高强箍筋混凝土简支梁斜裂缝分形理论研究

通过对8根集中荷载作用下高强箍筋T形截面简支梁的试验研究，运用分形理论对试件中斜裂缝的出现、发育及分布特征进行了分析。结果表明：分形理论对斜裂缝自相似性有很好的量化关系。     

混凝土楼板在火灾下局部开裂破坏的有限元模拟

火灾中钢框架结构的混凝土楼板在高温下会发生大变形,导致楼板中存在非常显著的局部裂缝。这种局部裂缝会导致钢筋直接暴露在火中,削弱楼板的"膜效应",因此显著降低楼板乃至整体结构的耐火极限。鉴于此,采用扩展有限元方法来模拟楼板中的局部裂缝,编制了可同时预测楼板在火灾下的整体性能(变形和耐火极限)和局部破坏(局部裂缝开展)的非线性有限元程序。数值计算结果表明,本文的有限元程序可较好的预测火灾下局部裂缝在楼板中的开展并可有效预测其裂缝宽度,从而提供了一个可同时评估楼板整体抗火性能和局部开裂破坏的有效工具。     

河间地区地裂缝分形特征研究

基于分形理论研究了河间地区地裂缝的分布分形、受控分形以及影响分形特征,利用MAT-LAB软件分别计算了地裂缝、活动断裂、地下水、地面沉降等相关物理量的分维值。地裂缝的发育具有自组织性,其分维值的大小及变化反映了地裂缝活动的复杂性。地裂缝平面、剖面分形特征反映了该区域孕裂应力场在平面和纵深方向上的非均一性。地裂缝的形成和发育可以看作是断裂运动的一种调整,影响地裂缝断裂的分维值具有一定的区间。地下水开采、地面沉降作用与地裂缝活动存在很大的关联。     

分形块体理论及其在三峡高边坡稳定分析中的应用

把分形几何与块体理论相结合，提出了分形块体理论，建立了分形块体理论赤平解析法，并将其应用于三峡永久船闸高边坡稳定性分析中。结果表明：分形块体理论符合工程实际，是分析裂隙岩体工程稳定性行之有效的可靠方法。     

分形论与自然灾害研究—地震,洪涝灾害中的分形研究

在多种概念和方法相互撞击和汇合中诞生的分形论，提示了现实世界中具有深刻理论意义和广泛现实基础的幂指数律，给自然灾害研究提供了新的方法和途径。本文在初步介绍分形论有关基本概念的基础上，回顾了分形论在地震、洪涝灾害中的一些应用和新近进展，展示了分形论在自然灾害研究中的前景。     

四川旱涝震的分形时间特征及其与统计时间特征比较

应用分段变维分形方法研究了四川旱、涝、震的时间特征，并采用关联分析方法对分形法与统计法的时间特征分布参数进行了比较，表明这两种时间特征有内在联系，初步证实了分形方法应用于灾害的时间特征研究具有普遍的意义     

一种基于分形插值原理的焊缝轨迹识别方法

针对机器人智能化实时焊缝跟踪和视觉自动化轨迹识别对焊枪自主整合焊缝的焊接质量稳定性的影响,探讨平面焊缝的图像特征,提出了一种基于分形插值模型的焊缝轨迹图形处理方法,通过分析矩形域内分形曲面的少量数据,建立焊缝的分形几何形态,仿真其粗糙表面,根据所得结果可以快速、准确地捕捉具有分形特征的平面焊缝,实现实时焊缝跟踪及轨迹识别,提高焊缝整合的质量稳定性。以平面曲线焊缝为实例进行模拟,结果表明该研究模型可以有效提高平面焊缝轨迹识别的精度,验证了分形插值仿真在求解焊缝轨迹识别问题时的有效性。     

近30年来湖北洪涝灾害时序特征及预测分析——基于分形与混沌理论的研究

借助分形与混沌理论,对1978-2004年湖北省洪涝灾害成灾面积时间序列进行了分析,重构了其嵌入相空间序列,计算了其关联维数和饱和嵌入维数,确定了模拟相应动力系统所需的基本变量数目;同时,通过计算Kolmogorov熵,得出了对该洪涝灾害时间序列进行预测预报的时间尺度.最后,基于R/S分形分析,对湖北省未来洪涝灾害成灾面积的发展趋势作了预测,对该省洪涝灾害成灾面积可能呈现增大趋势的原因进行了分析,并提出了相应的对策.研究表明,该方法是一种有效的研究洪涝灾害时间序列分形特征的方法,能够客观、合理地反映洪涝灾害系统的分形特征,能为建立洪涝灾害成灾面积时间序列预报模型提供基础信息.     

