成层式防护结构爆炸填塞效应研究

成层式结构爆炸效应试验中,爆炸填塞效应会影响下部结构层的动力响应和毁伤效果,如何分析并充分考虑爆炸填塞效应规律成为爆炸试验必须重视的问题。为研究成层式结构的爆炸填塞效应,利用数值模拟方法重点分析了炸药柱在遮弹层中外露、浅埋等爆炸作用下分配层的爆炸成坑、应力峰值以及支撑结构层的应力和变形等参数的变化规律,阐明了爆炸填塞效应原因及变化趋势,并给出了相关填塞系数与比例埋深的关系表格。结果表明：当遮弹层厚度较小时,炸药在遮弹层内发生抛掷爆炸,随着炸药柱在遮弹层内埋深的增加,分配层中爆炸成坑直径、成坑深度快速增加,结构层顶面应力峰值快速增大,爆炸填塞效应显著增大;当遮弹层厚度较大时,炸药在遮弹层内发生近似封闭爆炸,虽然遮弹层厚度继续增加,但爆炸填塞效应趋于稳定。     

楼板厚度对多层轻钢结构地震响应的影响

过去,人们一直认为钢材的延性好,钢结构在地震作用下不易破坏和倒塌。然而,1994年美国Northridge地震,特别是1995年日本神户地震后,使我们对钢结构的抗震性能有了新的认识。我国是一个地震多发的国家,多层轻钢结构抗震性能的研究及多层轻钢结构的应用和设计,对我国抗震减灾具有重要的理论和实际意义。综合查阅了大量的文献资料,利用有限元分析软件ANSYS,结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)和《钢结构设计规范》(GB 500117-2003)对一个多层轻钢结构房屋计算模型进行动力时程响应分析,在分析中不断改变楼板的度,以此探索楼板厚度对多层轻钢结构地震响应的影响。     

露天开采地下矿室隔离层安全厚度的确定

露天开采地下矿室的矿山,坑底隔离层安全厚度的确定,目前还没有统一规范的计算方法。文章以大宝山矿露天地下开采的工程实例,结合计算隔离层安全厚度的方法,选择了具有代表性的五种理论计算方法和数值模拟方法,对各种计算结果进行了比较和评价,最后对各计算结果进行了求和归一法数据处理,并对结果进行了多项式数值逼近,得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度的关系。这说明了作者方法的正确性与实用性,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。     

扁管分配布置方式对平流式冷凝器换热性能影响

研究扁管总数和总流程数一定,扁管分配比例已知的条件下,不同流程间扁管分配布置方式对平流式冷凝器换热性能的影响。采用稳态分布参数法,建立冷凝器换热数学模型。计算典型工况下不同扁管分配布置方式的结果显示:按制冷剂流动方向,依次减少每个流程扁管数的分配布置方式,所得冷凝器换热量和制冷剂出口过冷度相对最大,压降相对最小,冷凝器换热性能相对最优。     

浆膜层和水膜层厚度对新拌混凝土流动性的影响

通过改变石粉含量、砂率以及砂级配得到不同浆膜层厚度(PFT)和水膜层厚度(WFT)的混凝土拌合物,通过混凝土扩展度以及T₅₀₀试验,研究了PFT与WFT对新拌混凝土流动性的影响。结果表明：当WFT>1.40μm时,混凝土的扩展度及T₅₀₀随PFT同步变化;当WFT<1.40μm时,混凝土的扩展度及T₅₀₀随WFT同步变化;当PFT与WFT同时增加时,混凝土的扩展度增加,T₅₀₀降低;当PFT与WFT同时降低时,PFT与WFT的降幅不同,混凝土的扩展度及T₅₀₀变化也有所差异。     

