基于正交多项式分解的水轮机竖向动荷载识别

针对水轮发电机组竖向水力振动荷载的复杂性及其通过轴承机架等传递至下机架基础等部位的不明确性,提出了基于正交多项式分解的水力机组动荷载时域识别方法,该方法具有所需测点信息少,识别速度快,避免多次重复正分析试算等优点。同时针对该方法中由模态荷载通过杜哈梅积分得到模态位移的过程中,杜哈梅积分具有时间累积误差的问题,提出了利用正交多项式的正交性质及位移与速度、加速度的导数关系,建立各阶模态位移和模态荷载的关系式,避免了杜哈梅积分计算,提高了计算效率和精度。算例表明,该方法可以有效、方便地识别任意形式时变动荷载。     

考虑材料参数空间变异性的沥青混凝土心墙坝‑覆盖层系统地震响应研究EI北大核心CSCD

覆盖层及坝体材料参数的空间变异性往往显著影响沥青混凝土心墙坝‐覆盖层系统的地震响应。提出一种基于数论选点的空间随机场模拟技术,通过数论选点方法实现随机点集分布优化,采用正态或对数正态分布函数考虑材料参数空间变异性,采用高斯型自相关函数考虑材料参数空间相关性,通过协方差分解生成随机参数库,实现了基于蒙特卡洛法的考虑坝体‐覆盖层材料空间差异性及相关性的随机场模拟和“非侵入式”随机有限元计算。以某实际工程为例,选取静力邓肯‐张E‐B本构模型和动力等效线性黏弹性本构模型中的敏感参数作为随机参数,分析了沥青混凝土心墙坝坝顶、心墙顶水平向峰值加速度和坝体竖向永久变形的均值、变异系数及95%的置信区间限值等统计规律及概率分布检验;分析了输入地震动对随机响应离散程度和相对于确定值超越概率的影响。结果表明:数论选点法可以显著优化随机点集分布和提升计算效率;考虑材料参数的空间随机性会大概率引起坝体地震响应增大;坝体和覆盖层材料的空间差异性对坝顶和心墙顶水平峰值加速度的影响大于对永久变形的影响;坝体的地震响应统计结果不一定符合正态或对数正态分布;忽略材料参数的空间变异性会造成沥青混凝土心墙坝‐覆盖层系统不同工况不同指标地震响应50%~90%概率的低估;覆盖层地震响应结果的离散程度大于坝体及心墙。     

圆钢管型钢再生混凝土组合柱轴压性能及承载力计算EI北大核心CSCD

为研究圆钢管型钢再生混凝土组合柱的轴压性能,对11个组合柱试件进行了轴心受压试验,主要考虑了再生粗骨料取代率、钢管径厚比、截面型钢配钢率和长细比等4个设计参数,观察了试件的受力全过程以及破坏形态,获取了试件的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线;重点分析了设计参数对组合柱轴压性能的影响。研究结果表明：组合柱主要破坏特征为型钢屈服后钢管表面发生外鼓变形破坏,核心再生混凝土主要发生剪切破坏和压溃破坏;组合柱轴压承载力随再生粗骨料取代率的增加而降低,但试件仍表现出良好的变形能力;减小圆钢管径厚比和增大型钢配钢率均可提高试件的轴压承载力和变形能力;长细比的增大降低了组合柱的轴压承载力;此外,组合柱的横向变形系数约为1.2。在此基础上,基于极限分析法和试验数据,提出了适用于圆钢管型钢混凝土组合柱的轴压承载力计算式,计算值与试验值吻合良好。     

高寒地区高性能混凝土配合比设计与耐久性研究

针对中国西部高寒地区混凝土耐久性突出的问题,提出基于新疆地区的混凝土原材料制备C65高性能混凝土,在大量混凝土配合比试配的基础上,采用强度指标得到高性能混凝土配合比。同时,基于冻融循环和干湿循环结合微观结构分析高性混凝土的耐久性。结果表明:基于高地区混凝土原材制备的C65高性能混凝土具体良好的抗冻性以及抵抗硫酸盐侵蚀的能力;动弹性模量可以很好的评价C65高性能混凝土耐久性,其对可以作为耐久性评估的主要耐久性评价指标;C65高性能混凝土在冻融循环以及干湿循环作用下耐久性是一个逐渐劣化的过程,其微观结构变化可以很好的反应这一过程。     

