交通荷载作用下饱和软基的模型试验及变形分析

采用自行研制的油压式循环加载系统室内模拟交通荷载的作用 ,对饱和软粘土地基的变形性状进行了大比尺的室内模型试验 ;考虑了饱和软基的固结状态、循环应力比的大小对竖向永久变形的影响 ;得出了饱和软粘土地基的临界循环应力比和竖向永久变形及孔隙水压力随加荷周数和固结状态的变化规律 ;模型试验及变形分析研究 ,对交通荷载下饱和软基的工后沉降计算具有重要参考价值。     

公路桥梁结构运营荷载下安全状态评价方法

为解决公路桥梁结构在随机运营荷载作用下安全状态评价难以量化的问题,提出基于实际影响线确定其性能状态的评价方法。首先,明确桥梁结构在车辆多轴力与单轴力荷载作用效应之间的数学模型基础上,采用莱文贝格-马夸特(LM)算法建立识别实际影响线的优化分析模型,并通过算例对模型进行理论验证;然后,根据行业技术标准规定,确定运营荷载下桥梁安全状态划分方式及具体的评价指标;最后,以公路预应力连续梁桥为对象,用所提出的方法进行实际影响线识别及安全状态评价。结果表明:以识别的影响线为依据计算的重车作用效应与加载实测结果偏差低于5%,可通过运营荷载的作用效应幅值快速进行安全状态评价。     

广告牌结构风荷载取值问题的研究

就广告牌结构风荷载标准值的关键参数的确定问题进行了研究,并着重就风振系数、风荷载体型系数展开探讨。     

广告牌结构风荷载取值问题的研究

就广告牌结构风荷载标准值的关键参数的确定问题进行了研究 ,并着重就风振系数、风荷载体型系数展开探讨。     

立井井壁破坏应力研究

应用利用弹性理论、温度应力场理论、热胀冷缩原理 ,对立井井壁破坏应力进行了较为精确的受力分析 ,给出了立井井壁应力分布规律的解析式。在整个理论的分析过程中 ,笔者着重分析了井壁应力中负摩擦力的影响 ,对负摩擦力引起的井壁应力进行了较为细致的计算 ,并通过具体算例进行了说明。笔者研究的结果 ,为井壁设计的理论提供了新的依据 ,同时对煤矿设计及煤矿工程应用有重要实用价值。     

薄膜结构在动风荷载下的安全性能分析

从理论和实践两方面对薄膜结构在风荷载下的安全性能进行了研究。根据随机过程理论 ,用计算机模拟生成具有空间相关性的风场。发展建立了膜结构几何非线性动力响应问题的有限元公式 ,并以此为基础对一具体的膜结构进行了动力时程响应分析。通过观察膜结构在不同风速下的位移时程曲线 ,笔者发现 :当外界风速小于一定的临界风速时 ,结构的位移响应会逐渐趋于稳态 ,结构的振动逐渐趋于稳定 ,这时结构是安全的 ;当外界风速超过或接近临界风速时 ,结构的振幅会逐渐增大 ,膜结构将可能发生驰振损坏。进而提出了通过增大膜内预应力或提高膜曲面的曲率来防止膜结构风振破坏的方法 ,并指出了在设计和施工中为保证膜结构的风振安全应当采取的措施。     

煤矿员工工作压力源结构研究

为了解中国煤矿井下员工群体的工作压力状况和表现,探索具有矿工职业特色的工作压力源结构,在文献分析基础上,结合访谈和开放式问卷调查,初步确定了矿工工作压力源维度,借鉴已有工作压力源问卷项目,编制了矿工工作压力源问卷,对调查数据进行探索性和验证性因素分析。结果表明:矿工工作压力源是一个多层次和多维度系统,由7个一阶因素聚合成3个二阶因素。7个一阶因素包括安全环境、工作负荷、安全管理方式、领导风格、角色冲突、组织支持、控制感,3个二阶因素为工作特征、组织管理、工作无奈感。该结果为煤矿企业进行矿工压力控制及管理提供了指导性建议。     

加载条件下原水管道受力特征模型试验研究

为研究堆载大小对原水管道受力变形的影响,采用量纲分析法得出模型试验相似比,并根据相似比进行模型箱的设计、管道材料的选取和重塑土的配制,研究不同工况下管道的受力特征。试验结果表明:整体上管道端部应力大于管中央应力,管轴向应力大于管环向应力。在中心加载下,管端应力值较管中央处大,前者增长速度更快,而后者增长速度较慢。在偏心荷载作用下,靠近荷载的管端应力最大,而管中央应力最小;尤其在偏载6 kPa作用下,管端下表面轴向应力达到595 kPa,而管中央处仅有64 kPa,管端受边界约束作用明显,管道呈弯曲变形。     

