顶模大平台体系顶升动力响应分析

为了揭示超高层建筑施工顶模大平台体系整体顶升时的动力响应特征,基于LS-DYNA程序,提出了“升温顶升”的模拟方法,构建了系统的显式动力计算模型,实现了系统顶升过程的动力分析。通过对实际工况的反演模拟明确了该体系顶升过程中的动力响应,并根据计算结果提出了系统主要结构的优化设计措施。进一步研究了0.005～0.1 m·s^-2不同顶升加速度工况下系统关键构件及支座的动力响应特征,明确了不同顶升加速度下系统关键构件内力及支座反力的动力影响系数,据此确定了顶升加速度安全控制阈值。最后得到了基于顶升加速度的动力影响系数计算式,可为采用该结构体系的顶升模架系统设计提供参考。     

正交钢丝环链网片顶压力学行为薄膜等效方法

正交钢丝环链网片广泛应用于落石防护工程,具有复杂的非线性力学行为,针对目前常用的离散接触态环梁单元模型计算效率低的问题,提出了一种薄膜等效模拟方法。开展了网片加载试验,研究了试件的P-Δ特性,分析并揭示了网片的正交化受力特征及正交拉力带的形成机制。基于最短传力路径原理构建了薄膜面外加载的正交拉力带解析模型,推导了等效薄膜的应力-应变关系,建立了薄膜顶压有限元模型。研究表明:采用指数强化弹塑性本构的薄膜能够在数值模拟中准确反演网片面外加载的宏观力学行为,模拟得到的顶破力、顶破位移和耗能能力与试验相比误差均小于10%。同时,采用该文方法建立的冲击力学模型求解得到的冲击响应与既有文献的试验结果吻合较好,加速度峰值误差4.3%。最后基于冲击模型,对比了等效模型与环梁模型的计算效率,等效方法的计算效率可提高10倍以上。     

高陡边坡引导式落石防护网系统原位冲击试验

针对高陡边坡落石防护，提出了一种引导式落石防护网系统技术。通过落石运动路径全历程的动能特征分析，建立了系统的主动耗能控制方程，明确了防护系统的耗能控制原理，提出了防护技术措施，构建了引导式落石防护网系统的结构模型。设计了防护能量为2500kJ的足尺引导式柔性防护网系统模型，开展了场地冲击试验，系统试验模型铺设于破碎岩体发育的高陡坡面，铺设宽130m，高82m，纵坡约60°。考虑有、无防护系统，开展了6个落石冲击试验工况，对落石轨迹特征、冲击动能进行了对比分析。研究发现，与落石自然滚落相比，设置引导防护系统后，落石沿坡面的运动时间延长超80%，落石的碰撞次数增加约5倍，弹跳高度降幅超80%，横向偏移量降幅超50%，触底动能和坡底逸出距离均减少约65%，综合耗能比例高达89%，新系统实现了对落石崩塌灾害的“拦截 压制 引导”综合控制。     

柔性落石防护系统丝束环形网拉–弯刚度协调模型

常用于柔性防护系统的环形网由离散的高强钢丝束编制而成，广泛用于落石灾害防护。既有研究中，环形网常等效为等截面积的圆截面梁单元，该方法无法解决网环的拉–弯刚度协调及失效预测难题。为此，引入网环离散丝束截面的抗拉、抗弯刚度修正系数及拉–弯刚度协调因子，构建了网环的拉–弯刚度协调模型。开展单环和环链拉伸试验以明确模型等效参数，同时揭示了网环接触区失效机制。进一步开展网片冲击试验，比较分析冲击变形、冲击力和网片极限承载能量等关键动力响应指标，分析结果显示，模型的预测误差分别为3.0%,6.6%和5.9%，相较既有等截面模型，对网片极限承载能量的预测精度平均可提高20.4%。拉–弯刚度协调模型能够实现环形网加载刚度和失效点的准确预测，可显著提升落石柔性防护系统的设计精度。