岩石爆破损伤范围及损伤分布特征模拟分析

为了研究岩石爆破损伤范围及损伤分布规律,基于LS-DYNA软件,采用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)材料模型,探究了石灰岩爆破损伤范围随径向不耦合系数K增大的变化关系,接着对比分析了石灰岩、凝灰岩和花岗斑岩的爆破损伤分布规律,并用Logistic函数模型对损伤演化过程进行表征。结果表明:HJC模型在岩石爆破损伤模拟中具有很好的适用性;随着不耦合系数的增大,损伤半径与炮孔半径之比呈先快后慢的减小趋势;不同岩石的爆破损伤均呈反“S”形曲线衰减,但损伤分布特征存在一定差异性,石灰岩和凝灰岩的压碎区范围较大,与裂隙区界线清晰,而花岗斑岩压碎区范围较小,与裂隙区界线不明显。研究结果可为实际工程中爆破损伤的评估与控制提供一定参考。     

马蹄形预制初期支护结构生产及试验技术研究

传统的初期支护施工安全性低、劳动强度大、环境污染严重、质量难控制,为改善现有的作业环境,提高施工质量和进度,提出了一种马蹄形预制初期支护结构。从结构设计方案、预制方式、拼装方法以及试验实例4个方面做了详细介绍,并对关键技术进行了阐述,结果表明:型钢混凝土结构分块设计时要兼顾受力状态、加载模式、结构吊运等各方面因素,同时还要考虑型钢加工难度,单根型钢的弯曲半径不宜超过2种;柔性模板与刚性背楞有效组合,能够预制各类异形结构,材料也可重复利用,经济性良好;预制初期支护结构在2.3倍设计荷载时裂缝开始发展,在3.1倍设计荷载时出现连接节点失效,试验证明其承载能力满足工程需求。     

初始体积分数法在爆炸模拟中的应用

为避免因采用实际装药结构导致网格精度难以保证,同时为减少因简化装药形状而造成模拟误差,针对LS-DYNA软件中的初始体积分数法展开研究。首先对初始体积分数法进行了详细的介绍,接着通过两个典型的算例对该方法在多物质ALE算法和流固耦合算法上应用的可行性进行了验证,最后将模拟值与传统方法及实测结果进行了对比。结果表明:用初始体积分数法模拟不同炸药形状对水中爆炸冲击波超压峰值的影响,圆柱形和球形时的模拟结果互为接近,正方体模拟的结果相对偏大,其差距会随着比例距离的增加而逐渐减小;该方法能够建立爆炸模拟中常见的1/2,1/4甚至1/8球形或圆柱形装药模型,求解的结果精度较高;对于需要考虑炸药不同埋深的情况,建模时可先对炸药预定埋深的区域网格进行细化,再采用初始体积分数法调整炸药的位置,这样可减少重复建模的繁琐过程,且能保证较高的求解精度。     

时间步长对爆破模拟结果的影响研究

为提高LS-DYNA软件模拟工程爆破时的精度,从理论上改进了确定极限时间步长Δte的方法,结合已有的数据对本方法的合理性进行了验证,并通过实例探讨了时间步长Δt对爆破模拟结果的影响。研究表明:Δte仅与炸药的爆速、炸药最小单元的最小边长以及计算时间步长比例因子有关,在网格划分时,炸药单元不能取过小或过于狭长;Δt对土体中爆炸空腔半径形成的影响不大,而对压力峰值的影响显著,且具有一定的规律性;随着比例距离Z的增加,压力峰值误差呈现由小到大,再由大到小的趋势。当计算区域范围在Z0.5m·kg~(-1/3)时,Δt可取为1~3倍Δte;当Z≥0.5m·kg~(-1/3)时,时间步长Δt可适当放宽,取为3~5倍Δte。对于一般的爆破模拟,考虑到经济性,Δt取为1~3倍Δte即可满足大多数工程计算精度的要求。     

华山花岗岩热力损伤特性及机理研究

为研究花岗岩的热力损伤特性及机理, 借助超声检测分析仪与钨灯丝扫描电镜, 分析了不同温度作用后岩石纵波波速衰减规律、损伤演化模型及细观机理。结果表明:温度低于500 ℃时, 花岗岩试样纵波波速随处理温度升高而缓慢降低, 当温度接近573 ℃, 纵波波速呈迅速下降状态, 最终渐趋于稳定; 随着加热温度的升高, 岩样的超声波波幅锐减, “拍”的长度变短; 花岗岩内部热损伤与所经历的温度之间符合logistic曲线模型; 温度在20~500 ℃范围内, 花岗岩试样中主要产生晶间裂纹, 裂纹数量随温度升高而增加; 加温至700 ℃时, 岩样中产生晶内裂纹或穿晶裂纹, 温度达到900 ℃时, 岩样出现宏观分岔裂隙。     

改造中的滨水景观更新设计

通过对松花江畔滨水景观设计案例的分析研究,介绍了松花江畔滨水景观的相关概念,分析了滨水景观更新设计的政治与经济两方面的原因,探讨了现有景观设计中存在的问题,并提出了实际有效的解决对策。指出在对这些城市的滨水景观进行更新设计时,切记不要破坏当地原有的生态环境,而且需要综合全面地融入具有地方特色的文化内涵,同时,其还需要体现出"人与自然和谐相处"的主题。