边界条件和偏移距的变化对分形插值精度的影响

地震数据空间道插值是地震资料预处理的重要内容之一。本文以分形理论为基础,借助压缩映射原理和不动点理论及实变函数理论,给出了分形插值函数的显式表达式及垂直比例因子的局部显式表达式。正演模拟中采用了吸收边界条件,边界条件的应用使得靠近边界的地震道分形插值重建的误差要高于远离边界的地震道,即随着检波器逐渐靠近边界,分形插值重建的误差逐渐增大。偏移距的变化也会对分形插值重建的精度产生影响,随着偏移距的增大,分形插值重建的误差有增大的趋势,但不明显。总体上来说,分形插值重建的地震道是原始地震道的良好近似,相位和振幅都得到了很好的恢复。     

潮差环境下混凝土氯离子扩散时变性与孔隙分形特征的关系

通过人工气候模拟潮差区氯离子环境下混凝土的暴露试验,测定了不同暴露时间后的混凝土自由氯离子浓度,分析了其扩散系数及其时变性;以MIP法测定了不同暴露时间下混凝土的总孔隙率和孔径分布等孔隙特征参数,分析了其时变性;研究了潮差环境下混凝土扩散系数与孔隙微观参数的时变性关系,混凝土孔表面分形维数与扩散系数的关系。结果表明:在模拟潮差环境下,随着暴露时间的延长,混凝土氯离子扩散系数和总孔隙率均逐渐减小,而孔表面分形维数逐渐增大;不同暴露时间后,混凝土氯离子扩散系数与其各级孔隙率有较好的相关关系;混凝土不同孔径范围的孔表面分形维数与其氯离子扩散系数之间的相关性不同,其中以孔径范围为100~1000 nm的大毛细孔的孔表面分形维数相关性最高。     

基于颗粒离散元法描述岩石断面形貌的方法研究

破裂面作为岩石破坏之后最为直观的观测对象,其中蕴含着大量与破坏过程相关的细观信息,通过室内断口粗糙度扫描试验对破裂面进行分析不仅耗时耗力,而且试样最终断裂表面覆有大量白色岩粉会导致破裂面信息在扫描过程中出现不同程度的丢失。因此提出一种基于数值模拟的细观破裂面拟合方法,通过PFC~(3D)对不同应力路径下大理岩的变形破坏过程进行细观模拟,基于裂纹形成过程中的三类位移场与破裂面之间的关系,对试样最终破裂面进行提取与重建。结果表明:通过该方法拟合所得破裂面同室内试验所得真实岩样破裂面的粗糙度信息及破坏特征基本一致,可以很好地反映不同应力路径下试样破裂面的差异性。     

加载速率对钢筋混凝土梁动态性能的影响

引入钢筋和混凝土的应变率效应,利用有限元分析软件ABAQUS中的显示动力分析模块ABAQUA/Explicit,对钢筋混凝土梁在不同单调加载速率下的受力性能进行了数值模拟.通过比较不同加载速率下的分析结果,探讨了地震作用下的动态荷载对钢筋混凝土梁受力性能的影响.分析结果表明,在动态荷载作用下,钢筋混凝土梁的受力性能有显...     

含V型切口混凝土梁I、II复合型断裂特性研究∗

通过采用三点弯曲加载，结合电阻应变片法以及数字图像相关法，研究初始缝高比、偏心距以及切口角度对V型切口混凝土梁荷载值和断裂过程区的影响，最后运用有限断裂力学进行理论分析，并与平均应力准则做比较。试验结果说明，起裂荷载和破坏荷载的变化随着缝高比的增大而减小，不同范围内的切口角度对起裂荷载和破坏荷载的影响也有差别，起裂荷载和破坏荷载随着加载偏心距增加而增大起裂时刻和最大荷载时刻的断裂过程区等于裂缝长度，而失稳时断裂过程区远远小于裂缝长度，断裂过程区以切口角度120°为界，具有不同的变化趋势；平均应力准则下的裂缝扩展长度随着切口角度的增加整体呈现下降趋势，无论是临界破坏荷载还是裂缝扩展角度，有限断裂力学准则的理论预测值较平均应力准则更为接近试验结果。     

10kV输电线路抱箍断裂事故原因分析

针对10 kV输电线路运行中发生的抱箍断裂事故,采取宏观检查、化学成分、金相组织、力学性能检测方法,分析造成断裂的原因并提出改进措施。分析结果表明:由于抱箍母材中存在网状的三次渗碳体,易发生脆性断裂,抱箍加劲板焊缝处又存在未焊透缺陷,运行中在弯曲应力的作用下形成应力集中,导致未焊透处开裂,最终发生了脆性断裂。     

