考虑温度对于弹模影响效应的大体积混凝土施工期应力计算

阐述了水泥水化反应遵循物理化学反应中Arrhenius方程的规律,用“等效龄期”的概念考查了温度对于混凝土弹性模量的影响,进行了某碾压混凝土拱坝施工期温度场的计算,并利用该温度场及“等效龄期”进行了应力场的计算,该应力计算中包含了温度及自重徐变应力。对比了20℃定温下弹模变化的应力场。考虑温度对于混凝土弹模影响的计算结果是趋于危险情况的。     

考虑温度对于弹横影响效应的大体积混凝土施工期应力计算

阐述了水泥水化反应遵循物理化学反应中Arrhenius方程的规律,用“等效龄期”的概念考查了温度对于混凝土弹性模量的影响,进行了某碾压混凝土拱坝施工期温度场的计算,并利用该温度场及“等效龄期”进行了应力场的计算,该应力计算中包含了温度及自重徐变应力。对比了20℃定温下弹模变化的应力场。考虑温度对于混凝土弹模影响的计算结果是趋于危险情况的。     

聚氨酯模切弹垫对纸板回弹的力学分析

聚氨酯模切弹垫的回弹应力会影响到模切质量及模切速度,通过建立聚氨酯弹垫弹出纸板过程中的力学模型,对聚氨酯弹垫弹出纸板进行了分析,并推导了回弹应力计算公式。此分析结果将有助于包装企业对聚氨酯弹垫的正确选用。     

拱坝与基础协同工作的应力分析

本文采用基于能量的变分差分法，对拱坝体与地基组成的多介质结构进行应力分析，考虑地基变形对拱坝的位移和应力的影响，提高了拱坝应力分析的计算精度，计算结果表明，坝基处的应力得到改善减小了应力集中现象，这是接近于实际情况的。     

软岩的弹性模量

本文对软岩在各种应力途径、加载方式及不同含水率下影响弹模的因素进行了理论分析、得出了平均围压、平均围压偏离度及含水率是影响弹模的主要因素、并提出了统一计算弹模的一般原理和方法,最后给出了碳质泥岩的计算公式。     

聚合物气辅共挤成型中气体入口位置对层间界面的影响

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,针对不同气体入口位置,建立了矩形截面双层型材气辅共挤出的三维非等温粘弹有限元模型;使用粘弹应力分离法(EVSS)和非协调流线迎风法(SU)等有限元方法,对共挤界面进行了数值模拟,分析了气体入口位置对界面粘性包覆及剪切应力的影响规律。结果表明,随着气体入口位置与口模入口面之间距离的增加,界面粘性包覆程度和气体入口处界面上的剪切应力峰值均增大,而共挤界面上最大剪切应力值均在口模入口面上,其大小与气体入口位置几乎无关。先汇料后进气的气辅口模结构不利于共挤制品界面质量控制。     

拱坝应力的非线弹性分析

将拱坝及其周围地基作为一个完整的研究对象．按全量型进行非线弹性分析．对不同的应力状态应用不同的强度准则．对不同的破坏状态应用不同的本构方程，并考虑材料的软化．对不同的破坏状态应用不同的弹性矩阵．本文最后给出了非线弹性本构关系分析的框图和一个拱坝非线弹性分析的例子。     

聚合物气辅共挤成型界面的有限元模拟和分析

基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型,使用粘弹应力分离法(EVSS)、非协调流线迎风法(SU)等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内的流动过程,得到了气辅共挤和传统共挤层间界面的三维形貌图和剪切应力分布,对比分析了两种共挤界面的粘性包覆和剪切应力分布情况,研究结果表明,气辅共挤可使粘性包围程度减小60%以上,界面剪切应力峰值减小30%以上,气辅共挤将能有效改善共挤制品层厚分布均匀性及界面稳定性。     

隧道开挖和爆破扰动耦合作用下埋地管道安全性研究

随着我国交通系统的快速发展,临近埋地管道施工的工程案例越来越多,隧道开挖不可避免地会影响管道的安全。为研究隧道开挖变形及爆破扰动耦合作用下临近埋地管道的安全性,以深圳市大山陂1号隧道施工为背景,建立管-土-隧动静耦合作用模型以分析不同管道内压、围岩弹模、管隧间距、单段最大装药量条件下埋地管道的应力和振速变化规律,进一步引入Morris筛选法对各因素的影响程度进行评价分析。结果表明:管道应力和管道振速受管道内压和单段最大装药量的影响最大;管道应力峰值随着管道内压的增大、围岩弹模的增大、管隧间距的减小和单段装药量的增大而增大;管道远离拉应力峰值的区域,在各种参数的综合影响下,可能出现压应力。     

