基于CT试验的混凝土破损机理生态学研究

本文引入数学生态学种群的概念，在整个CT标尺范围内，以100等间距考察了混凝土圆柱试件第一扫描断面σ=9．87MPa时的CT图像，获取和分析了40个种群的个体数量和空间位置信息。在此基础上，确定了骨料种群、砂浆种群和孔隙或裂纹种群分区界限值，最终实现了混凝土骨料、砂浆和裂纹3个种群的提取，并对上述各种群的空间演化信息和CT数演化信息进行了分析，总结了混凝土的破损机理。     

考虑参数时空演化规律的黄土边坡极限平衡分析法研究

考虑黄土特殊力学性质的边坡稳定性分析方法研究对于保障国家"西部大开发"战略和"一带一路"倡议的实施具有重要的意义。利用渗流—软化—稳定性分析顺序耦合的研究思路,对地下水位上升条件下的黄土边坡稳定性进行分析。首先借助非饱和非稳定渗流分析理论进行地下水位上升条件下黄土边坡的渗流分析;其次基于渗流分析的计算成果借助水致结构性劣化方程动态更新土体强度参数的空间分布;基于总重度、黏聚力、内摩擦角和孔隙水压力的时空分布规律,采用面力法提出了考虑参数时空演化规律的黄土边坡极限平衡分析法。最后以地下水位上升条件下白鹿塬边某黄土边坡为例,通过考虑参数时空演化规律的黄土边坡稳定性Spencer法和M-P法计算成果之间的相互对比分析,同时将这些成果与现场勘察迹象进行对比,从而说明考虑参数时空演化规律的黄土边坡极限平衡分析法的合理性和可靠性。     

Daubechies条件小波混合有限元法在梁计算中的应用

常规的Daubechies小波有限元法是以挠度为基本未知量的单变量有限元法,其弯矩函数需要通过挠度函数的二阶求导间接求解,故弯矩的计算精度一般比挠度低。此外,目前常用的Daubechies小波有限元法需要借助于转换矩阵引入位移边界条件,大大影响了计算精度。结合广义变分原理,将边界条件作为附加条件构造修正泛函,以该修正泛...     

填石路基动力夯实离散元数值分析

本文意在使用数值计算方法分析填石路基动力夯实效果及施工设备参数优化问题。以液压夯实技术为例,基于碎石土孔隙率的变化使用二维颗粒流离散元方法对填石路基动力夯实问题进行计算分析。基于夯击前后填石材料孔隙率的改变,讨论了不同夯锤重量、不同夯锤下落高度及不同夯锤提升时间3种情况下路基的动力夯实效果及动力夯击的有效影响深度。由计算结果的对比分析可知,增大夯锤重量和提高落锤高度均可有效增强动力夯实效果及增大夯击的影响深度;增大提锤时间只能小幅提升填石路基的动力夯实效果,而对动力夯击的有效影响深度影响不大。液压夯实技术适合选用改变锤重方案来增强动力夯实效果以及增大夯击的影响深度。     

混凝土单轴压缩CT试验过程定量化分析

当前利用CT技术从细观层面研究混凝土的力学特性大都处于定性的观察和统计分析研究阶段,未能利用恰当的数学理论对宝贵的CT试验结果进行定量化分析。本文将基于集合论的破损演化理论引入混凝土CT试验数据研究中,解决利用CT数定量研究混凝土破坏过程的问题;在破损演化理论的基础上利用(λ1~λ2)截理的定义将CT图像分为孔洞裂纹区(P0~0.35)、硬化水泥石区(P0.35~0.7)及骨料区(P0.7~1),实现了对混凝土各组分的定量化分区研究,进而定量地研究了CT试验过程中全域和感兴区域上P0~0.35、P0.35~0.7及P0.7~1随加载的变化过程。研究结果表明利用本方法可较好地描述混凝土的受力破坏过程,能定量地体现试样破坏过程中应变的局部化。     

中间主应力对金属悬臂梁承载力的影响

基于双剪统一强度理论使用显式有限差分方法对矩形截面金属悬臂梁承载力的中间主应力影响进行了计算分析。通过分析发现,极限状态下悬臂梁的塑性应变的分布非规则圆扇形,而是接近对称三角形分布。中间主应力对悬臂梁承载能力的影响与梁的厚度有关。平面应力情况的悬臂梁比平面应变的中间主应力影响要低,平面应变情况下中间主应力对金属悬臂梁极限承载力的影响与梁的长度无关,平面应力情况下中间主应力影响随梁长度的增加呈先增大后减小而后趋于恒定的趋势。     

不同弯曲段曲率对超高沥青混凝土心墙受力特性影响分析

传统沥青混凝土心墙坝在水平水压力推动下心墙易产生水力劈裂,通过将两端坝肩处心墙向上游起拱,能够减小心墙中的拉应力及拉应力区域面积,避免心墙产生水力劈裂破坏。采用三维有限元数值模拟方法,研究心墙两端不同弯曲段长度对沥青混凝土心墙坝的应力及变形影响。计算中采用Duncan-Chang E-B模型作为坝体及心墙材料的本构模型,对大坝填筑和水库蓄水过程进行模拟,将心墙两端弯曲段曲率分别取为5.0×10^-4、8.27×10^-4、3.0×10^-3,以获得不同弯曲段曲率对沥青混凝土心墙和坝体的位移、应力分布的影响规律。结果表明,当心墙两端弯曲段曲率取为3.0×10-3时,改善沥青混凝土心墙的受力特性效果最佳,坝体填料和心墙材料满足强度要求。     

CT实验条件下砂岩破裂分形特性研究

 利用单轴压缩条件下砂岩CT资料,对有裂纹出现的s = 20.59～31.03 MPa阶段的CT图像利用所设计的裂纹提取滤波器进行裂纹提取操作,其中提取阈值,是在进行敏感性分析后选定的。在所取得的裂纹二值化图像的基础上,利用码尺法、盒计数法、小岛法和Sandbox法对各载荷步下裂纹面积和长度的分维数进行了计算。最后,对裂纹分维数随加载过程的变化进行分析,利用分维数的演化信息讨论砂岩破裂的分形特性。     

冲击速度及骨料率对混凝土动强度的影响研究

混凝土结构抗爆炸冲击能力研究具有很重要的军事防护意义.国内外学者已对混凝土动强度的提高机理进行了大量研究,但大多探讨单个因素对混凝土动强度的影响,缺乏对多因素耦合作用下混凝土动强度规律的研究,并且对混凝土抗压动强度和抗拉动强度间的关系研究也较少.通过霍普金森压杆试验仪的单轴压缩试验和巴西圆盘劈裂试验,测定了不同骨料率和冲击速度下混凝土的抗压动强度和抗拉动强度,再对试验结果进行研究分析,得到混凝土动强度的理论表达式,并将混凝土抗拉抗压动强度进行了对比分析.结果表明：混凝土抗压动强度与混凝土骨料率和冲击速度呈正相关,且随着混凝土骨料率的增大,冲击速度越小,混凝土抗压动强度增加幅度越大,受动载时,混凝土抗压动强度提高幅值大于抗拉动强度提高幅值.     

TETON水库土石坝破坏机理分析

采用现行规范对已溃TETON大坝进行安全鉴定,从二维模型渗流、应力应变、边坡稳定的鉴定结果看,TETON坝的坝型和筑坝材料设计是合理的,与溃坝的事实相悖,在此基础上结合现场勘察资料和二维、三维有限元模型计算结果,论证了帷幕布置以及坝座处接触带的处理不当是直接导致TETON坝溃坝的原因。