混凝土统一强度理论及其应用

总结了国内外各种混凝土多轴强度理论和大量实验资料，提出了一种介于莫尔－库仑理论和双剪应力强度理论之间的混凝土统一强度理论，考虑了中间主应力σ２的影响，具有清晰的物理概念，较简单的数学表达式．通过分析比较可知，与国内外学者的试验结果吻合较好，算例表明，可以适用于工程应用     

大落差前轴精细制坯辊锻成形工艺研究

对大落差前轴的精细制坯辊锻成形工艺进行研究,设计出3种精细制坯辊锻件,模拟出最优精细制坯辊锻件,然后用逆推的方法设计出第二道次和第一道次制坯辊锻件,根据辊锻件的截面和长度,使用UG软件对三道次辊锻模进行三维造型。通过Deform 3D有限元软件的模拟,对各道次辊锻件的温度场、等效应变场进行分析,结果表明各道次辊锻件成形良好。     

水电机组轴系统实测振动分析及动态参数识别

对某实际水电站机组及其支承结构实测振动数据分析基础上,针对大型水电站机组连续运行,无法施加有效激振,油膜只在机组运行时存在等特点,基于多信号分类法,将模态参数时域识别引入到水电站机组轴系统的自振特性研究中;同时针对传统油膜动态特性参数识别方法的不足,提出了可以不受测点少,工况少等实际情况限制的遗传识别方法,对机组导轴承油膜动态特性参数进行了识别,为机组轴系统自振特性及振动响应的研究提供了基础。根据油膜动态特性识别结果进行了轴系统自振特性的有限元数值反馈计算,验证了两种识别方法及结果的正确性。     

复杂地质条件下沥青混凝土心墙坝风险识别方法

针对复杂地质条件下沥青心墙坝风险识别问题,本文从“三高一深”复杂地质条件、沥青混凝土心墙和传统土石坝三个风险维度,系统建立沥青混凝土心墙坝风险指标体系。针对主客观信息融合不充分问题,本文采用三角模糊层次分析法（TFAHP）确定风险指标主观权重,通过指标重要性评价法（CRITIC）确定其客观权重,并利用博弈论法（GT）计算最优组合权重,构建基于TFAHP-CRITIC-GT组合赋权模型的沥青心墙坝风险智能识别方法。实例分析表明,新疆奴尔沥青心墙坝工程复杂地质条件风险指标权重占比0.516,是该工程的重要风险因素。综合考虑复杂地质条件风险对于准确识别沥青心墙坝风险因素具有重要工程意义,本文提出的指标体系及识别方法对于西部地区复杂地质条件大坝风险识别及评价研究具有推广价值。     

最大可信地震下重力坝三维非线性灾变分析

汶川地震后,水工界众位学者对于我国水工建筑物的抗震标准和安全目标提出了新的观点及建议,并对《水工建筑物抗震设计规范》进行修订,明确了对于重要大坝,须按最大可信地震进行校核,以不发生溃坝作为安全目标。本文以待建的实际工程为研究对象,建立了考虑分离的双线性本构关系接触单元的全坝段三维有限元模型,研究重力坝在最大可信地震下的三维非线性灾变分析。通过分析极震情况下坝体的开裂、滑移,并评估坝体抗滑稳定性得到以下结论:在所设置的接触面如坝体-地基接触面、横缝以及下游折坡处的施工缝均发生了张开、闭合和滑移,但最大张开度和滑移产生的永久位移均在可接受范围。通过位移时程曲线收敛可以判断,大坝未发生溃坝现象。     

RAC配合比设计及力学性能试验研究

将收集的三种不同来源的废弃混凝土,制备成再生粗骨料RA-I、RA-II和RA-III.并分别对再生混凝土进行配合比设计,通过(RAC)力学性能试验,研究了不同取代率及不同使用寿命的骨料对再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响.研究结果表明:在不同取代率的情况下,立方体抗压强度、轴心抗压强度基本均超过普通混凝土的相应强度;对于劈裂抗拉强度,骨料RA-I随着取代率的增加相继增长;骨料RA-II和骨料RA-III随着取代率的增加呈先增加后降低的趋势;对于抗折强度,随着取代率的增加而呈先降低后持续增高的趋势.