气液固三相管流耦合水击振动特性的参数影响分析

以气液固三相管流为研究对象,采用矢通量分裂法并结合Lax-Wendroff格式和迎风Warming-Beam格式,对浆液池-管道-阀门系统的耦合水击振动响应进行了数值计算,分析了含气率、固液密度比以及固液弹模比等参数对系统振动特性的影响。结果表明:增加含气率可有效地降低压力和应力波速,同时削弱流体压力波动和管道振动强度;当固液密度比增大时,管系振动强度随之增大,系统振动能量的增量主要集中在流体里,造成流体压能升高较快;随着固液弹模比的增加,管系压能和振动强度均增加,但增幅很小;当固液弹模比增加到某种程度后,其对系统压能和振动强度的影响可忽略。     

基于块体砌筑技术的大岗山高拱坝地质力学模型试验研究

地质力学模型试验因能真实地模拟复杂地质构造,直观地反映破坏过程而成为研究地基及其上部结构稳定性和安全性的重要方法,广泛应用于高拱坝整体稳定和加固分析。采用块体砌筑技术不仅可以模拟裂隙岩体的变形和强度,而且能模拟坝基不连续结构面、坝体构造以及加固措施。将块体砌筑技术应用于基础处理的大岗山拱坝地质力学模型试验,结合加载和测量监测设备,得到拱坝坝体位移和应力的分布规律、坝体和坝基岩体的破坏机理及破坏过程。采用3个特征超载安全系数K₁ (起裂安全系数),K₂ (非线性变形安全系数)和K₃ (破坏安全系数)对大岗山拱坝整体稳定性进行了评价。通过与国内主要高拱坝模型试验的稳定性结果对比分析,说明大岗山拱坝整体稳定性和安全性均较高。通过与基础未处理的大岗山拱坝模型试验结果对比分析,说明基础处理措施具有明显的加固效果。     

设周边缝对小湾高拱坝工作性态的影响

用非线性有限元对小湾高拱坝(坝高292．0m)设周边缝时的工作性态进行研究。模型中考虑了缝面应力与变位的非线性重调整,考虑了坝体、坝基材料非线性和周边缝接触非线性的耦合,模拟了缝的开裂、滑移等非线性。对设缝深度、范围、以及干缝、湿缝等对高拱坝拱冠、坝踵和坝肩等关键部位的位移场和应力场的影响进行了分析研究,并对设缝前后建基面、坝踵附近的开裂区和屈服区进行分析,研究结果表明,设周边缝可以有效地降低高拱坝坝踵的粱向拉应力,对坝踵附近应力影响较大,坝体其它部位应力和位移变化不大。     

基于主余震序列的高拱坝极限抗震能力损失研究EI北大核心CSCD

目前,高拱坝的抗震安全性分析中仅考虑单独主震的作用,而忽略地震中可能伴随发生的多次余震,对高拱坝在主余震序列作用下的动力响应规律尚缺乏充分认识。以大岗山拱坝为例,建立了综合考虑坝体损伤非线性、横缝开合以及半无限地基辐射阻尼效应的拱坝-库水-地基有限元分析模型,并基于耐震时程法(ETA)构建主震-ETA余震序列进行高拱坝非线性动力分析。研究结果表明:ETA的计算结果与增量动力分析法(IDA)具有可比性;高拱坝的极限抗震能力在主震受损情况下将发生损失,且随主震强度增大而损失增加。最后,基于主震-ETA余震序列计算结果给出了大岗山拱坝的极限抗震能力损失曲线。     

The effect of foundation conditions in model studies of arch dams

Summary The paper describes a set of experiments on a small-scale polyurethane model of an arch dam in an elastic valley, demonstrating the relation between the elastic behaviour of the dam and the size and mode of support of the foundation block.

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Résumé Cet article décrit une série d’expériences sur des modèles réduits en polyuréthane d’un barrage-vo?te, démontrant la relation qui existe entre le comportement élastique du barrage et la dimension et le mode d’appui de la fondation.

