黄河李家峡典型岩坡变形破坏的水效应研究

黄河上游李家峡段高陡岩坡变形破坏受多种因素控制, 其中水的影响十分明显, 主要包括水的静态效应和动态效应两方面。本文从地下水的软化作用、库岸水压力或静水压力、孔隙水压力, 以及河流冲蚀、边岸再造、降雨引起的动水压力作用和水库泄水引起的动水压力作用等方面, 结合数值模拟手段分别研究了它们对岩坡变形破坏的影响程度和方式。     

模拟岩石压剪状态下主次裂纹萌生开裂的扩展有限元法

压剪应力状态下,岩石类材料中常见两类裂纹：翼型张拉裂纹和次生压剪裂纹。基于扩展有限元方法（XFEM）,提出了模拟压剪裂纹面作用机制的扩展有限元位移增强方案,并给出了扩展有限元法分叉裂纹处理方法,分别用最大周向拉应力准则和Mohr-Coulomb准则判断张拉裂纹和压剪裂纹的萌生和扩展。基于Matlab平台编写了数值计算程序Betaxfem 2D,通过两个算例对所提方案进行了验证,所得结果与有限元法（FEM）计算结果吻合很好。模拟了单轴压缩载荷下含预制闭合裂纹试件的裂纹分叉、扩展过程,与试验结果的对比表明,所提方案可以模拟和预测岩石类材料张拉、压剪交互分叉裂纹的萌生和扩展行为。     

考虑层理影响页岩巴西劈裂及声发射试验研究

基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验,利用高速摄像系统和声发射系统,对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段;（2）页岩抗拉强度、劈裂模量和应力峰值时变形的各向异性特征明显,层理角度 30°时,层理效应最为明显, 90°时影响最小;（3） 0°和 15°时试样的裂纹破坏面基本是沿着层理面, 30°时裂纹面交切层理面,与加载基线面重合, 45°～90°的各试样的断裂面呈不同程度的偏离加载基线面,为弧面或曲面;（4） 30°和 45°为破坏机制转化角,其中 30°为沿着层理面压致性张拉开裂转化为交切层理面开裂的转化角, 45°为交切层理面开裂转化为交切层理面且沿着层理面不同程度的剪切滑移开裂的转化角;（5）声发射活动性和能量释放随层理角度的增加而加强,主要因为受层理角度的影响,其破坏机制不同,这也进一步验证了页岩随层理角度的变化,其破坏机制的各向异性。能率峰值与抗拉强度具有很好的线性关系,表明声发射能率峰值能很好地反映岩石抗拉伸破坏的程度。     

用应变模态技术诊断梁结构的损伤

重点研究损伤对应变模态影响规律及其灵敏程度.根据计算结果,损伤处附近发生突变,损伤30%时突变区为梁长的12.5%.应变模态对非节点损伤非常敏感,应变模态也有明显改变,尤其是跨中损伤第1阶、四分之一跨损伤第3和第2阶.跨中损伤时,1阶应变模态除突变区外大多数应变几乎呈均匀下降趋势.四分之一跨损伤30%时,3阶应变模态第1峰值区及2阶模态第1、第2峰值区应变振型值下降至58.6%、71.9%及84.2%.所以,可利用应变模态的敏感性确定损伤位置和程度.     

裂纹扩展过程的动态仿真技术

岩石断裂力学在岩土工程领域应用越来越广泛,其数值模拟技术是研究的主要方向之一,也是制约断裂力学发展的瓶颈。基于扩展有限元思想,依托ABAQUS用户子单元二次开发技术,引入Heaviside函数模拟不连续位移场,采用裂尖 逼近函数模拟裂尖位移场,通过J积分求解裂尖的应力强度因子（SIF）,最后采用最大周向应力准则,预测裂纹扩展方向,实现了裂纹动态演化过程的扩展有限元数值模拟。通过3个经典断裂力学模型,对比了计算值与理论值,验证了所开发程序的适用性和有效性     

Effect of Band Width on Fatigue Life under Random Stress Response

A fatigue life estimation method for offshore structures under random stress response is studied in this paper. The method of broad band cumulative frequency number is used to determine the effect of band width of stress frequency spectra on fatigue. A formula of correction factor for fatigue under broad band stress spectra is suggested and compared with that given by P. H. Wirsching.     

基于VC++的梁式桥震害评估软件

震后桥梁结构震害快速评估能够为地震应急救援提供重要参考信息,对减灾工作具有重要价值。为了快速准确地评估遭受地震影响梁式桥的破坏状态,使梁式桥震害评估方法在地震应急中发挥更大作用,基于统计回归模型、神经网络模型和推断模型等三种梁式桥震害评估模型,采用VC++6.0及Access2003数据库软件开发了有关评估软件,并以桥梁震害资料为算例验证了软件的可靠性。     

美国海岸带自然资源与生态损害评估及修复工作对中国的启示

海岸带是位于海陆结合部的复杂环境系统,是人类活动最集中的地区。中国大陆海岸线约18000km,涉及沿海11个省,由于经济社会高速发展,海岸带地区的人口、资源、环境矛盾日益突出,面临海岸带资源无序开发、水土污染、滨海湿地退化、海岸侵蚀、地面沉降等一系列生态环境与灾害地质问题,已成为影响生态文明建设的主要问题之一。因此中国持续加大海岸带生态环境保护力度,并提出实施重要生态系统保护和修复重大工程、强化湿地保护和修复等政策措施。美国国家海洋和大气管理局主导的海岸带损害评估及修复计划已实施了近30年,并取得了显著效果,其完善的法律制度体系、规范的损害评估和修复程序、数据集成管理和共享应用等成功经验值得学习借鉴。建议加快完善中国海岸带生态环境损害评估与修复的技术方法体系和制度体系、有序开展海岸带自然资源和生态环境调查、加强海岸带及滨海湿地等重要生态系统的演化和修复技术研究与示范,并构建统一的海岸带基础调查数据库、建立海岸带监测预警体系。     

基于时域相关分析的结构损伤指数

阐述了一种基于时域相关分析的结构损伤指数,并进行了该指数的实验研究,目的是探讨一种对损伤敏感的损伤识别方法。试验模型为具有4根柱子的2层钢框架,模型通过底部4根桩埋在土壤里。在底层柱顶端设置缺口代表损伤,设计了2种损伤,有限元数值模拟分析得到的基频变化率分别为0.42%和0.94%。采用激振器对底板进行正弦激励,激励频率为25Hz。利用顶板和中板响应计算该损伤指数,绘制了损伤指数及其变化率与结构损伤程度的关系曲线。结果显示,该指数对损伤敏感,具有进行损伤判定与标定的潜力。     

基于时变地震损伤模型的多龄期钢框架结构易损性分析

基于时变地震损伤模型提出酸性大气环境作用下多龄期钢框架结构概率地震易损性分析的方法及步骤;考虑服役龄期对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立时变概率地震需求模型、时变概率抗震能力模型及时变易损性模型;在概率地震需求分析及概率抗震能力分析的基础上,得到多龄期(20年、30年、40年、50年)钢框架结构的易损性模型及易损性曲线。