国家自然科学基金(50679034)
- 作品数：12 被引量：131H指数：6
- 相关作者：张建民张嘎侯文峻冯大阔程嵩更多>>
- 相关机构：清华大学中国水电工程顾问集团公司北京航空航天大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程理学一般工业技术更多>>
- 面板堆石坝面板竖缝特性对面板应力变形影响分析被引量：8
- 2009年
- 采用三维有限元方法,研究了面板竖缝特性对面板堆石坝中面板应力变形的影响。基于类似子结构法概念,建立了精细模拟面板及其分缝特性的三维有限元分析方法。针对马来西亚巴贡面板堆石坝,计算了多种面板竖缝宽度和填料的方案,得到坝体和面板的应力变形。计算结果表明,面板竖缝几何尺寸和填料特性对面板的挠度、顺坡向应力、水平向压应力和周边缝张合变形影响不大,而对面板的水平向拉应力和竖缝压缩量影响很大;面板竖缝填料变软和宽度增大均会导致面板的水平向压应力减小,而竖缝压缩量明显增大;采用软木作为填充材料较之填充硬木,可以大约降低一半的压应力;面板竖缝宽度及其填料特性对同期填筑的面板、特别是邻近的面板水平向压应力影响较大。
- 胡耘张嘎程嵩张建民
- 关键词：面板堆石坝有限元法竖缝接触面
- 紫坪铺大坝坝顶护栏震损情况及启示被引量：2
- 2009年
- 汶川地震中紫坪铺面板堆石坝经受了强震的考验,地震导致坝顶护栏发生了严重破坏,其破坏具有一定规律性。本文对坝顶护栏混凝土柱的震损情况进行了统计和分析,发现几乎所有震坏倒塌的混凝土柱均是从根部发生断裂,其倒塌方向基本垂直于坝轴线,且成规律性的向上游或者下游倒塌。文中分析了混凝土柱倒塌规律的可能原因,指出坝顶护栏混凝土柱的震损情况可以为今后深入研究该堆石坝的地震波输入及震动响应规律性提供一些参考依据和启示。
- 王富强张建民马立秋张雷
- 关键词：水工结构汶川地震
- 粗粒土与结构接触面三维本构关系及数值模型被引量：29
- 2007年
- 基于试验结果,探讨了粗粒土与结构接触面的三维力学特性,该接触面在三维剪切时两个方向上的剪应力-应变关系表现出较强的耦合特性,但其主剪应变的大小只与主剪应力的大小有关。基于提出的接触面弹塑性损伤理论,建立了描述三维条件下接触面力学特性的本构模型及其数值格式。编制了有关程序,采用该模型对接触面的力学响应进行了预测。预测结果表明,建立的接触面三维本构关系及数值模型是合理和可行的,能够较好地反映包括剪切耦合特性在内的接触面主要力学特性。
- 张嘎张建民
- 关键词：接触面本构关系有限元法
- 应力主轴旋转对波浪作用下堤防变形的影响分析被引量：6
- 2009年
- 波浪荷载作用下堤防中将发生明显的应力主轴旋转。该文基于考虑应力主轴循环旋转效应的砂土弹塑性本构模型,实现了该本构模型的数值算法并嵌入到大型通用有限元计算程序MSC.Marc。对某概化堤防在波浪荷载作用下的变形进行的有限元分析结果表明:在波浪荷载作用下,向波浪荷载作用一侧的水平方向变形和向地基底面沉降的竖向位移是堤防的主要变形趋势;同时相比不考虑应力主轴旋转,考虑应力主轴旋转将对堤防的变形产生以下影响:1)增大水平位移和竖向位移的最大值;2)扩大变形的区域;3)影响变形的分布。在工程中若不考虑实际发生的应力主轴旋转将导致偏于危险的设计。
- 童朝霞张建民张嘎
- 关键词：波浪荷载有限元分析本构模型
- 饱和剪胀性砂土液化后流滑现象与机理被引量：6
- 2010年
- 基于完全不排水试验的已有研究结果表明,只有在饱和松砂中才可能发生流滑现象,较密实的饱和剪胀性砂土在初始液化后的不排水循环或单调剪切作用条件下,则会呈现出所谓往返活动性或抗剪强度恢复现象。然而,实际土工抗震边值问题中的饱和砂土在许多情况下并不能够被视为处于完全不排水条件,可能由于土性和变形等因素的不同而处于剪切排水甚至剪切吸水条件。通过对饱和砂土液化后常剪切吸水率试验结果的分析指出,剪切吸水条件可能导致剪胀性砂土的抗剪能力显著降低、甚至发生流滑现象。基于可逆性与不可逆性剪切体应变的概念以及3种体应变分量变化的特性规律,推导出剪切吸水条件下的体变约束条件。不同排水条件下的体变约束条件决定了剪胀性砂土应力-应变响应的不同变化,当满足自由吸水剪切条件时饱和砂土会出现具有流动特征的大变形;当满足强制吸水剪切条件时会发生具有非稳定特征的流滑现象。