岩石变形破裂过程中电荷感应信号的检测

设计了采用非接触方式、高放大倍数、高效率的电荷传感器,并给出了电荷传感器的设计原理和技术指标。利用研制的电荷传感器对岩石变形破裂过程中产生的电荷感应信号进行了检测试验。结果表明,岩石在变形破裂过程中会产生电荷感应信号,并能够被研制的电荷传感器检测到;电荷感应信号是瞬时脉冲的;随着加载应力水平的增加,电荷感应信号强度增强,在峰值应力前,电荷感应信号强度达到最大值;在破裂面接收到的电荷感应信号较强,主破裂面接收到的信号最强,因而电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。作为正在探索的检测岩石破坏过程的手段之一,电荷感应方法应是一种很具潜力的方法,值得深入研究。     

湖南资江浪石滩地裂陷带浅析

本文是根据浪石滩地裂陷区的地形地质环境条件、现场调查和收集到的有关资料，论述了地裂陷带的发生、形成和发展，并阐明了地裂的变形机制与特征及防治措施。     

陆缘伸展区的地震激发机制

江苏所处的中国东部被当代横贯欧亚的北西西向环球螺旋形扭转断裂带（其东段即大别—舟山断裂）分割为南部的褶皱山带隆升区和北部的沉降区。软流圈从太平洋方向面楔入北部区，使该区岩石圈减薄，陆壳向海洋伸展、离裂，产生郯庐断裂等具有直扭性质的近南北向软流（及地幔）底辟，并伴随有多层水平拆离面，所见为高导低速的水平破裂带。绝大多数地震沿着其中埋深１５ｋｍ（±５ｋｍ）的第一水平破裂带发生，使北部区成面积性地震区。结合高压物性实验所得的岩石微破裂规律（…分割—错位—嵌合—再分割…）判断得知，水平破裂带中的膨胀增厚部分的流体处在超压状态而成为储能体，在陆壳伸展运动中会突然释放能量而诱发地震。因此，根据已有实际分析认为：强震和频震区的发展的必要条件是软流楔入和陆壳伸展，而其充分条件是储能体在软流冲击和增温效应下的爆裂或突然塌缩事件。据此可根据软流运动和岩石圈结构预测未来震中，建立中、长期预报甚至短临预报的监控系统     

桥梁吊索高强钢丝疲劳裂纹扩展试验与数值模拟

反复车辆荷载作用下,斜拉桥斜拉索及拱桥吊杆疲劳损伤问题日益严重。针对大跨桥梁中常用的镀锌高强钢丝,开展了应力比R分别为0.1、0.2、0.3的疲劳裂纹扩展试验,研究了应力比及应力幅对钢丝疲劳裂纹扩展性能的影响,每种应力比下的应力幅分别为140.4、152.1、163.8、175.5MPa。采用分步加载方法,设计不同加载应力幅在试件断裂面留下裂纹扩展时的条纹特征,利用光学显微镜对疲劳断口的疲劳条纹进行观测,得到了不同应力比下裂纹扩展深度与疲劳循环次数的a—N曲线,拟合了高强钢丝的疲劳裂纹扩展速率模型。试验结果表明:钢丝疲劳裂纹呈三阶段扩展,随着应力比R的增大,Paris公式中参数C变小,m变大。运用有限元软件ABAQUS模拟了裂纹扩展过程,定量分析了裂纹扩展径向与表面方向的关系,试验结果与有限元结果吻合较好。试验得到的疲劳裂纹扩展速率曲线,可用于大跨桥梁吊索的抗疲劳、防断裂设计及疲劳寿命评估。     

岩土破坏过程声发射特征的实验研究

通过对重庆黄泥包滑坡处采集的岩土试样进行单轴压缩和拉伸实验,测试了岩土破坏过程的声发射信号,得出了岩土破坏过程声发射的基本特征:在单轴压缩实验中,声发射能量信号随着压力的增加呈现连续增加的趋势,在主破裂时刻有较强声发射能量信号产生;在蠕变实验中,AE在压力上升阶段信号增强,在恒定压力下,AE信号有所减弱,整体趋势较为平缓;在拉伸实验中,岩土的破坏方式呈主震型和群震型;AE信号能够反映岩土受载过程;岩土的抗压强度与声发射能量最大值呈正相关性;加载速率越大,声发射能量最大值也越大。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。