动载作用下的混凝土水力劈裂试验研究

针对现有水力劈裂试验中密封装置采用环氧树脂胶存在的密封强度不够、密封装置改变了混凝土材料力学参数的缺点,研发了一种新型的密封装置。密封装置由夹板、夹子和硅胶板3部分组成,其中硅胶板延展性较好,可适应较大的水压变形。首先进行有无密封装置的对比试验,论证了新型密封装置对混凝土断裂参数的改变较小;然后进行不同加载速率下的水力劈裂试验,得到了裂缝扩展路径上的水压分布规律。结果表明,CMOD相同时动载作用下裂缝扩展路径上相同位置的水压较静载时要小。     

亭子口水电站上闸首应力变形与抗滑稳定静动力分析研究

亭子口水电站上闸首坝基地质条件复杂,已查明至少含有6层控制性软岩层,其强度较低、分布面积较大,构成了上闸首可能发生深层滑动的地质背景.分别采用三维线弹性、平面非线性有限元法研究了上闸首的应力变形及抗滑稳定性.采用不同的屈服准则,分别运用应力代数和法和强度折减法计算建基面及各软岩层的抗滑稳定安全系数.结果表明,上闸首在静动力作用下其应力变形值均在合理的范围内,其深层抗滑稳定性是有保证的;采用强度折减法计算时,相同工况下采用DP1模型计算的强度折减系数比采用DP4模型的要大16%左右,但塑性区的发展过程相差不大.     

EPS材料力学性能测试及装饰构件数值仿真

对组成EPS(聚苯乙烯)装饰线条构件的EPS材料进行抗拉、抗压和抗折试验,得到其基本力学性能参数.在此基础上对典型EPS装饰线条构件进行了非线性有限元分析,计算出该构件的极限承载力,与现场试验获得的极限承载力进行对比后发现二者一致.结果表明:基于材料力学性能参数试验结果的EPS装饰线条构件有限元模型可以替代原型试验.     

梅花周边缝拱坝的破坏形式分析

对福建梅花周边缝拱坝安全度和破坏形式进行分析和模拟，表明该坝实际容许水深只有20.8m，溃坝前一直处于超载状态，大坝在水荷载作用下，岸坡坝段上滑引起河床坝段上抬，温升作用增加了上抬值，这种上抬对周边缝拱坝的整体稳定是不利的，破坏时先是周边缝岸坡部分和下部拉坏和剪坏，然后拱坝中部出现上抬坡坏和坝肩发生剪切破坏，最终在库水作用下左，右坝体发生沿缝面的滑移和绕坝肩的转动破坏，此与实际破坏形式较为一致。     

设缝高拱坝的破坏机理研究

对设周边缝，底缝高拱坝的破坏机理进行了阐述，采用增大水重度和降低坝基交界面或缝面材料强度储备两种方法；对未设缝高拱坝，设部分周边缝高拱坝和底缝高拱坝的破坏形式。破坏过程进行研究，寻找设缝拱坝的可能破坏形式和破坏机理，研究结果表明，三种坝型的整体安全度由大到小的顺序为未设缝拱坝，部分周边缝拱坝和底缝拱坝，破坏均是从坝体与垫座交界面上游侧开始开裂，向下游扩展，最终下游侧屈服破坏。     

全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线试验研究

混凝土受力破坏过程中的应力-变形全曲线能够宏观地反映混凝土在各个受力阶段的变形、内部微裂缝的发展、损伤积累、最终破坏等一系列过程,同时又是分析和计算混凝土构件承载力和变形的重要参数,因而备受研究者们的重视.但由于受试验条件的限制,国内外对混凝土轴向拉伸全曲线的研究,目前一般限于截面为25cm×25cm及以下尺寸,对大尺寸、全级配混凝土试件的轴向拉伸应力-变形全曲线的试验研究资料还很有限.本文利用自行研制的试验装置,以锦屏拱坝为背景,成功地进行了两组尺寸为450 mm×450 mm×1350mm的全级配混凝土轴向拉伸应力-变形全曲线的测试,根据试验结果拟合出混凝土轴拉应力-变形全曲线经验公式.有关成果可供大坝安全评价和设计部门参考.     

表面活性剂与触变剂对磁流变液沉降稳定性的影响

表面活性剂的亲水-疏水平衡值(HLB)对表面活性剂的影响很大。其中聚乙二醇的HLB值为20,有很强的亲水性,油酸的HLB值为1,有很强的亲油性。本文探索通过使用这两种具有典型HLB值的表面活性剂来改善磁流变液性能,主要研究其对磁流变液稳定性的影响。试验表明在油基磁流变液中,使用亲油性的表面活性剂较使用亲水性的表面活性剂具有更好的沉降稳定性,而混合使用此两种表面活性剂的效果较单独使用效果更佳;添加触变剂也能在一定程度上提高磁流变液的沉降稳定性;少量添加剂的使用能改变磁流变液的剪切应力,但变化不大。     

基于环境激励的平原水库动力特性及动弹模反演研究

南水北调东线工程双王城水库为一典型的平原水库,基于环境激励下现场振动测试的实测数据,运用协方差驱动的随机子空间法并结合稳定图研究了双王城水库的动力特性,采用遗传算法进行了水库堤坝动弹性模量的反演分析。模态识别结果表明,双王城水库典型断面处基频范围为1.86~2.98 Hz,阻尼比范围为1.43%~3.67%,频率识别的阶次与环境激励的大小呈正相关趋势。反演结果表明,遗传算法联合ABAQUS软件可以高效地进行结构的参数反演,基于多方向实测频率联合反演的精度要高于单方向。对比依据多方向实测频率反演结果计算得到的频率值与实测值可以发现,各断面第一阶频率的误差均在4%以内,证明了反演分析结果的正确性。因此,模态识别成果和参数反演结果可以为类似平原水库的动力分析提供参考。     

拱坝横缝键槽形式对拱坝地震响应的影响分析

建立了包含拱坝横缝键槽物理构造的简化矩形键槽和梯形键槽模型,横缝键槽接触面之间的本构关系采用指数型动接触本构模型,比较分析了平缝模型、矩形键槽模型以及梯形键槽模型对拱坝横缝局部以及拱坝整体应力一位移地震响应的影响.分析结果表明:与平缝模型相比,键槽的存在对拱坝横缝局部以及大坝整体的响应均有较大影响,横缝的开度明显增大,坝段之间的滑移量减小,横缝底端的应力集中现象明显减弱,上游坝面整体的应力状态有所改善,坝顶的最大顺河向位移有所降低;两种键槽模型对大坝整体的应力-位移响应的影响较接近,但对拱坝横缝局部的开度及坝段之间的滑移量影响较大.     

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。