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关键词： 抗震性能分析   弹塑性时程分析   损伤   屈曲稳定分析   有限元分析   应力分析  

摘要： 中铁丝路中心为8度区132m的超限高层,该结构具有楼板不连续、高位转换、结构高度超限、软弱层、穿层柱等结构超限问题。为解决上述问题,对塔楼进行多遇地震性能分析、设防地震性能分析、罕遇地震弹塑性时程分析、楼板应力分析、转换节点有限元分析、穿层柱屈曲稳定分析。分析结果表明:多遇地震下结构的各项抗震性能指标均满足规范要求;构件配筋设计时采用多遇地震和设防地震包络值可满足设定的抗震性能目标;结构构件的弹塑性损伤、钢筋和钢材的塑性变形、构件的性能等级均在合理范围;不连续楼板可以可靠传递地震力、转换节点安全可靠、穿层柱的计算长度可以满足承载力要求。

关键词： 改良土   应力场   电阻率   承载比  

摘要： 为检测将水泥与干土的质量比为8%的水泥改良土作为重力式码头墙后回填物的承载力,基于无侧限抗压强度试验、抗剪强度试验、点荷载试验及承载比试验等室内试验,采用无损检测方法电阻率法,研究单应力场作用下,含水率分别为7.7%、9.7%、11.7%、13.7%、15.7%、17.7%、19.7%的水泥改良土试件的力学性能变化规律以及电场响应特性。试验结果表明:1)不同含水率下,试件电阻率均随荷载和位移的增大先迅速减小后趋缓;高含水率试件的初始电阻率较含水率低的试件小,含水率越大,试件最终位移越大。无侧限抗压强度与初始电阻率、破坏电阻率的相关性较高,可采用电阻率法评价水泥改良土的力学强度特性。2)在剪切试验中,不同含水率下水泥改良土试件的最大电阻率均随法向应力增大而减小,试件电阻率随剪切位移的增大而增大,抗剪强度随破坏电阻率的增大而减小,破坏电阻率随含水率的增大而减小,最大抗剪强度随含水率的增大而先增大后减小。3)在干湿循环下点荷载试验中,试件的单轴抗压强度随含水率的增大而先增大后减小,二者呈高斯函数关系;试件的电阻率随含水率的增大而减小,二者呈指数函数关系。在无侧限抗压强度试验中,试件的单轴抗压强度随电阻率的增大先增大后减小,二者呈二次抛物线关系。4)在承载比试验中,承载比随试件含水率的增大而先增大后减小,二者呈高斯函数关系;试件的电阻率随含水率的增大总体减小;承载比随试件电阻率的增大而先增大后减小,二者呈二次抛物线函数关系。

关键词： 地铁隧道   暗挖   地裂缝   模型试验   地表沉降   围岩   应力   数值模拟  

摘要： 地裂缝是一种特殊的城市地质灾害,对西安地铁工程施工安全与长期运营构造成了威胁。为了揭示地裂缝场地地铁隧道施工围岩扰动影响规律,以西安地铁6号线穿越地裂缝带为工程背景,采用几何比例尺为1∶20的物理模型试验,并结合数值模拟技术,研究了隧道穿越地裂缝带暗挖施工过程中的围岩响应特征。结果表明:地表沉降与围岩应力变化随开挖步长呈反“S”型,其发展大致分为微变形、急剧变形和稳定变形3个阶段;施工过程中,地表沉降与围岩应力的峰值均出现在地裂缝处,且随着与地裂缝距离的增大而减小,受地裂缝影响的范围为上盘20.1 m、下盘18.6 m;开挖方向决定了围岩应力与变形的大小,从地裂缝下盘至上盘开挖方式引起的地表沉降与围岩应力均要略小于从地裂缝上盘至下盘开挖方式;开挖过程中围岩在地裂缝处出现应力松弛,围岩应力增加最大值可达3.05 kPa(对应原型值为61 kPa)。

关键词： 下保护层开采   冲击地压   降载减冲   弹性能   应力场  

摘要： 为了评价下保护层开采的可行性以及其对深部高风险煤层的降载减冲效果,以华丰煤矿4煤、6煤开采的冲击地压防治为背景,对下保护层开采应力场及弹性能量释放规律开展研究,提出上下层工作面合理布局方式,并通过工程实践数据评价防冲效果。结果表明:4煤工作面应布置在6煤开采后形成的W形卸压区内,卸压范围为上保护角86°~95°,下保护角63°~65°;被保护的4煤大能量矿震比例、矿震能量和频次较之前下降显著,降低到原来的4%~21%,保护层开采降载减冲效果显著。

关键词： 构造裂缝   应力场   火山岩   构造期次   查干花次凹   松辽盆地  

摘要： 研究火山岩构造裂缝的特征和成因,预测其分布规律,对指导火山岩气藏勘探具有重要意义。本文以松辽盆地查干花次凹火石岭组火山岩为目标,综合利用构造演化、岩心、成像测井、岩石物理实验和断层等资料,分析构造裂缝特征,明确其形成期次,并建立工区的三维地质模型,运用Petrel软件的地应力模块开展应力场模拟。研究表明:构造裂缝主要形成于断陷期与反转期,断陷期裂缝倾角高,多数被充填,主要为无效缝,反转期裂缝倾角低,部分被充填,主要为有效缝,反转期裂缝切割断陷期裂缝。反转期最大主应力为水平主应力,方向近东西向,最大应力值为114.5 MPa;断陷期最大主应力为垂向主应力,最大水平主应力方向近南北向。应力场模拟结果表明,现今最大水平主应力方向大致为东西向,与区域性挤压应力方向一致,断陷期最大水平主应力方向大致为南北向,应力方向与断层走向基本一致;地应力受断层的影响发生偏向,在断层分布密集的区域应力方向杂乱,在断层分布稀疏的区域应力方向与主应力方向基本一致,在断层的端部出现明显的应力集中现象。综合研究认为现今最大水平主应力值较高的区域发育有效缝,能改善储层渗流条件,应优选应力值较高和应力方向基本一致的区域进行钻探。

