丰满新建重力坝基础 F67断层处理技术方案拟定研究

丰满水电站大坝全面治理工程中，新建重力坝坝址区右岸存在威胁坝体稳定和运行安全的F67断层，调查分析了部分已建工程处理基础断层所采用的技术措施，结合丰满新建大坝的工程及地质特点，对F67拟定了3种处理技术方案，经过计算分析和比较，最终确定采用断层部位开挖置换混凝土的方案处理F67断层。     

预加轴力下FRP-钢管约束混凝土构件的冲击性能

为研究预加轴力下FRP-钢管约束混凝土构件在冲击荷载下的动力响应,运用有限元分析方法建立构件模型并进行模拟,得到构件冲击之后的变形图,探究轴向压力大小、约束效应系数、钢管屈服强度、混凝土强度四种因素对构件冲击性能的影响,绘制构件的冲击力峰值曲线和跨中挠度峰值曲线作为判断冲击性能的参考.模拟结果表明,试件两端预加150 kN轴力即轴压比0.15时,试件冲击力峰值最大;增大约束效应系数可以改善构件抗冲击性能;在150 kN轴向压力下,增大钢管屈服强度,试件冲击力峰值呈线性增大,跨中挠度峰值呈现线性减小;改变混凝土强度对试件跨中挠度影响较小.     

复杂三维框支-剪力墙结构动力特性与地震反应谱分析

为避免抗震设计规范中定性条文的不确定性限制而影响对复杂型式高层结构整体抗震性能的合理评价,建立大规模三维有限元数值模型,针对典型工程结构采用Lanczos法提取考虑阻尼和静力初始状态影响的结构自然频率与振型,并在此基础上进行双向水平地震力下考虑扭转效应的振型分解反应谱分析.计算结果表明:扭转振型的阶次较低,扭转周期与平动周期接近,扭转周期比满足规范限值要求;结构两个主轴方向的侧移刚度差异显著,结构沿高度存在多处刚度转换层,层间位移角发生多处突变;线性层间位移角幅值满足规范限值要求,但结构局部层间位移转角过大,在设计中应予以考虑.     

NOMMT/SBS复合改性沥青流变性能

为了研究纳米有机蒙脱土(NOMMT)与SBS两种改性剂对沥青流变性能的影响,采用熔融插层复合法,将改性剂与基质沥青熔融共混,制备了6种不同NOMMT、SBS改性剂掺量的NOMMT/SBS复合改性沥青.通过动态剪切流变(DSR)与弯曲梁流变(BBR)试验,分析不同的温度、NOMMT及SBS掺量和老化条件下的沥青流变性能.结果表明,SBS改性剂对基质沥青的高温稳定性和低温抗裂性具有良好的改善作用,且改善效果与SBS掺量有关;添加NOMMT不仅可有效增强SBS改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性,而且显著提高其抗老化性能.此外,在研究的NOMMT和SBS掺量范围内,添加2%NOMMT和3%SBS改性沥青老化前后的高温稳定性和低温抗裂性最好.     

考虑矿粉相互作用的沥青胶浆细观预测模型

为了更好地表征沥青基材料细观力学模型中各组分相互作用,基于Ju和Chen提出的双球形颗粒相互作用近似解答,采用径向分布相关函数Y(g)表征颗粒间相互作用,应用黏弹性对应原理和Prony级数的黏弹性参数转换,建立了考虑矿粉相互作用的沥青胶浆细观力学模型(J-C模型),应用该模型对不同矿粉体积分数下沥青胶浆的动态剪切模量主曲线进行预测,并通过试验对预测值进行了验证。结果表明,矿粉体积分数为10%~40%时,预测值与试验值较为吻合。随着矿粉体积分数的继续增加,矿粉相互作用增强,Y(g)值随之增大,与其他2种细观力学模型(M-T模型和C-L模型)的预测值比较,M-T模型的预测值偏低,C-L模型的预测值介于J-C模型Y(g)值为1/12~1/8的预测值之间,并且J-C模型的预测值可通过Y(g)值进行有效控制,以适用于不同条件下沥青胶浆及其他沥青基材料的黏弹性能预测。     

单周期荷载作用下纤维沥青路面的动态响应

为了研究动荷载作用下纤维沥青路面的响应,基于弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同的荷载作用时间、路面体阻尼比、土基模量和加载方式对不同纤维沥青路面结构的路表最大弯沉的影响规律.对于不同纤维沥青路面结构:不同荷载作用时间下,路面的动静态弯沉差值基本接近;随着路面体阻尼比的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率和到达最大动弯沉对应的时间基本接近;随着土基模量的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率基本接近;半矩形波荷载比半正弦荷载作用下的路面动态弯沉大,而弯沉差值基本接近.分析表明,在单周期动荷载作用下,纤维的加入提高了路面的整体抗变形能力,但对路面的动态弯沉影响规律基本相同.     

海水环境下碳纤维复合材料混凝土的强度试验

为研究碳纤维复合材料(CFRP)对腐蚀防护的效果,采用实验室加速腐蚀的试验方法,利用人工海水对2种不同强度等级的CFRP混凝土小柱分别采用不同加固方案进行侵蚀,并对腐蚀后的试件进行抗压力学性能测试.采用强度及其退化率来考察腐蚀程度、混凝土强度等级及加固形式对试件抗压性能的影响.结果表明,CFRP具有良好的腐蚀防护效果,可改善试件力学性能,且加固方案对腐蚀防护具有一定的影响.     

沥青路面层间粘结性能的黏弹性有限元分析

为深入剖析半刚性基层沥青路面层间粘结性能,基于黏弹性理论,建立三维有限元模型研究不同层间接触状态下基面层之间的剪应力分布.考虑实际工程情况,引入夹层,应用层间剪力定量描述其与时间的关系,研究夹层存在薄弱粘结和夹层参数对层间粘结性能的影响.结果表明:随着层间摩擦系数的减小,层间剪应力逐渐减小,沿路宽方向的剪应力较大,层间接触不连续时,剪应力存在突变;引入虚拟夹层后,随着加载时间的增加,沿行车方向的层间剪力逐渐增大,沿路宽方向的层间剪力逐渐减小;由于夹层存在薄弱粘结,剪力向薄弱粘结周围扩展,剪力最大值也有一定幅度的增加;随着夹层抗压模量的增大,层间剪力最大值逐渐增大;层间剪力随着夹层厚度的增加而增大,且增大趋势接近线性变化.分析结果表明,沿路宽方向的层间剪应力对路面力学响应起着重要的作用,在路面设计中应对基面层间的抗剪性能给与足够的重视,需要设置粘结层来改善层间接触状态,并采取适当的方法来消除夹层薄弱粘结和优化夹层设计参数.     

基于CT技术和有限元方法的沥青混合料虚拟劈裂试验研究

为弄清劈裂荷载条件下,沥青混合料试件内部的应力分布状态,基于X-ray CT技术、数字图像处理技术和有限元方法建立二维非均质数值模型,分析通过试件中心的垂直方向与水平方向路径条件下不同位置截面的内部应力分布情况,并与均质模型内部应力进行比较.结果表明,与均质模型不同,不同位置截面的非均质模型内部应力峰值没有出现在模型中心处,而是分布在试件中部呈现多峰值状态且较好地反应各个组分的力学行为;在分析路径上,不同位置截面的非均质模型应力分布趋势相同,但应力峰值出现的位置以及应力最大值均存在差异,说明试验截面的选取对二维虚拟试验结果影响较大.