     

Failure analysis method of concrete arch dam based on elastic strain energy criterion

The arch dam is a type of massive water-retaining structure made of concrete. The overall failure mechanism and corresponding analysis criterion are key issues of concern in the dam engineering field. In this paper, the energy evolution of arch dams in the failure process is studied first, which can be decomposed as energy dissipation accompanied by concrete damage and elastic strain energy absorption and release during elastic deformation. An evaluation criterion for failure analysis of concrete arch dams is then established based on elastic strain energy. An orthotropic damage constitutive model for dam concrete is then proposed along with its numerical simulation method, which is established for structural failure analysis. Numerical simulations show that the elastic strain energy in elements increases with increasing overload safety coefficient and finally converges to the concrete material surface energy, at which time the locally plastic damage area develops rapidly and finally leads to cracking failure of structures. The proposed failure analysis criterion for concrete dams under integrated loads is suitable for analyzing dam instability failure, which has great operability and value in engineering applications in the future.     

Heterogeneous and anisotropic long-term concrete damage of the dez arch dam using thermal inverse analysis

In this paper, an assumption used in the recent work of the author and his contributors considers the long-term concrete damage of the Dez arch dam as a homogeneous and isotropic process, was investigated in more detail and was adjusted. To this end, the vertical dam sections were divided into nine and six subsections along the thickness and height directions of the dam, respectively. In each subsection, a transversely isotropic damaged elastic constitutive law was considered for diagnostic analyses. Following the previous authors’ mentioned work, an optimization procedure (minimization of a certain error function) accompanied with an inverse thermal analysis was carried out. That analysis was performed within the framework of finite element (FE) method. Mentioned error function was defined as the sum of the squared residuals. Residuals were set as difference between nodal recorded displacements with inverse pendulums of the dam and the corresponding computed ones with the proposed model. Parameters considered as unknowns in the present inverse analysis, which have contributions in that above-mentioned error function, were the five independent elastic moduli presented in the formulation of the earlier mentioned transversely isotropic damaged elastic constitutive law: two Young’s moduli: one in the planes parallel to the up and down stream surfaces of the dam, called in-plane and the other in the perpendicular planes to those planes, named out-of-plane Young’s modulus; two Poisson’s ratios (in-plane and out-of-plane); and one shear modulus (out-of-plane). These parameters were identified performing numerous thermal inverse analyses. Obtained results revealed that the long-term damage of concrete of the Dez dam is a heterogeneous and anisotropic phenomenon because that the magnitude of the mentioned error function was obtained smaller than the corresponding value in the previous study which had been performed before based on the homogeneous and isotropic damage evolution assumption.     

考虑地震动部分相干效应的拱坝随机响应分析模型

将随机振动的虚拟激励法与拱坝-地基动力相互作用FE-BE-IBE时域模型结合,发展了一个可以考虑地震动部分相干效应的拱坝随机动力响应计算模型,并用Monte-Carlo方法对模型进行了验证。不同模型的计算结果表明,地震动的部分相干效应对拱坝的动力响应有显著影响。     

考虑多因素的浇筑式沥青混凝土动力特性研究

浇筑式沥青混凝土心墙坝因在严寒条件下可施工和变形协调能力良好等优点,在新疆得到广泛应用。新疆是地震高发区,因此迫切需要对浇筑式沥青混凝土心墙坝的抗震性能进行研究。针对新疆某典型浇筑式沥青混凝土心墙坝工程,以该坝的心墙防渗材料为研究对象进行动三轴试验,研究在不同主应力比、围压和振动频率下浇筑式沥青混凝土的动力特性。分析结果表明,在不同主应力比、围压和频率下,心墙浇筑式沥青混凝土各动应力-应变骨干线变化规律基本相同,变化趋势与双曲线相符。围压与主应力比对动应力-应变骨干线的影响非常明显,而频率的影响很小。浇筑式沥青混凝土材料在各因素影响下的动弹性模量变化趋势也基本一致。在不同围压与主应力比下,最大动弹性模量公式计算值小于试验拟合值,最大相对误差分别达到16.6%和18.2%。因此,对动弹性模量表达式进行了修正,采用修正公式进行计算并与试验拟合值进行对比,两者结果较为吻合,最大相对误差分别减小到3.0%和2.0%。