混凝土水下径向不耦合爆破特性研究

以三峡工程三期RCC围堰拆除的单耗实验为基础,利用非线性有限元软件LS-DYNA,分别模拟了边长为1.0m的混凝土立方体在50g装药量、0~100m水深情况下,以及在25m水深、50~200g装药量下爆破损伤破坏的情况,装药结构为不耦合装药。数值模拟与实验数据比较接近。计算结果得出了水深对混凝土爆炸破坏的影响规律,并显示爆炸近区破坏随着水深的增加无显著变化,而远区破坏随水深增加明显下降。     

砂质黏土中不同深度爆炸自由场地冲击参数预计方法研究

 根据爆炸地冲击试验的主要影响因素,运用量纲分析方法推导出爆炸地冲击参数的经验表达式。由砂质黏土中不同深度爆炸地冲击试验所得的地冲击应力峰值衰减曲线可以看出,装药比例埋深变化范围为－0.2～1.0 m/kg1/3,装药比例埋深对地冲击应力峰值的大小有较大影响,但应力峰值的衰减规律是一致的,即应力峰值经验公式的衰减指数大致相同,只是衰减系数随装药比例埋深的增加而增大。当装药比例埋深达到0.80 m/kg1/3以后,地冲击应力峰值衰减曲线之间的间距已经很小,这说明装药到此比例埋深以后装药比例埋深对爆炸地冲击参数的影响不再明显。在上述砂质黏土中不同深度爆炸自由场地冲击衰减规律的基础上,以“等效当量埋深系数”定义同一介质在相同比例距离上产生相同地冲击强度的2种不同深度爆炸装药量之间的关系,并运用此系数给出砂质黏土中不同深度爆炸自由场地冲击参数的预计方法,为地下工程抗爆研究与结构设计提供荷载依据。     

真空橡胶的动静态力学性能及本构关系的研究

针对真空橡胶的特性展开了MTS实验和SHPB实验,通过实验获得了材料的基本力学参数和应力-应变曲线,并对材料的变形行为、应变率相关效应和破坏特性作了必要的分析,在此基础上给出了材料的本构关系。结果表明,真空橡胶材料在准静态加载下,应力3MPa时,应变率效应不明显;在冲击载荷作用下,随着加载应变率的提高,应变率效应比较明显。     

环向加筋圆柱壳轴向弹塑性动力屈曲

基于“离散加筋”模型,考虑了大挠度和材料硬化应变率敏感特性的影响,借助增量数值解法研究了环向加筋圆柱壳在轴向流－固冲击载荷作用下的弹塑性动力屈曲。分别采用类似B－R准则和Southwell方法来确定结构动力屈曲临界载荷。讨论了加强筋、材料硬化应变率敏感特性等因素对结构动力屈曲性态和临界载荷的影响。     

模拟余弦冲量载荷的柔爆索布局优化和实验验证

阐述了用柔爆索模拟强X光作用在圆柱壳外表面呈余弦分布的冲量栽荷的基本原理;结合模拟余弦的柔爆索在圆柱壳周围的布局问题,简述了遗传算法的基本流程;编制了基于遗传算法的柔爆索布局优化的计算程序,给出了算例,并进行了实验验证;对算例理论计算与实测结果的分析表明,遗传算法适用于多参数优化问题,实测冲量余弦分布的偏差约在10%内,实验结果与理论计算之间存在一定误差,需引入修正系数.     

层状岩石中井孔稳定性的数值分析

如何保持复杂地层中斜井或水平井井孔的稳定。是油气田钻井和生产期间的重要研究课题。从横观各向同性本构模型出发，考虑岩石拉伸强度的方向性以及层状岩石中存在剪切强度薄弱面(如节理、断层、岩层界面等)，在广义平面应变假定条件下，提出了一种可以分析任意走向层状岩石中井孔稳定性问题的二维有限元数值计算模型和计算方法。对复杂地质构造的层状岩石中井孔稳定性的二维有限元数值计算表明，岩层中薄弱面上出现的剪切破坏是导致井孔失稳的主要原因。对于特定的地质条件，用该模型可以快速预测现场钻井时的安全钻井压力，也可以分析和显示井孔周围破坏区的形状和范围。图4表1参10     

饱水混凝土常规三轴压缩力学特性研究

对饱水和干燥状态下的混凝土进行三轴和单轴压缩试验,对比干燥状态下的试验结果表明:饱水混凝土具有明显的围压效应,抗压强度随着围压的增大显著提高;Bresler-Pister准则能更准确地描述混凝土强度的非线性特征,随围压的增大,饱水和干燥混凝土的强度变化的趋势出现明显的差别;相同围压下,饱水混凝土的抗压强度低,割线模量小,峰值应变大,变形能力增强;饱水混凝土因水的影响表现出良好的延性。     

热-力联合作用下金属薄板的变形机理研究

本文研究了恒力和激光加热作用下金属薄板的变形规律,用以解释充内压薄柱壳结构在激光辐照下的变形和破坏机理。以4340钢材料为研究对象,其本构方程选用热粘塑性本构模型(Johnson-Cook模型)根据计算结果,选取某一应变率为临界值(本文中临界应变率取为1s-1)考察了激光功率密度、外载荷、激光作用时间等对一维杆变形规律的影响。     

岩体中喷锚支护与衬砌结构计算研究

在爆炸荷载作用下,岩体洞室通常采用喷锚支护结构和整体被复结构。通过理论研究,给出了平面应变条件下圆形洞室动力分析的解析解,并对不同结构厚度及不同坚硬岩体进行了计算,得到符合宏观定性分析的计算结果,通过一组试验算例检验了该方法的正确性。     

柱壳尺寸及间距对结构防护性能的影响

以防护层中新型抗爆工程设计为背景,对含柱壳混凝土介质中应力波的衰减和演化规律进行研究和数值分析,经过大量的计算发现,柱壳的半径、径厚比、位置及其排列形式对结构的削波性能有着较大的影响。计算结果表明:柱壳的半径或径厚比越大、越靠近被保护区域,结构的削波性能越好;柱壳间的间距越小,结构对应力波的隔离效应越明显,当综合考虑结构的变形和抗强静压等作用,其间距取为柱壳半径的一半时,结构的削波性能最佳。