地震作用下双肢薄壁空心墩塑性铰区域形成规律及系梁的影响

为了探究双肢薄壁空心墩在地震作用下塑性铰的形成与分布规律，对某高速刚构桥梁的桥墩进行全尺寸建模，使用ABAQUS对其进行非线性时程分析。研究发现：无系梁模型有两处塑性铰，墩顶塑性铰最先形成，随着刚度退化墩底塑性铰才形成；单系梁模型有3处塑性铰，系梁处最先形成塑性铰，而后墩底与墩顶才形成，但墩顶塑性铰耗能贡献占比小；各塑性铰区域内，最早产生塑性变形与损伤的部分为墩身实心段与空心段交界处。     

梁腹板开圆孔的钢框架抗震节点

介绍了梁腹板开圆孔的钢框架梁柱节点 ,笔者探讨的基本思路是希望通过对梁截面的削弱确保结构在强震作用时的塑性铰远离节点域而出现在梁上 ;同时 ,该节点形式应用于住宅体系时 ,使水暖管线穿梁和降低结构空间占用成为可能。因此 ,笔者对该节点形式的基本受力性能及设计中需要考虑的构造措施进行了较详细的探讨 ,并利用ANSYS对其塑性区分布和剪应力分布进行了分析。研究结果初步表明 ,梁腹板开圆孔的钢框架节点具有理论上的合理性和实用上的可行性 ,可达到塑性铰外移和增加使用功能的目的。     

一种特殊电除尘器钢支架计算方法的讨论

以某工程为例,介绍了一种特殊电除尘器钢支架的结构形式,通过结构设计软件计算和有限元整体屈曲分析,证明采用传统的计算长度系数法进行立柱稳定计算,其结果偏不安全,建议采用整体屈曲分析计算.     

采用人工地震波对大跨度刚构桥的地震响应分析

为获得大跨度刚构桥在多维多点地震激励下的响应特征,基于功率谱模型合成了满足给定相关函数的多维多点人工地震波。采用有限元软件SAP2000分别在线性与非线性领域对某大跨度刚构桥进行计算分析,研究刚构桥在多维多点地震下的响应特点。结果表明,多点激励下刚构桥主梁的横向弯矩往往较一致激励下的大;考虑非线性特性后,刚构桥在三向地震作用下的响应并不等于单向地震响应的简单叠加,且刚构桥的墩顶比墩底部位更易形成塑性铰,建议在实际工程中重视刚构桥墩顶部位的延性设计。     

铁路简支梁桥墩承受列车制动力的研究

应用结构分析的伪动力法 ,对不同跨度、不同长度的铁路重力式简支梁桥进行了大量计算 ;确定了 16m、2 4m及 3 2m跨度桥梁桥墩可能承受的最大制动力 ,为确定重力式简支梁桥墩制动力设计值提供了理论依据。在此基础上 ,以墩底承受的弯矩为准 ,对制动力作用下的桥墩安全性问题进行了分析     

考虑中间主应力对圆形巷道Hoek Brown准则解的影响

为了建立更加适用于深部巷道围岩塑性解分析的Hoek Brown准则,获得更加准确的巷道围岩塑性区范围及其支护变形量。通过将洛德参数表示的中间主应力带入Hoek Brown准则中,经过理论公式的推导,获得巷道围岩塑性区的应力和半径以及巷道周边位移的解析解。经算例分析,随着中间主应力的减小,塑性区范围也减小,当中间主应力趋近于第三主应力时,塑性区范围为最小;并且支护阻力和原岩应力对巷道塑性区范围也有一定影响;最后将计算的结果与Mohr-Coulomb准则对应的卡斯特纳解进行比较,发现文中建立的Hoek Brown强度准则更加适用于深部巷道塑性区分析。由此可知考虑中间主应力的Hoek Brown强度准则,更能全面分析巷道围岩塑性区的范围,获得更为准确的结果;在工程实践中,在易破坏的地段取地应力值时,应适当的增大中间主应力的取值,并且刚开挖巷道应及时支护,这样可有效的维护巷道围岩的稳定。     

地表载荷对硬岩区埋地管道应力应变影响分析

为研究地表载荷对硬岩区埋地管道力学性能的影响,建立了管-土耦合三维数值模型,分析了地表载荷大小、作用面积、管道压力、管道径厚比及回填土弹性模量对管道应力分布、塑性应变、椭圆度的影响。结果表明:地表压载作用下,高应力区首先出现在管道顶部且呈椭圆形;随着地表载荷及其作用面积的增大,管道高应力区逐渐扩大,管道截面左右两侧也出现应力集中;随着回填土弹性模量、管道壁厚及内压的增加,管道顶部高应力区及最大等效应力均减小。塑性应变首先出现在管顶,且塑性区随地表载荷、载荷作用长度增加而增大,随回填土体弹性模量及管道壁厚增大而逐渐减小;当内压为0~4MPa时,管道塑性应变及塑性区随内压的增大而减小。管道椭圆度随回填土体弹性模量、管道内压、壁厚增加而逐渐减小,随地表压载增大而增大。     

