冻融影响下不同岩性岩石物理力学特性试验研究*

为探究冻融循环影响下不同岩性岩石的物理力学性质的差异化响应,对青砂岩、灰砂岩2种砂岩,白色大理岩、麻粒岩2种变质岩开展冻融循环试验和相关力学试验。研究结果表明:在冻融循环过程中,2种砂岩的质量变化幅度明显高于2种变质岩。相较于青砂岩与麻粒岩,大理岩的单轴压缩强度及弹性模量劣化速率最快。冻融前后青砂岩、大理岩的单轴压缩破坏模式发生明显变化。灰砂岩抗拉强度劣化速率显著低于青砂岩。基于单轴抗压强度、抗拉强度的脆性指数表明冻融作用提高青砂岩的脆性。研究结果可为冻融影响下工程岩体的稳定性与安全性评价提供参考。     

基于力学机制的钢筋混凝土柱抗剪承载力模型∗

为了兼顾钢筋混凝土(RC)柱抗剪承载力分析的计算精度和简便性,研究建立了一种基于力学机制的RC柱抗剪承载力简化模型。首先基于变角桁架-拱模型理论,结合变角桁架模型的力平衡条件以及变角桁架模型和拱模型之间的变形协调条件,建立了RC柱抗剪承载力分析的理论模型;然后利用38组试验数据进行统计分析,分别确定了混凝土、箍筋和拱模型的抗剪承载力贡献系数近似取值,在此基础上建立了R C柱抗剪承载力分析的简化模型;最后通过与试验数据进行对比分析,验证了该模型的计算精度和适用性。分析结果表明,该模型不仅可以合理分析混凝土、箍筋和拱作用的抗剪承载力贡献,具有较高的计算精度,而且计算公式较为简洁。     

地质灾害链的诱发机制及减灾

自然界是一个能动体,事物之间都具有普遍联系的客观规律,任何一种或几种地质灾害的发展,会引起一系列的次生灾害和附加效应的产生,形成具有"蝴蝶效应"式的灾害链,在此期间会有大量的能量、物质上的交换及循环,其发展是一个从简单到复杂、主要到次要的过程."蝴蝶效应"使得地质灾害相互诱发的范围不断扩大,灾害不断增多,以及过程越来越复杂.     

林聪悟-直线法在基于美国混凝土规范设计中的程序实现

首先,阐述了美国ACI318-08规范中钢筋混凝土受弯、受压构件的设计原理和基本假定。与我国混凝土结构设计规范不同,ACI318-08规范是根据构件的受力破坏形态来确定名义抗压和抗弯承载力的折减系数的,相对于延性破坏,脆性破坏构件的承载力折减较多。然后,由平衡条件、平截面假定及Newton迭代格式,推导出林聪悟-直线法的计算公式。编制程序实现该算法时,须根据最大、最小配筋率的规定对迭代区域进行限定;在确定P-M相关曲线上的拐点位置的基础上,实现中性轴高度在曲线上的分段迭代。通过在曲线拐点处设置微小增量及自动调整中性轴高度等方法,解决了程序计算时可能出现的迭代发散问题。算例表明,所编制程序的计算结果具有很高的精度。     

国家地震紧急救援训练基地可控地震废墟设计(I)——结构地震破坏模式

我国是一个地震多发的国家,地震灾害给我国造成了巨大的经济损失和严重的生命伤亡。专业化的震后紧急搜索救援能够最大限度地减少人民生命财产的损失,是防震减灾体系不可或缺的组成部分。通过大量的地震灾害实例,并借鉴地震灾害评估方法和建筑物抗震设计,对危害人类生命财产的建筑物震害的特征按照结构类型进行了详细说明,通过对这些地震中常见震害的了解和认识,为国家地震紧急救援训练基地的规划设计和相应搜索救援训练科目的设置提供依据。     

基于强度退化的震损加固型钢混凝土柱抗剪承载力分析

为了建立碳纤维布或外包钢套震损加固型钢混凝土柱的抗剪承载力计算式,基于碳纤维布或外包钢套加固型钢混凝土柱试验研究,分析了原柱材料的地震损伤以及混凝土受剪机理的差异,比较了不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值的差异性。经验证,计算值与其试验值吻合较好,说明基于强度退化的震损加固型钢混凝土柱抗剪承载力计算公式是可行的。基于GB50010-2010、ACI318-08和CSA-04三种不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值差异较大,说明震损加固柱中钢筋混凝土承担剪力的分析不容忽视。     

7.0 m采高综采面回采巷道变形破坏规律研究

针对神东矿区大柳塔煤矿采用7.0 m采高综采面回采5-2煤三盘区时回采巷道出现不同程度的变形破坏现象,采用现场实测的方法对52304及52303工作面回风顺槽之间的区段煤柱进行了巷道变形及应力变化规律的监测,并运用FLAC3D数值模拟软件对不同埋深条件下两工作面之间区段煤柱的应力分布规律进行了模拟,最后总结分析了回采巷道变形破坏的机理,并得出采空区段煤柱的失稳是造成回采巷道变形破坏的根本原因。从而为巷道的合理布置及相应控制对策的提出提供基础数据,以保证矿井安全高效的生产。     

多手段综合分析特厚煤层分层开采覆岩破坏高度

为研究特厚煤层分层开采过程中已采工作面上覆围岩破坏高度,以老虎台矿83002已采工作面为例,分别采用EH-4物理探测、数值模拟和微震监测等多种手段进行分析论证。EH-4探测确定了垮落带和裂隙带位于油页岩层内,高阻区位于绿色页岩和砂砾岩的交界面,F1断层处出现离层空间,数值模拟和微震监测对该结果进行了验证;数值模拟和微震监测综合确定了覆岩破坏高度为400～485 m,为累计采高的6.3～7.5倍。研究成果可对下一分层83003工作面的安全开采进行指导,为类似条件矿井提供借鉴。     

软岩大变形巷道支护技术及应用

针对三门峡铝土矿软岩巷道大变形难支护的问题,综合现场工程地质调查、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,对该地区巷道破坏模式和失稳机理进行详细分析,提出了锚喷-砌碹相结合的互补支护技术。按照互补支护参数建立数值模型并进行稳定性分析,数值计算结果表明在此支护方式下巷道各部位围岩收敛变形控制良好,且支护后围岩安全系数较之前明显提高。将新支护方案进行工程试验,巷道变形监测数据表明,支护后的巷道变形得到了良好的控制,混凝土喷层未出现裂缝,围岩变形速度迅速减小;锚喷10天后围岩变形基本稳定,此时进行二次砌碹支护效果最好,可以保证巷道的长期稳定。     

“金属疲劳”与“免疫疗法”

<正>一辆正在马路上疾驰的自行车突然前叉折断;炒菜时铝铲折断;挖地时铁锨断裂;刨地时铁镐从中间一分为二等现象屡见不鲜……这些看起来寒光闪闪、铮铮筋骨的金属制品在使用过程中突然断裂的现象,就是金属疲劳。一直以来,金属被广泛用来制作机器、兵刃、舰船、飞机等器具方面,图的就是它结实。但是你是否知道,在各种外力的反复作用下,金属也可以产生疲劳,而且,一旦产生疲劳,就会因不能得到恢复而造成十分严重的后果。据统计,金属部件中有80%以上的损坏是由于疲劳而引起的。上面所说的就是人们日常生活中所遇到的金属疲劳的例子。