基于循环孔洞扩张模型的X型圆管节点超低周疲劳寿命预测

海洋工程钢结构在服役过程中,受风、浪、流或地震等极端循环载荷的影响,易发生超低周疲劳断裂破坏,造成人员伤亡及财产损失,因此超低周疲劳断裂分析及寿命预测对于海工结构安全性评估至关重要。然而,现阶段基于累积损伤理论提出的多种超低周疲劳寿命预测模型无法对多尺度节点实现统一预测,造成了实际工程应用的不便。因此文中基于循环孔洞扩张模型开展X型圆管节点超低周疲劳寿命预测。首先,开发了基于循环孔洞扩张模型的VUSDFLD程序,实现ABAQUS与FORTRAN子程序联合应用,利用有限元分析验证循环孔洞扩张模型在X型圆管节点超低周疲劳断裂分析中的有效性;其次,根据多组X型圆管节点超低周疲劳断裂有限元分析结果,在宏观层面提出了一种基于Manson-Coffin公式的超低周疲劳寿命预测公式;最后,依据Miner理论,将适用于等幅加载的超低周疲劳寿命公式扩展至变幅加载情况,验证了多种节点尺寸下超低周疲劳公式的适用性,为工程应用提供了理论依据。     

循环荷载下重塑弱膨胀土滞回曲线形态特征定量研究

以重塑弱膨胀土为研究对象,利用GDS动静态真三轴仪采用分级、单级加载方式对土体进行循环动荷载试验,研究不同围压、频率、固结应力比下土体滞回曲线演化规律。采用滞回曲线形态特征(包围的面积S、长轴斜率k、相邻滞回曲线中心间距d及不闭合程度ε_p)对土体滞回曲线进行定量描述。试验结果表明:膨胀土滞回曲线的S、d、ε_p随动应力幅值增大呈非线性增大,随围压、频率、固结应力比的增大而减小;k随动应力幅值的增大呈对数关系衰减,随围压、频率、固结应力比的增加而增大;单级循环荷载下膨胀土滞回曲线ε_p、d、S均随振次的增加呈非线性衰减,出现循环蠕变现象,分级加载历史对膨胀土滞回曲线的影响较小。     

统计地震学在地震危险性概率预测方法研究中的应用与讨论

地震是给人民生命财产造成重大威胁的自然灾害之一,地震预测是推动现代地震学学科建设与发展的原动力.在地震的确定性预测迄今仍面临诸多困难的情况下,寻找地震发生的时空统计特征,构建地震危险性统计预测模型成为了评估地震风险并应用于城市与生命线工程等抗震规划设计实际需求的重要途径.21世纪以来,以2008年汶川8级地震为代表的系...     

浸水-循环加卸载条件下压实膨胀岩的变形特征

膨胀岩的体积变形具有明显的水-力路径效应,为了研究浸水-循环加卸载条件下压实膨胀岩的变形特征,以延吉膨胀岩为研究对象,开展了不同初始含水率试样的一维膨胀-循环压缩试验。根据试样浸水膨胀后的压缩-回弹曲线,确定了压缩指数、回弹指数以及二者之差,并引入累积总变形率和累积残余变形率的概念来表征其在循环加卸载条件下的变形特征。结果表明:膨胀率与初始含水率具有显著的线性负相关关系;随着循环次数增加,加、卸载曲线越来越平缓,卸载-再加载滞回环面积逐渐减小,试样的压缩指数、回弹指数以及二者之差均呈逐渐减小的趋势,单次循环产生的总变形和残余变形逐渐减小,累积总变形和累积残余变形先增加后逐渐趋于稳定;初始含水率越小的试样,压缩指数和回弹指数越大,累积总变形和累积残余变形越大;循环加卸载过程对不同初始含水率试样的力学性质有强化和同化作用。     

考虑形貌特征和级配影响的钙质砂压缩破碎力学特性研究

针对岛礁大型构筑物修建过程中由于高应力而导致作为地基材料的钙质砂发生破碎,进而引发地基沉降变形问题。本文采用高压固结仪对钙质砂开展了一系列终止压力为16 MPa的侧限压缩试验,研究了高应力水平下钙质砂的压缩破碎特性。同时基于显微图像采集和处理技术对钙质砂颗粒的形状参数(圆度和完整度)进行了定量化表征,研究了钙质砂的形状分布规律。最终分别探讨了级配特征(如平均粒径、不均匀系数)、形貌特征等因素对钙质砂压缩和破碎特性的影响。结果表明:随着平均粒径的增大,钙质砂颗粒的形状不规则程度逐渐增加,其棱角也越发育。随着竖向应力的增大,在e-logp平面内,不同粒径钙质砂的压缩曲线逐渐会聚并相交于一条直线,初始粒径对其压缩特性的影响逐渐减小以致消失。而不同级配钙质砂的压缩曲线也发生会聚,但未相交于一条直线。当试样的不均匀系数(C_u)相近时,其压缩破碎量随着平均粒径(d₅₀)的增大而逐渐增加,当试样的d₅₀相近时,其压缩破碎量随着C_u增大而逐渐减小。上述研究成果将对南海岛礁大型工程建设提供重要科学依据。     