基于瓦斯抽采效果的钻孔塑性区范围优化及应用*

为获得最佳瓦斯抽采效果,研究不同钻孔孔径与塑性区范围及抽采效果之间关系,基于弹塑性理论,采用Comsol软件模拟嘉禾矿2254底板巷上穿层钻孔周围煤体塑性区范围分布,修正塑性区半径理论推导公式,得到抽采钻孔混合流量、纯流量和浓度,分析钻孔周围煤体不同塑性区范围下瓦斯抽采效果。结果表明:钻孔孔径越大,塑性区范围越大,抽采钻孔卸压范围越大;若不考虑其他因素,钻孔孔径越大,瓦斯抽采效果越好;通过对比塑性区半径模拟值与计算值,修正塑性区半径公式,该公式适用于浦溪煤矿;随钻孔塑性区范围增加,钻孔瓦斯抽采流量逐渐增加,但瓦斯流量相对钻孔塑性区半径差变化率先增大后减小。研究结果可为提高矿井瓦斯抽采效果提供理论参考。     

正交异性钢桥面板疲劳应力分布特征及敏感性分析

为研究构造参数对钢桥面疲劳应力特征的影响规律,基于润扬长江大桥斜拉桥设计参数,建立钢箱梁多尺度疲劳分析模型。分析顶板和纵肋在3类典型轮载作用下的疲劳应力分布特征,详细考察顶板-纵肋和纵肋对接2类细节的疲劳应力代表值对构造参数的敏感性。结果表明,顶板和纵肋疲劳应力的横桥向分布长度为轮载边缘以外1倍和2倍纵肋间距,顺桥向分布长度与横隔板间距相当。纵肋厚度差异是造成2座桥梁纵肋对接细节疲劳监测结果差异的重要原因。顶板-纵肋和纵肋对接细节的疲劳应力分别对顶板和纵肋厚度最为敏感,同时前者疲劳应力随横隔板间距减小而下降,而后者则有可能增大,而2类细节均对横隔板厚度变化不敏感。     

非等压下考虑渗流和剪胀的圆巷围岩弹塑性统一解

对于富水地层中深埋圆形巷道,为研究多种因素影响下巷道围岩塑性区范围和洞周位移的变化规律,对巷道围岩进行了弹塑性理论分析。对围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论和非关联流动法则,推导出多种因素影响下深埋圆形巷道围岩应力、位移和塑性区半径的解析计算式。结合工程实例进行计算分析,结果表明:中间主应力参数、围岩侧压系数、初始孔隙水压和剪胀角对围岩塑性区径向位移和塑性区范围均有显著影响,但影响规律各不相同;考虑中间主应力作用时,其他各因素的影响效应减弱。综合考虑以上各因素对围岩稳定性的影响,计算结果更加接近工程实际情况。     

阻塞条件下地铁隧道坡度对烟气逆流长度影响研究

在隧道纵向通风系统设计中,烟气逆流长度是至关重要的参数,传统的理论预测模型多适用于公路隧道,对阻塞条件下有坡度的地铁隧道烟气逆流长度的研究较少。通过理论分析、缩尺寸实验和FDS数值模拟,推导了适用于阻塞条件下有坡度的地铁隧道的无量纲烟气逆流长度模型,得到了烟气逆流长度随坡度的变化规律。研究结果表明,基于FDS模拟的水平地铁隧道烟气逆流长度与实验结果变化规律基本一致,该FDS模型可以研究不同坡度工况,且逆流长度随着坡度的增加呈增加趋势。     

Response of the buried steel pipeline caused by perilous rock impact: Parametric study

One of threatening buried steel pipeline in bad geological regions is collapsed rock. Buckling behavior of a buried pipeline impacted by a perilous rock with spherical shape was investigated by numerical simulation. Effects of pipeline parameters (internal pressure, wall thickness, diameter, buried depth) and perilous rock parameters (impact velocity, radius, eccentric distance) on deformation, stress and strain of the buried pipeline were discussed. Buckling behaviors of the buried pipeline under transverse and longitudinal inclined impacts also were studied. The results show that cross section shape of the buried pipeline becomes to an oval, then to a peach shape, and finally to a crescent shape or gourd shape in the process of rock’s impact. The deformation process of a buried pipeline can be divided into four stages. They are elastic deformation stage, buckling stage, elastic recovery stage and final deformation stage. Buckling mode of no-pressure pipeline is more serious than the pressure pipeline. The impact dent’s length and depth increase with the decreasing of buried depth, wall thickness and internal pressure. But they increase with the increasing of impact velocity, perilous rock’s radius and pipeline’s diameter. The maximum stress and plastic strain decrease with the increasing of buried depth and wall thickness. Under rock’s eccentric impact, impact dent trends to one side. Stress and plastic deformation decrease with the eccentric distance increases. Under rock’s transverse and longitudinal inclined impacts, cross section shape of the buried pipeline is an oval shape when the incidence angle α ≤ 45°, and there is no plastic deformation. When α > 45°, impact dent appears. Buckling is more serious with the incidence angle increases. Destructive powers of transverse and longitudinal inclined impacts are smaller than the vertical impact.     