基于解析层元法的成层半平面地基移动荷载动力响应研究

解析层元法具有较高的计算效率和数值稳定性,为此基于解析层元法研究移动荷载作用下层状各向同性地基的平面应变动力响应问题。假定研究坐标系随移动荷载同步移动,移动荷载相对于移动坐标系处于相对静止状态,从而将移动荷载作用下的动力问题转化为准静态问题。结合移动坐标系下的控制方程和傅里叶变换方法,推导出单层有限厚度和半空间土体在傅里叶变换域内的解析层元。根据有限层法原理组装各土层的解析层元得到总刚度矩阵,再结合边界条件求解总刚度矩阵方程在积分变换域内的解。然后,利用傅里叶积分逆变换将变换域内的解答转换为物理域内的解。最后,通过算例验证本文理论的正确性,并分析荷载移动速度、荷载作用深度、成层性及地基加固厚度与加固效果等对成层地基动力响应的影响。研究表明:地基的竖向位移和竖向应力随荷载移动速度的提高而不断增大,当移动速度接近土体的剪切波速时,地基竖向位移和竖向应力均迅速增加;移动荷载作用下地基的成层性对土体的竖向位移有较大的影响,且主要受地基表层土体性质的影响;表层土体的加固对减小地基沉降有显著效果,随着加固效果的增加,地表沉降的减小量逐渐降低。     

成层土体与结构组合体系的动力数值模型

本文运用边界积分方程--边界单元法,分析并计算了具有成层土体与结构组合体系的动力耦合效应问题。提出了用边界积分求值的动力数值模型。它可以对不同土体情况(半无限单一土体、成层的和夹有淤泥层土体)和结构组合体系的动力响应进行数值求解。文中对具有成层土体的和含有淤泥夹层土体的结构动力响应以及填充不同填料的隔振沟的隔振效应等算例进行了计算和分折。结果很令人满意,其中某些结论具有一定实用价值。     

支护结构的刚度、入土深度对拉锚式支护结构水平位移的影响

以济南东南部一个实际工程作为标准模型,利用有限差分法初步研究支护结构刚度和入土深度对拉锚式支护结构水平位移的影响规律,以提高相似基坑工程设计理论和指导相似工程实践。     

沥青层模量及厚度对复合路面结构的力学影响

针对佛开高速公路改扩建工程的需要,通过有限元计算和理论分析,研究了不同沥青层模量及加铺厚度对复合路面结构的力学影响,为进一步研究沥青复合路面结构的力学性能提供了理论基础。     

新型柔性索膜结构防护门动力响应分析

索膜结构防护门利用钢板的薄膜力与钢丝绳的悬索力来抵抗爆炸荷载的作用,充分发挥了材料的力学性能。设计了一种索膜结构的防护门,并利用有限元软件ABAQUS对其在爆炸荷载作用下的动力响应进行了研究,充分考虑了接触的影响,并通过修改爆炸荷载的压力时程曲线,对各种不同工况下防护门的技术性能进行了评估。     

孔洞结构对超声波衰减特性的影响研究

 碳酸盐岩地层孔洞形状多样、孔洞空间尺度多变、分布复杂,以首波触发机制记录的波速,反映的是沿着波阻抗最大路径传播的声波速度,不能有效反映岩石中的孔洞结构特征。基于波动理论和有限差分方法,实现超声波透射数值模拟实验,研究孔洞形状、尺寸、分布、密度对声波衰减系数的影响。结果表明：(1) 孔洞形状、尺寸、分布、密度对衰减系数均有影响,其中孔洞密度对衰减系数的影响最大,孔洞尺寸次之,孔洞形状和分布对衰减系数的影响较小;(2) 垂直于传播方向的孔洞尺寸和平行于传播方向上的孔洞尺寸均对衰减系数有影响,相对而言垂直于传播方向上孔洞尺寸对衰减系数的影响更显著;(3) 对一定频率的振源,存在一个临界孔洞尺寸,当孔洞的尺寸大于该临界值时,不能应用衰减系数反映孔隙尺寸的变化;(4) 衰减系数与孔洞尺寸、不同孔洞形状的孔隙度之间均表现为幂函数关系,且相关性较好。     

