三开间单跨柔性棚洞在落石冲击作用下的试验研究

为克服钢筋混凝土结构式棚洞施工难度大,费用高等不足,满足快速抢修抢建要求,提出一种由型钢拱架和金属网组成的柔性棚洞。由于三开间单跨柔性棚洞的传载耗能特点与单开间单跨柔性棚洞存在区别,为此在现有单开间单跨柔性棚洞研究的基础上,提出三开间单跨柔性棚洞的设计方案,制作1∶1试验模型,并进行了25kJ、50kJ、100kJ和250kJ的落石冲击试验。宏观试验现象表明：①当落石能量在100kJ范围内时,柔性棚洞能够成功的对其进行拦截,而不需要对结构进行维护;②当落石能量在250kJ时,柔性棚洞在成功对其进行拦截的情况下,仅需要经过简单的维护即可继续投入使用;③柔性棚洞内的净空满足安全要求。此外,采用应变片、荷载传感器和高速摄像机等对落石冲击过程和柔性棚洞中钢拱架的动力反应进行了测试,综合试验测试数据,对柔性棚洞的变形特点、传载耗能机理和破坏特点进行了分析,指出了柔性棚洞中易发生破坏的薄弱部位,提出了下一步柔性棚洞的改进措施。     

碳纤维-石墨复合水泥基材料导电性能的试验研究

在石墨水泥基材料中掺入低电阻率且具有阻裂功能的短切碳纤维可以提高材料的导电性能.试验研究了环境温度、碳纤维长度及组合长度碳纤维等对石墨水泥基材料电阻率的影响.结果表明,碳纤维可以改善石墨水泥基材料的性能,组合长度碳纤维的掺入有利于材料导电网络的形成.     

横向受压薄壁圆钢管在冲击波作用下动力压扁的数值模拟分析

为了清楚认识横向受压薄壁圆钢管在冲击波作用下的变形特征,本文在已有实验的基础上,运用有限元软件LS—DYNA对横向受压薄壁圆钢管在爆炸冲击波作用下的压扁过程进行了数值模拟,利用LS—DYNA后处理功能分析了在爆炸冲击波作用下钢管动态变形过程。     

铝蜂窝填砂复合夹芯结构的低速冲击响应试验研究

以防护结构设计为背景,提出一种铝蜂窝填砂复合夹芯结构。从理论角度对填砂蜂窝模型进行力学分析,通过落锤冲击试验,对不同芯层规格的试件在梯度能级冲击下的响应进行了对比,根据荷载、位移和挠度的变化规律和破坏模式得到以下结论:在低能级冲击下,蜂窝芯层较软的试件填砂后对于其结构强度和刚度的提升作用较为明显,同时,在铝蜂窝质量相同的前提下,优先选择蜂窝胞元较小、高度较低的蜂窝作为填砂复合夹芯结构的芯层,可提高结构比强(刚)度;在高能级冲击下,当芯层高度达到一定值时,变形挠度减小,破坏范围缩小为局部贯穿破坏,芯层填砂对结构抗冲击性能产生较为积极的影响。研究结果为铝蜂窝填砂复合夹芯结构在防护结构中的应用奠定了基础。     

转换梁在上部墙体偏心时受力数值模拟分析

转换层设计是目前结构设计中关注的一个焦点。本文首先对梁式转换层特点和主要结构形式进行了介绍．然后运用ANSYS软件对几种墙体偏心作用下的转换渠的受力性能进行了教值模拟研究,通过研究得出转换梁上墙体的偏心对梁的受力性能影响非常大．尤其是时剪应力的影响,可以迭到不偏心时的数倍,为下一步设计与施工提出一些建议。     

防落石柔性棚洞的耗能性能分析及优化设计

防落石柔性棚洞主要由型钢拱架和环形网组成,从现有的研究成果看,柔性棚洞内部构件荷载传递路径中存在薄弱环节,造成构件间的刚度不匹配,导致钢拱架发生了较大的侧向扭曲塑性变形,增加了柔性棚洞使用期间的维护费用,工程应用存在局限性。为优化设计柔性棚洞,降低钢拱架的塑性变形,在开展了柔性棚洞足尺模型试验和数值建模研究的基础上,利用数值模型对柔性棚洞在落石冲击作用下内部构件的耗能性能进行了分析,并在与试验成果进行对比研究的基础上,提出了柔性棚洞的改进措施。数值计算结果表明:相比现阶段设计的柔性棚洞,改进后柔性棚洞中构件吸收的能量趋于均衡化,钢拱架上吸收的能量明显减少,侧向扭曲塑性变形显著改善。最后对改进后的柔性棚洞进行了参数化分析,提出了柔性棚洞的优化设计方案。     

高温下隧道衬砌结构温度场的分析研究

通过选取PLANE55和SURF151单元，模拟了在标准升温曲线的温度荷栽作用下，隧道衬砌结构温度场的分布情况，并且讨论了在不同受火时间下结构温度场的变化特点，以及通过分析节点的温度—时间曲线，反应了衬砌结构内、外壁的温度状况。