基于TruckSim的大型货物运输车辆安全运行纵坡最大长度研究*

为研究适用于典型大型货物运输车辆的道路纵坡及最大坡长参数,构建大型货物运输车辆动力学仿真模型,并考虑车辆冲坡行为及公路线形设计习惯,建立包含直线提速蓄能路段、以最小长度控制的竖曲线路段以及不同坡度纵坡路段组成的试验道路,对比分析设计速度120 km/h、纵坡坡度1.0%~3.0%,设计速度100 km/h、纵坡坡度1.0%~4.0%以及设计速度80 km/h、纵坡坡度1.0%~5.0%3种不同道路条件下,大型货物运输车辆在试验路段的运行速度变化规律。依据速度一致性原则,以大型货物运输车辆的运行速度衰减度作为控制指标,得到各设计速度道路不同纵坡路段对应的最大纵坡长度。结果表明:在保证纵坡路段满足最小长度要求的条件下,通过减小纵坡路段长度,增大竖曲线长度,可提高大型货物运输车辆纵坡路段通过性。     

纵向风作用下竖井自然排烟对隧道内烟气逆流长度的影响

为了研究纵向风作用下隧道内竖井自然排烟对烟气逆流长度的影响,采用数值模拟的方法,建立了不同竖井高度的全尺寸隧道模型。并选取无竖井排烟的工况作为对照组,模拟不同火源功率下,改变竖井与火源纵向距离时竖井自然排烟对烟气逆流长度的影响和竖井排烟失效临界风速的变化。结果表明：当纵向风风速较小时,竖井对烟气逆流起抑制作用;随着风速增大,烟气逆流被控制在竖井近域范围内,竖井对烟气逆流的抑制作用减弱;当风速足够大时,烟气逆流将被完全限制在竖井下游,此时竖井排烟作用失效,且对纵向通风气流起到分流作用,烟气逆流长度反而变长。在此基础上,提出了竖井排烟失效临界风速的概念,竖井排烟失效临界风速随竖井高度增加而增大。     

轴向约束钢柱温度应力影响因素研究

建筑结构多为超静定结构.火灾条件下,组成结构的各构件在受到不均匀温度作用时,构件内将会产生温度应力.温度应力增加了构件的作用荷载,并影响受火钢柱的稳定性,是导致约束钢柱屈服破坏的主要原因.根据文献分析,轴向约束钢柱的温度应力影响因素主要有轴向约束刚度、长细比、初应力水平和构件升温.采用试验方法研究各因素对约束钢柱温度应力的影响规律.在温度应力增长阶段,构件所产生的温度应力与构件的温度升高值之间为线性关系,温度越高,温度应力越大.温度应力随轴向约束刚度和长细比的增大而增大;初应力水平越高,温度应力值越小.初应力水平的大小不影响温度应力的增长,但决定构件何时进入塑性状态.     

单一闭合裂纹在单轴压缩下对岩体破裂过程的影响

基于断裂力学理论研究了无限大薄板内单一闭合裂纹的破裂规律,从II型断裂准则出发,详细推导了单轴压缩下裂纹破裂强度的解析表达式,且定量的分析了裂纹倾角、长度和摩擦系数对岩体破裂过程的影响,运用数值软件RFPA2D对其进行验证,二者具有较好的一致性。研究结果表明,单轴压缩下,含闭合裂纹岩体的强度是由裂纹强度决定的,且随裂纹倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势,裂纹长度越大,摩擦系数越小岩体强度就越小。     

碎石桩复合地基抗液化判别方法研究现状与分析

针对目前国内外碎石桩复合地基抗液化判别方法的研究现状进行了简要归纳和分析 ,其研究结果表明 :已有的判别方法存在着较大的局限性 ,还不能很好地反映碎石桩的排水效应、减震效应及各效应的综合作用 ;桩径、桩长、桩距等加固参数对加固效果的影响还不能在判别标准中得到合理的体现。最后 ,笔者对今后的研究工作提了几点建议     

车辆阻塞效应下隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度变化规律研究

通过数值模拟方法对车辆阻塞效应下的隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度的变化规律进行了研究。主要分两种车辆阻塞效应讨论:1辆设定大小车辆障碍物阻塞;2辆设定大小车辆障碍物阻塞,且在同一车道。通过改变火源高度、纵向通风速度探究了车辆阻塞效应下隧道火灾烟气温度及烟气逆流长度的变化规律。结果表明:两种车辆阻塞效应下,随着火源高度的升高,隧道内顶棚烟气温度的变化规律相同:随火源高度的升高而增大。2辆车辆阻塞下的隧道顶棚烟气温度略低;两种车辆阻塞效应下,随着火源高度的升高,隧道内烟气逆流长度的变化规律不同。1辆车辆阻塞下烟气逆流长度随火源高度的升高而增大,而2辆车辆阻塞效应下烟气逆流长度随火源高度的升高而减小。