- 张建民王富强
- 关键词：排水条件
- 面板堆石坝设置挤压墙以及面板与挤压墙间填料特性的影响分析被引量：4
- 2009年
- 该文研究了混凝土面板堆石坝挤压墙以及其与面板接触面设置不同填料时对大坝应力变形的影响规律。应用三维有限元分析方法,对堆石料与土和结构接触面,分别采用沈珠江双屈服面弹塑性模型和清华弹塑性损伤模型,计算了面板与挤压墙之间采用不同填料时大坝的应力变形。结果表明:面板与挤压墙之间的不同填料对坝体变形应力的影响很小;采用挤压墙施工方法有助于减小面板的拉应力,并不会导致面板应力明显恶化;面板与挤压墙之间设置乳化沥青等填料有利于减小面板的应力;不同填料对面板应力的影响有较大差异,但基本分布规律是一致的。
- 程嵩张嘎张建民
- 关键词：面板堆石坝接触面挤压墙有限单元法应力变形
- 面板堆石坝挤压式边墙与面板接触面力学特性研究被引量：4
- 2008年
- 采用试验方法研究了不同的挤压式边墙表面处理措施对挤压式边墙与面板接触面力学特性的影响规律。针对挤压墙表面的不同措施进行了大型接触面剪切试验,测量了接触面的应力应变关系,分析了主要影响因素。结果表明:采用填料可以减小接触面的峰值剪应力,其中乳化沥青、乳化沥青与砂聚合物、PE膜的效果接近,沥青油毡的减小摩擦效果更为显著。不采用填料或者采用乳化沥青、乳化沥青与砂聚合物、沥青油毡等填料时,接触面的力学特性都表现出类似于理想弹塑性的特性,采用PE膜填料的接触面表现出较明显的应变软化。Clough-Duncan模型能较好地模拟接触面的起始剪切段,但当剪应力较大并接近峰值时模型预测与试验结果表现出一定差距。建议了一个模拟该类接触面主要力学特性的修正理想弹塑性模型,其参数少且易于确定,模型的模拟结果与试验结果也较为符合。
- 侯文峻张嘎张建民
- 关键词：接触面剪切试验本构模型面板堆石坝挤压式边墙乳化沥青
- 大型三维土与结构接触面试验机的研制与应用被引量：47
- 2008年
- 已有的土与结构接触面试验研究集中在二维加载条件下的接触面力学特性,而实际工程中接触面的受载条件大多为三维的,即接触面的剪应力方向在剪切过程中是不断变化的。针对粗粒土与较粗糙结构面的大型三维接触面的试验手段目前较为缺乏,自主设计研制了一台用于土与结构接触面特性试测的大型三维加载试验机。该试验机具有高加载能力,提供大试样截面,能够进行较大粒径土体与较粗糙接触面在较大应力变化范围内的单调和循环加载试验;采用液压伺服控制系统,法向可提供应力、常位移、常刚度等边界条件;切向两个方向均可按应力或位移控制,能够实现接触面上单向往返、十字、圆形、椭圆等不同的任意设定的加载路径。试验表明,该试验机能够很好地再现粗粒土与结构接触面在上述的复杂加载条件下的力学响应,为接触面的三维力学特性的研究提供了基础。
- 张建民侯文峻张嘎冯大阔
- 关键词：接触面粗粒土试验仪器力学特性
- 采用挤压式边墙结构的面板堆石坝的动力反应分析被引量：6
- 2008年
- 本文通过数值模拟方法研究采用挤压式边墙结构的面板堆石坝的地震动力反应;选取沈珠江等效粘弹性动力模型及其残余变形模式模拟坝料的动力特性,通过挤压式边墙概化数值模型描述挤压式边墙结构的静动力特性,对高烈度条件下采用挤压式边墙结构的公伯峡面板堆石坝进行了地震动力反应分析;计算了这一采用新型结构的大坝的坝体和面板的动力响应,包括坝体的动变形和残余变形、面板的应力变形和周边缝变位情况等。
- 侯文峻张建民张嘎
- 关键词：水工结构动力反应面板堆石坝挤压式边墙接触面
- 挤压墙工法对面板堆石坝应力变形影响规律研究被引量：2
- 2009年
- 利用三维有限元数值模拟方法,分析了采用挤压墙的面板堆石坝的应力变形规律。与不采用挤压墙和采用半挤压墙型式的方案进行比较,研究了挤压墙的存在及其型式对于面板堆石坝应力变形响应的影响。计算结果表明,挤压墙的存在及其型式对于坝体的应力变形以及面板挠度变形影响较小;对面板的应力分布情况有一定影响,但不会对面板安全性产生明显影响;挤压墙的存在有利于减小周边缝的沉陷变位。
- 侯文峻张嘎张建民
- 关键词：面板堆石坝挤压墙接触面