强降雨作用下碎石土斜坡室内模型试验研究

强降雨是碎石土滑坡的主要诱发因素。通过室内人工强降雨对碎石土边坡进行研究,在雨强为1.6 mm/min下研究了初始含水率与降雨历时相同时不同斜坡坡度(缓坡22°和陡坡31°)下模型边坡的变形特征和雨水入渗特征。结果表明:随降雨历时增加,坡体沉降值及坡体内部水平位移不断增加,其中在坡腰0.5 m处和坡脚处最大累积水平位移分别为1.99 mm、1.82 mm(缓坡),0.42 mm、0.29 mm(陡坡);降雨过程中,坡体入渗过程是自上而下发展变化的,降雨结束时坡脚雨水入渗深度最大,坡顶次之,坡腰最小,且在缓坡坡顶和坡腰处雨水入渗深度比陡坡大;在同一雨强下,降雨结束后缓坡最终沉降值比陡坡大,且在坡脚处沉降值最大。以上结果有利于对降雨入渗诱发碎石土滑坡的失稳机理和变形机制的进一步研究。     

爆炸荷载下地铁隧道损伤规律研究

地铁在运营中存在诸多风险,特别是外爆炸带来的危害尤为突出。为避免由此产生的风险,需对地铁隧道在外部侧爆炸瞬时强荷载作用下隧道衬砌结构损伤效应进行研究,进而对隧道衬砌结构的损伤程度作出判断。以西安地铁6号线工程为依托,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立有限元模型,分析外爆炸荷载作用下应力波的传播规律;选取地面侧爆角度和隧道埋置深度2个因素建立分析工况,研究了外爆炸荷载下隧道衬砌结构的受力状态规律,隧道埋深15,18 m相较埋深12 m衰减了20,125个微应变;同时直观地对隧道衬砌结构的损伤程度进行分析。开展该项研究为地铁隧道结构抗爆防护设计提供了理论依据,具有较高的技术、经济和社会效率。     

阻塞效应下隧道火灾临界风速的模型试验研究

迄今关于隧道火灾临界风速的研究多在隧道内不存在或存在小阻塞物的情况下进行,现有的临界风速预测模型对于隧道内存在较大阻塞物情况下的火灾烟气控制的适用性尚需验证。然而,地铁隧道中列车截面通常占据隧道横断面很大的比例,相应隧道断面阻塞比下的火灾试验研究并不多见。因此,根据相似理论搭建了1∶10缩尺寸矩形隧道试验模型,进行了无阻塞及断面阻塞比为20%、30%、40%、50%、60%情况下的油盘火试验,并利用数值模拟复现了试验,利用临界风速实测值和模拟值对现有的临界风速预测模型进行了适用性验证,并且研究了阻塞情况下的临界风速随阻塞比、火源释放速率等的变化规律。结果表明,随阻塞物占据隧道断面积比例增大,临界风速明显呈线性下降趋势,基于试验数据分析,得到了阻塞情况下的临界风速预测模型,并进一步利用现有全尺寸隧道火灾试验数据验证了该模型的可靠性。     

有风条件下室内火灾自然排烟模型试验研究

采用缩尺度试验方法对有风条件下室内火灾自然排烟过程准稳态进行研究,分析不同补气口、排烟口位置和风向对排烟效果的影响。试验结果表明:将补气口设在迎风面,排烟口设在背风面或侧风面时将获得比没有环境风时更好的自然排烟效果;而在其他情况下,环境风将通过减小排烟口处内外压差以及对室内烟气层产生扰动来降低自然排烟效果。在设置建筑自然排烟系统时,应综合考虑火灾具体情况以及当地风速条件,选择对自然排烟有利的排烟口与补气口位置组合,以提高自然排烟的效果。     

服役结构抗力的验证荷载估计

研究了结构抗力的后验分布,给出了含有测试误差的相关非验证样本与验证样本的抗力后验分布函数。通过数值积分分析,得出了验证荷载试验便于工程应用,以及在不加强工程系统的条件下,提高工程结构可靠性的结论。     