浅埋地下结构中柱动力响应研究

阪神地震中地铁车站遭受了严重破坏。破坏基本都是由于中柱坍塌引起的,这表明中柱是浅埋地下结构抗震的薄弱环节。运用有限差分软件FLAC对地下结构中柱的内力进行静、动力分析,并对北京地区典型的地铁车站结构缩尺模型在地震作用下的中柱动力响应进行振动台试验验证,揭示中柱受地震力破坏的机理,为地下结构抗震设计提供依据。     

结构承载力设计与耐久性设计的混凝土保护层厚度

混凝土保护层厚度的取值对桥梁结构的承载力及耐久性设计均有影响。在承载力设计时，为获得较大的内力臂，希望混凝土保护层厚度取的稍小；而在耐久性设计时，为保护钢筋免遭锈蚀及保证钢筋和混凝土间必要的粘结锚固性能，希望混凝土保护层厚度取的稍大。因此在进行结构承载力与耐久性设计时，选择合理的保护层厚度十分重要。     

不同装药形式混凝土自由场应力波衰减规律的数值分析

采用LS-DYNA软件,根据试验结果,模拟条形装药接触爆炸下混凝土自由场的应力波衰减规律,得到各种材料模型参数,并给出三种不同装药形式混凝土中应力峰值与加速度峰值随距离变化的衰减规律。根据曲线拟和,得到其应力峰值与加速度峰值的衰减指数。计算结果表明,条形和柱形装药形式对应力波衰减特性影响不大,而球形装药形式影响较大。     

桅杆结构的内共振对其动力稳定性的影响

根据推导的任意动力荷载作用下的弹性结构体系的动力稳定性判别准则,对一存在内共振的桅杆结构进行了算例分析,从对实际桅杆结构的动力稳定性分析中可以得知,桅杆结构的内共振是导致其动力失稳的主要因素之一。     

基于小波分析的隧道衬砌结构动力响应规律研究

阐述了隧道衬砌结构动力有限元分析的小波解析方法与粘弹性边界条件,采用弹簧–阻尼单元模拟粘弹性边界条件;建立了相应的有限元分析模型,并利用现场振动测试成果,对京广线朱亭隧道在提速列车振动荷载作用下的动力响应特性进行分析研究,得出了衬砌结构各特征点处的振动位移、加速度、弯矩、剪力与轴力的时程响应规律,将计算结果与现场测试成果进行对比分析证明所提出的分析方法是合理的。研究成果对进一步分析提速铁路隧道衬砌结构的动力稳定性具有重要意义。     

似层状结构岩体变形参数的软弱层带厚度效应

通过对赋存于似层状结构玄岩岩体中随机发育缓倾角软弱结构面的发育特征，即厚度，密度或间距的统计分析，获得了基本岩体变形模量考虑软弱结构面厚度效应的弱化参数，并通过“厚度加权”和“变形等效”法得到了水平方向和垂直方向的变形模量值。     

孔深影响爆炸应力波特性的数值分析

炮孔深度（装药长度）是影响岩体中爆炸应力波特性的因素之一。利用所编制的有限差分程序SMMIC计算了单自由面条件下，垂直炮孔爆炸应力波的传播过程。计算表明，炮孔深度（装药长度）增大，爆炸应力波峰值随距离的衰减指数减小。在算例中，4m和2m也深的爆炸应力波峰值随距离的衰减指数分别为1．35和1．56。     

考虑施工尺寸偏差的混凝土保护层厚度设计值研究

在确定混凝土结构中钢筋的混凝土保护层厚度时,应综合考虑耐久性、粘结锚固以及截面有效高度3个因素;根据耐久性要求,按不同的设计使用年限、环境类别、构件类别及混凝土强度等级,混凝土结构设计规范给出了纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度限值[Cmin],并根据粘结锚固要求其不小于钢筋的公称直径,而此混凝土保护层的下限值目前均作为混凝土保护层厚度的设计值。