关键词： 空腹式石拱桥   加固改造   结构受力   应力   有限元模型  

摘要： 以湖北省五峰土家族自治县五峰镇某空腹式石拱桥加固改造为工程背景,利用Midas Civil建立施工阶段有限元模型,对改造施工中主拱圈位移、应力计算分析,同时通过优化施工步骤,探究施工步骤对主拱圈结构受力的影响.结果表明,石拱桥改造施工过程中,最不利施工阶段为实腹段拱上侧墙拆除、拱上填料挖除,此时拱脚位置拉应力达到0.32 MPa;拱上侧墙、拱上填料在纵桥向分段施工将导致主拱圈产生超出块石砌体弯拉强度的拉应力,建议石拱桥腹拱、横墙段的拱上侧墙、拱上填料施工与实腹段的拱上侧墙、拱上填料施工同时进行,方可将主拱圈拉应力控制在块石砌体弯拉强度范围内.

关键词： 钢丝绳   应力分析   拉伸   破断力   有限元  

摘要： 1×7+IWS型钢丝绳结构广泛应用于起重机,文中采用有限元数值分析与实验研究相结合的方法,对其在轴向拉伸载荷下的力学行为进行了深入探讨。通过参数化建模构建钢丝绳的三维实体模型,进行了精细的有限元网格划分,并模拟了钢丝绳在不同载荷条件下的应力分布与变形特性。利用标准拉伸实验,获取了钢丝绳的拉力-位移曲线及断裂强度数据。仿真与实验结果对比表明:所建立的有限元模型能够精确预测钢丝绳的应力分布及屈服行为,与实验所得的断裂强度的最大误差为7.38%,平均误差为3.86%,进一步验证了该有限元模型的准确性与可靠性。

关键词： 热塑性复合材料   磁-热-力耦合仿真   温度场   应力场   磁场   感应焊接  

摘要： 碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic composite,CFRTP)凭借其比强度高、韧性强、可焊接,被广泛应用于航空航天领域;感应焊接是其构件制造的关键工艺,然而,感应焊接过程中多场高度复杂耦合,其演化及分布特征尚不明晰,制约了构件的高效高质量生产。本研究通过耦合求解麦克斯韦方程组、傅里叶传热方程及弹塑性本构方程,构建CFRTP蒙皮桁条构件感应焊接过程磁-热-力耦合仿真模型,研究焊接过程磁、热及力的分布与演化特征。结果表明:在交变电磁场作用下,构件边缘区域磁场强度达1.45mT,模拟所得磁场、温度场与应力场均存在显著边缘效应,焊接过程界面温度可超500℃,该现象与高频涡流引起的趋肤效应密切相关;焊接过程中蒙皮底部两侧存在非对称、近半椭圆状的高温区域,且靠近立桁区域的温度显著高于远离立桁区域的温度;当电流频率从150 kHz增加至250 kHz,焊件上应力最大值从637 MPa增加至778 MPa,焊接界面处的非对称应力集中区域不断扩大;焊接过程温度场及焊后应力测量结果与模拟结果高度吻合,这有效验证所构建模型的准确性和适用性,本研究为CFRTP复杂构件感应焊接的工艺优化与质量控制提供了理论支撑。

关键词： 双接头结构   焊缝   数值模拟   温度场   应力场   形变分析  

摘要： 由于管座独特的结构特点,在焊接过程中存在应力集中现象,并且作为接头承受双重焊接应力。基于Simufact Welding专业焊接软件,对管座两端的马鞍形焊缝和环形焊缝的完整焊接过程进行了数值模拟和试验验证。通过对优化后的焊接工艺和层间温度对多层多道焊接结构进行了温度场、应力场和形变分析。结果表明,管座双接头结构的最高温度集中在管座区域,且两种焊缝之间的热影响区会相互影响。同时管座环形焊缝处的残余应力通过管座向马鞍形焊缝传递。相对于单一的马鞍形焊缝,双接头结构马鞍形焊缝的残余应力明显较低,从而间接提高了管座双接头结构焊缝整体结构的焊接质量。

关键词： 地热能   地源热泵   应力场   温度场   本构关系   温控试验  

摘要： 随着可再生能源和地源热泵技术的不断发展,浅层地热能的开发逐渐成为学者们重点研究的课题之一,但其理论研究远远落后于工程应用,尤其是土体在应力场和温度场复杂耦合作用下的力学机理研究尚不成熟。对于砂土、黏土、粉土等单一土体,学者们从温控试验和本构理论两方面展开研究,取得了一系列成果,对土体的热力学特性有一定认识。为了更全面深入地认识土体的热力学特性,使热本构模型在能源工程中更贴合实际地进行推广和应用,首先概述土体热力学性质的试验研究现状,随后,重点综述基于不同理论框架建立的土体热力学本构关系研究进展和现状,阐述热力学本构关系在实际工程中的应用,最后,针对目前存在的问题,提出进一步研究的建议,讨论并展望土体热力学本构关系的研究发展趋势。