机械施工荷载作用下采空区顶板稳定性研究

为保证采空区上方作业人员和采掘设备安全,采用力学分析方法,将浅埋采空区顶板概化为固支梁力学结构模型,建立地面机械施工荷载-采空区顶板系统总势能方程。基于突变理论,构建采空区顶板失稳的尖点突变模型,获得采空区顶板突变失稳判据,建立采空区顶板保持稳定情况下机械施工荷载计算模型,并进行实例验证。结果表明:采空区顶板岩梁所受侧向水平推力越大,岩梁弹性模量越小,采空区跨距越大,采空区顶板越容易发生突变失稳,其失稳的必要条件取决于顶板内部特性,与外部作用无关;地面施工荷载作用下采空区顶板失稳的充要条件取决于顶板内部特性和外部作用。     

深水钻井热交换作用下的井壁稳定性分析

为了研究深水钻井过程中热交换作用对井壁稳定性的影响规律,建立了钻井液、钻柱、海水和地层各介质热交换作用下温度控制方程,根据热弹性理论计算温度变化对井周应力的影响,结合地层强度准则与拉伸破坏准则确定深水井壁坍塌压力与破裂压力。结果表明,钻井液循环对地层产生的冷却作用能够降低井壁坍塌压力与破裂压力,但破裂压力降低幅度比坍塌压力的降低幅度稍大。因此,尽管钻井液的冷却效果能够抑制井壁坍塌,但应注意低温度的井壁更易形成诱导缝,甚至引发地层漏失。计算结果对深水钻井作业具有指导意义。     

全速度多工况下客车横向转移率预测研究

为在全速度多工况下给客车防侧翻系统提供更多的应对时间,建立改进的GM(1,1)模型,用以预测客车横向转移率(LTR),即在GM(1,1)模型基础上引入弱化缓冲算子,预测的提前量可补偿防侧翻控制系统的时间迟滞,有利于减少侧翻事故。在Truck Sim和Simulink联合仿真环境下,首先通过比较LTR估算值与直接使用Truck Sim轮胎力得到的真实值,来验证基于车辆侧翻模型估算LTR的有效性;再利用改进的GM(1,1)模型在线预测客车LTR。仿真结果表明,GM(1,1)仅适用于单一易侧翻工况,而较复杂工况下的LTR预测结果存在剧烈波动;融合弱化缓冲算子的改进的GM(1,1)模型,能在全速度多工况范围内有效预测客车LTR。比较平均弱化缓冲算子及变权弱化缓冲算子的弱化效果,两者均能有效抑制预测峰值,且变权弱化缓冲算子的弱化效果更优。     

煤矿组织安全行为结构分析与实证研究

为探究煤矿组织安全行为的组成结构,对北京某煤矿的员工进行问卷调查。用层次聚类分析法,对调查问卷中的观测项进行聚类分析,得出组织安全行为结构包含的8个影响因素,即安全法规遵守、安全事故管理、安全文化建设、安全教育培训、安全监督检查、安全责任落实、应急救援管理、安全资金投入。在此基础上,建立组织安全行为结构方程模型(SEM)。用统计分析方法(AMOS17.0)对其进行验证。结果显示:8个影响因素与组织安全行为都有较强的相关性,同时安全资金投入与安全文化建设、安全教育培训、安全监督检查、应急救援管理均有一定的关联。     

均布与梯度应力加载路径下岩爆破坏特征试验

为探究围岩切向应力集中过程中加载应力分布对岩爆特性的影响,利用自主研制的梯度与气液复合加载岩爆装置,对大尺寸类岩体模型进行均布与梯度应力加载路径下的岩爆模拟试验;从岩爆破坏现象、碎屑形态及分布特征等方面,对比分析均布与梯度应力加载下的模型岩爆特征。结果表明:均布与梯度应力加载下的岩爆破坏特性存在明显差异;均布应力加载下,模型岩爆主要形成以张拉破坏为主的片状、板状碎屑,碎屑弹射距离较近,对应的岩爆烈度小;而梯度应力加载下,模型岩爆主要形成以剪切破坏为主的块状碎屑,相对于均布应力加载,碎屑抛射距离更远,岩爆烈度更大。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土防爆墙动力响应研究

为了研究钢筋混凝土防爆墙的抗爆能力,采用有限元分析方法对不同纵向配筋率、不同高跨比、不同厚度的墙体在爆炸动态荷载作用下的动力响应进行研究,对各种不同设置的钢筋混凝土防爆墙的抗爆性能进行评估。结果表明:减小高跨比对提高钢筋混凝土防爆墙的抗爆能力最为重要,提高纵向配筋率,增加厚度都能增加防爆墙的抗爆能力。