型试验,研究了不同储液状态下储液结构在爆炸地震动下的动力响应,分析了地震动强度对结构振动加速度、结构应变以及动水压力的影响。此外,结合理论方法对储液结构壁板振型进行了探讨,对动水压力计算及相关设计规范的准确性与安全性进行了讨论。结果表明:储液增加使液固体系固有频率下降;结构动力响应与地震动峰值加速度相关性较高,随着地震动增强,不同储液状态下结构振动加速度、应变和动水压力均表现出强化效应;相较于无液状态,储液状态下结构动力响应随地震动强度变化敏感性提高,表现出更加显著的地震动强化效应;等强度地震动下,结构动力响应随储液增加而增强,说明储液结构处于高液位状态更加不利;沿壁板底部至顶部,结构振动加速度呈现放大效应,结构竖向变形符合剪切梁悬臂模型;动水压力的主要组成为脉冲压力,液面以下随水深增加呈现先增大后减小的趋势。动水压力标准值理论计算值偏于安全,基于理论方法修正了动水压力系数,给出了倾覆力矩系数。

摘要：针对延性扩孔破坏模式,讨论了刚性尖头弹贯穿韧性金属靶板的已有六个理论模型（F-W、C-L、JZG、WHM、S-W和JBL）对于靶板厚度和弹头形状的适用范围,统一了各模型参数的选取准则,分别给出了JZG模型尖锥头形和尖卵头形弹体半锥角和无量纲曲率半径（CRH）的适用范围。基于12组冲击速度为200~1 600 m/s,厚径比（靶体厚度与弹身直径之比H/d）为0.605~9.17的多种弹靶材料的穿甲实验,得出：对于尖锥头形弹体贯穿靶板后的残余速度,S-W和WHM、JZG、F-W模型分别对于较薄靶板、中等厚度靶板和较厚靶板的预测效果较好;而对于尖卵头形弹体,WHM和JBL模型预测效果较好。同时,各模型对于弹道极限预测效果的结论和残余速度一致。分析结论可为坦克、舰船等单、多层金属装甲防护结构设计与计算提供参考和依据。

摘要：针对土中钢板-钢筋混凝土竖井结构受二次爆炸作用下的破坏特征和变形计算问题,基于竖井结构抗一次爆炸试验,开展有限元计算和理论分析。讨论了不同一次、二次爆炸比例爆距情况下竖井结构的破坏特征、一次爆炸工况对二次爆炸后结构变形的影响,提出了一次爆炸后竖井结构抗力衰减评价指标,参数化分析了竖井混凝土强度和钢板厚度对抗力衰减程度的影响规律和机理,构建了二次爆炸作用下竖井结构弹塑性变形计算方法。研究结果表明:二次爆炸作用与一次爆炸作用竖井结构破坏模式和破坏特征相同,但一次爆炸会导致结构发生塑性变形和抗力衰减,从而使二次爆炸时竖井结构变形增大,破坏程度加剧;可以采用结构广义刚度K_(stru)的衰减程度I表征一次爆炸后竖井结构的抗力变化,衰减程度I与一次爆炸竖井结构无量纲环向相对位移α1相关;混凝土强度对结构抗力衰减规律影响不大,钢板与混凝土厚度比的增大可以减缓结构抗力的衰减速度;结合竖井结构一次爆炸弹塑性变形计算方法和结构抗力衰减计算方法得到的二次爆炸作用下竖井结构弹塑性变形半经验计算方法与数值模拟计算结果误差小于8.1%,可以为竖井结构抗爆设计计算和毁伤评估提供依据。

摘要：为了探究全珊瑚钢筋混凝土板破坏特性,设计了3种不同配筋率(0.85%、1.13%和1.41%)的高强全珊瑚钢筋混凝土板构件.结合声发射技术,开展了全珊瑚混凝土板构件四点弯曲加载试验,揭示了配筋率对高强全珊瑚钢筋混凝土板力学性能的影响.基于声发射参数速率过程理论,建立了损伤定量评估模型,并进一步提出了可用于工程实践的损伤评估准则.结果表明:随配筋率增大,高强全珊瑚混凝土板构件起裂荷载、起裂时间与峰值荷载均增大,但中心挠度降低了11.29%;单位时间声发射参数变化均存在2个峰值区,可作为板构件的起裂评判和破坏预兆;根据声发射参数累计值变化可将高强全珊瑚混凝土板构件破坏过程划分为轻度(0.84)损伤4个程度.所建立模型适用于不同配筋率的全珊瑚混凝土板构件损伤评估.

摘要：防护工程中的梁板构件受边界约束会在结构内部产生“面力效应”,导致结构承载力提高和破坏模式改变。根据结构的受力特点,设计了一套特殊的边界约束装置,研究竖向荷载作用下轻骨料混凝土梁的受弯性能及面力效应。对3个简支、7个两端约束的轻骨料混凝土梁试件进行了四点弯曲试验,得到了各试件的荷载-挠度曲线、裂缝分布及拉杆拉力-挠度曲线,同时对轻骨料混凝土梁的边界约束、配筋率以及是否掺加纤维对抗弯性能的影响进行分析。结果表明：边界约束越强,面力效应越明显,梁的承载力提高幅度越大;面力效应有效控制了裂缝的产生和发展,提高了构件的极限荷载。

摘要：安全气囊是一种汽车被动安全性保护系统,其中充填的化学物质能在车辆撞击事故中瞬间引爆并释放大量气体。安全气囊在制造、集中运输、集中存储、使用过程中经常发生意外爆炸事故,造成人员伤亡和设施破坏。为了准确计算汽车安全气囊的爆炸威力,基于典型气囊气体发生器的化学组成和爆热能量相似理论,提出了汽车安全气囊爆炸等效TNT当量的一种理论确定方法。结合安全气囊的三种爆炸反应方程式,确定了三种小型汽车典型安全气囊的等效TNT当量分别为32.6 g,37.3 g和31.6 g,平均TNT当量为33.8 g。基于计算结果,建立了等效的安全气囊爆炸有限元模型,通过将有限元计算结果与已有安全气囊爆炸试验结果进行对比分析,验证了该计算方法的可靠性和计算结果的准确性。

摘要：将钢包钢管混凝土防护门简化为正交各向异性简支板,采用代表体元惯性矩等效方法计算2个主方向的抗弯刚度,基于正交各向异性薄板理论得到板的自振频率及动力响应。通过理论计算和利用LS-DYNA有限元软件的数值模拟结果,分析钢管壁厚与钢板板厚对板自振频率和动力响应的影响,结果表明:随着钢板厚度增加,自振频率增加,防护门抗力提高,两者变化效果明显;随钢管壁厚增加,自振频率减小,防护门抗力提高,两者变化幅度较小。防护门设计时,在允许范围内应适当增加钢板厚度。

摘要：针对钢筋混凝土(RC)梁,提出了一种通过对抗拉纵筋进行局部弯折,形成钢筋起波,从而提高RC梁抗爆能力的高效新方法。结合已有的实验结果和有限元模型计算,分析了起波配筋RC梁的受荷破坏全过程,揭示了其抗爆作用机理。分析结果表明,在RC梁底部适当位置设置纵筋起波,能增大RC梁在爆炸荷载作用下的允许变形,有效吸收爆炸能量,大幅度提高RC梁的抗爆性能。基于能量法,建立了起波配筋RC梁在爆炸荷载作用下的理论计算模型,给出了抗力动力系数的显示计算公式;讨论了平屈抗力比、平弹变形比以及屈弹变形比3个关键设计参数对起波配筋RC梁抗爆性能的影响规律,以便为进一步工程应用提供理论依据。