改性粘土矿物在橡胶中的应用

改性矿物取代部分炭黑做橡胶填料的研究是目前国内外材料及化工领域为活跃的科研课题，粘土矿物结构独特，有较高的化学反应活性，具有吸附某些离子并把这些离子保护于交换状态的性能，这些性能特点使粘土矿物经表面改性填充于橡胶成为可能，粘土矿物填料的研究主要包括粘土矿物的结构特点，在橡胶中的作用，典型的粘土矿物寺料的性能特点，尤其是针对不同的橡胶体系和性能要求，选取适当的改性剂及改性处理方法及增大填料的填充量等问题，这方面研究的进展对我国矿产资源的开发利用及橡胶工业的发展有着重要意义。     

寒区环境温度对板式橡胶支座连续梁桥地震易损性影响研究

针对现行规范对寒区桥梁减隔震设计中仅考虑橡胶支座力学特性受环境温度作用影响,而忽略桥墩混凝土材料特性受温度影响的不足,以高寒地区一座两联3×30 m混凝土连续梁桥为背景,开展不同环境温度下桥墩混凝土材料抗压性能试验,确定温度对其力学参数的影响,基于试验结果对不同环境温度下的桥墩混凝土力学参数进行修正,从而建立不同环境温度下的全桥精细化非线性有限元模型,并基于增量动力分析(IDA)法探究不同环境温度下该桥的地震易损性。结果表明:极端温度引起桥墩混凝土材料参数和支座刚度的改变,使得该桥自振频率随着温度的升高而降低;地震作用下,极端低温时桥墩墩顶位移较常温增大了26.8%,而极端高温时支座位移增大了19.4%;根据现行规范计算的极端低温时支座和桥梁系统的损伤概率偏小,极端高温时结构和构件的损伤概率偏大,在设计中应予以重视;极端低温下桥墩、支座及桥梁系统的损伤概率,较常温分别增大45.0%、35.2%和27.5%,对于高寒地区该类桥梁设计时需考虑低温对其抗震性能的影响。     

橡胶座非线性弹性回转剪切特性的理论和试验研究

本文系统地研究分析了橡胶隔震支座(以下简称为橡胶座)回转、剪切相关的基础理论,提出了能够反映剪切应变特性的非线性回转刚度等概念。基于非线性回转刚度与Haringx弹性体计算模型,给出了计算橡胶座回转、压缩、剪切特性的计算理论。针对回转剪切计算理论采用天然橡胶和铅芯橡胶座原型试件进行了回转刚度试验,以及变动回转、变动压力等状态的剪切试验,结果表明建立的计算理论能够较理想地分析橡胶座回转剪切相关的力和弯矩等力学特性。     

高墩大跨度铁路简支钢桁梁桥的减震性能分析

采用时程分析方法,研究了具有减隔震支座的铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥的减震性能,探讨减隔震技术在高墩桥梁中的适用性.通过数值分析研究了采用铅芯橡胶支座、盆式橡胶支座和双曲面支座时的减震效果.计算结果表明,在铁路高墩大跨度简支钢桁梁桥上使用减隔震支座具有一定的减震效果.     

场地条件对桥梁减震设计效果的影响

采用大型有限元程序ANSYS对实桥进行建模,利用时程分析方法,考虑不同场地土、地震动输入、剪切波速等因素的影响,计算分析了桥梁结构使用铅销橡胶支座时,其地震反应值减震率的变化规律,提出了采用铅销橡胶支座进行桥梁减震设计的应用范围.研究结果表明,对于Ⅰ、Ⅱ类场地土,安装有铅销橡胶支座的减震设计桥梁具有良好的减震效果;对于Ⅲ、Ⅳ类场地土,采用相同设计方法的桥梁其减震效果不断降低,尤其当剪切波速小于140m/s后,使用铅销橡胶支座的减震桥梁已达不到减震的设计要求,应采取其他方法来降低桥梁结构的地震反应.     

隔震支座非线性特性的数值模拟

对隔震支座进行精细的数值仿真是准确模拟隔震支座力学特性的基础。在确定天然橡胶本构模型参数的基础上,采用有限元软件建立了不同形状系数的隔震支座模型,并对支座施加竖向荷载和水平循环往复位移荷载情形进行了动力特性分析。分析结果表明,铅芯橡胶隔震支座的水平刚度随轴压应力的增大而降低,但是变化幅度不大,而水平刚度随第一、第二形状系数的增大而提高。结果还表明隔震支座的力学特性可以采用数值方法进行准确模拟。     

LRB隔震储罐地震反应的双向耦合效应

建立了双向地震作用下LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型,对单向和双向地震作用下隔震储罐的地震反应和隔震支座的力学性能进行了对比研究。提出了衡量双向耦合效应影响的评价指标,分析了不同类型场地上隔震储罐地震反应的双向耦合效应影响规律。研究表明,双向耦合效应使支座滞回曲线变得不规则,呈现出粘滞特性。双向耦合效应不会引起隔震储罐基底剪力、弯矩、晃动波高的明显增大,但忽视双向耦合效应会严重低估支座位移,尤其是在II类和IV类场地上更为明显。因此在LRB隔震储罐双向地震反应分析时,不能简单选取两个单向地震作用下响应的组合值作为地震响应值,必须考虑双向耦合效应的影响。     

一种大型循环单剪试验装置研究

循环单剪试验被认为是研究地震场地中土体动力特性最合适的方法。为减小尺寸效应影响及解决工程中广泛存在的加筋土及粗颗粒土动力特性测试问题,研究大尺寸循环单剪试验方法具有重要意义。基于此,介绍了一种大型循环单剪试验装置,采用竖向线性滑动轨道约束上加载板和采用水平滑动轨道约束下加载板,确保前者仅发生竖向平动,后者仅发生水平平动,采用层叠的、带层间橡胶膜、分离式4点支撑的钢筋环构成的柔性剪切箱为试验提供侧向边界约束,确保了对单剪土样加载边界条件的真实模拟。针对土工格室加筋橡胶砂的测试结果表明：大型循环单剪试验装置得到的土动应力-动应变关系较好地反映了土在循环荷载作用下的滞回性、非线性和棘轮特性,大型循环单剪试验装置得到的 - 和 - 曲线变化规律与常规尺寸试验基本一致,证明其具有可行性;大尺寸试验得到的动剪模量特性与常规尺寸试验之间的差异,与单剪试验尺寸效应结论相符;试验中阻尼比特性受尺寸效应影响的规律性不明显。