黄土山区煤层群分层开采地表位移规律分析

为了研究黄土山区地形对煤层群开采地表位移的影响,以榆林某矿为地质原型,利用数值软件模拟地表为近水平、正坡、负坡、凸面和凹面五种地形条件下煤层群开采。结果表明:黄土山区地形的变化,对煤层群开采顶板垂直应力影响不明显,对地表位移影响较大;单向坡开采,斜坡滑移引起的下沉量在坡顶与开采沉陷量形成“叠加”,在坡底形成“抵消”;在组合坡中,煤层群开采地表位移量相差很大,说明在变坡点附近地表位移较为复杂。     

基于多元分析的地铁车站深基坑形变规律研究

鉴于深基坑变形监测中观测数据相互关联影响,结合地下管线与桩体位移等形变数据,将多元线性回归模型与灰色模型GM(1,N)应用于深基坑形变数据预测。本文根据深基坑监测基础数据进行多种形变数据的规律性分析;应用两种分析模型预测了五种基坑形变数据,将预测结果与实测值进行对比分析。结果表明,基坑监测设计合理,开挖期间形变不大、较稳定;比较两种模型,随时间生成动态参数的GM(1,N)模型具有更小的残差,能较好地预测基坑变形规律,可以用于相关项目的实施与数据分析。     

中国锂矿的多旋回深循环内外生一体化成矿理论及其找矿应用

中国锂资源的分布具有卤水型与硬岩型相伴相随、若即若离的特点。“多旋回深循环内外生一体化”成锂理论,在多年三稀金属矿产找矿实践和理论研究的基础上不断丰富完善。中国锂矿的形成与“多旋回”构造运动密切相关,从前寒武纪到新生代均有成矿潜力,可构成一个完整的多旋回成矿谱系。锂的“深循环”,一是锂深度参与成岩成矿的物质循环;二是需要一个“圈闭”的构造背景将锂“捕获”以避免其过度分散,锂从开始加入到岩浆与最终定位的深度之差,是硬岩型锂矿成矿的关键之一,压差越大越有利于伟晶岩型锂矿的形成。大量锂矿实例显示锂的物质循环是“内外生一体化”的统一过程,高海拔地区(山上)的含锂地质体(花岗岩类甚至直接就是含锂矿床)经风化剥蚀之后,可能成为沉积型锂矿的物质来源之一;而富含锂的沉积岩经过埋藏、变质、深熔也可以形成含锂的岩浆岩、伟晶岩。我国西部塔里木盆地、四川盆地、扎布耶盆地及东部的江汉盆地、吉泰盆地、周田盆地等大小不一的盆地均含锂,而其周边造山带中也不同程度发育硬岩型锂矿,这就为区域找矿指明了方向。“多旋回深循环内外生一体化”成锂理论是三稀矿产成矿理论的重要组成部分,为我国锂矿找矿工作提供了指导和借鉴,在甲基卡、可尔因、阿尔金、幕阜山等锂矿矿集区的找矿实践中发挥了积极作用。     

地幔不均一性与地幔循环的多维表征和原因思考

地幔早先经核- 幔- 壳分异形成,后受不同尺度对流和循环的影响,因而具有不均一性特征。近三十年来,地幔化学通过研究大洋玄武岩发现了多样地幔端元和非放射性同位素证据并证明了地幔不均一性,逐渐建全了地幔地球化学体系。然而,地幔不均一性如何对应于时空尺度的地幔循环,以及地球演化如何影响地幔不均一性等,仍不清楚。此外,地球物理研究显示,岩石圈厚度差异、中下地幔的波速异常体以及俯冲板片形态的观测为纵横向对流系统提供了空间不均一性证据支持。联合地球化学和地球物理手段对研究地幔不均一性至关重要,用好透视地幔成分与结构的“双目镜”已成为共识。本文从地幔不均一性结合地球化学场、地球物理的不同表现形式,以及现今及历史时期的洋陆格局的对比,多维度联系地幔循环和演化,思考了超大陆旋回与地幔不均一化的内在逻辑。强调了从全球演化角度看地幔不均一性的重要性和提出多手段联合建立地幔循环驱动模型的展望。     

基于桩基静载试验的地基附加应力分布规律研究

在桩基静载试验中,荷载通过压重平台支墩支撑于地基,由千斤顶分级转移至试桩,堆置的荷载引起基准桩下地基内部产生附加应力,附加应力的增减引发地基土层的压缩、回弹变形,造成基准桩相对于试桩产生升降位移,对桩基静载试验产生影响。为研究地基变形对静载试验结果的影响程度,本文对压重平台下地基不同位置、不同深度的附加应力量值进行计算,对其分布规律进行分析研究。