混凝土材料经历三向受压荷载历史后抗拉强度劣化的研究

基于连续介质损伤力学，以侧向应力和最大竖向应变二者的组合来表征混凝土所经历过的荷载历史，以抗拉强度的劣化和超声波速的降低来表征混凝土的损伤，对10cm×10cm×10cm的立方体试件进行了损伤试验，研究了单调荷载历史、循环荷载历史、不同围压条件下损伤发生、发展的一些规律。根据试验结果拟合得到损伤的演化方程，分析了影响损伤发展的主要因素，阐述了其原因。可以看出用抗拉强度的劣化以及超声波速的降低来估测混凝土的损伤是可行的。     

核电工程结构抗震设计研究综述(Ⅰ)

2011年3月日本大地震所造成的福岛第一核电站事故给核电工程结构的抗震设计提出了新的挑战。阐述了核电结构抗震设计的基本原则和防护要求,并以日本、美国、中国等国家核电工程为例,介绍了各国的抗震设防标准、设计工况,对各国核电抗震设计规范标准作了对比分析。同时,以水电工程大坝设计为例,介绍了考虑地震发生概率及大坝易损性的大坝地震风险计算方法,以期应用于核电工程抗震设计中。     

混凝土的一种非相关流塑性本构模型

通过实验认识混凝土的三个特性，(1)初始屈服强度为零；(2)三向等压条件下应变和塑性应变均与应力呈线性关系；(3)有扩容出现时应力-应变曲线将进入下降段，但有下降段出现不一定出现扩容。以此为基础，采用半经验半理论的方法建立了混凝土的非相关流塑性本构模型。模型能够保证在单调加载下应力-应变曲线是光滑的，在峰值点处严格遵守Willam-Warnke三参数强度准则，在下降段有稳定的变化趋势，并能描述体积压缩和扩容现象。     

比例边界有限元分析侧边界上施加不连续荷载的问题

比例边界有限元方法是一种半解析的数值计算方法。与边界元一样,比例边界有限元可以将求解问题的维度降低一维。由于比例边界有限元对通过相似中心的侧面边界不进行离散,在实际计算时,作用在侧面边界上的荷载分布需用径向坐标的幂函数进行逼近。然而当指定的侧面边界荷载不连续时,就不可以按照这种形式近似表达。这时就需要在不连续点处划分为较多的多边形单元,从而导致前处理中的网格划分十分复杂。本文对比例边界有限元侧面边界上作用不连续荷载的情况提出了一种简便、有效的处理方法。当侧边界荷载分布改变时无需调整网格划分,使计算简化。本方法拓宽了比例边界有限元的应用范围,算例显示了所提方法的有效性。     

以应力为目标的拱坝体型优化线性规划模型

以最大主拉应力最小作为目标函数，建立了拱坝体型优化设计的线性规划模型．以该模型计算某高拱坝的结果表明，以应力为目标的拱坝体型优化设计，可合理地调整坝体应力状态，从而获得更高的安全储备．     

引入退火机制的复合形法在边坡最小安全系数搜索中的应用

针对基本复合形法在搜索复杂边坡最小安全系数的过程中可能会陷入局部极小值的问题，在其寻优过程中第一次出现关于最坏点映射失败时，将最坏点作为模拟退火算法的初始寻优点进行一次模拟退火搜索，用寻找到的最优值替换当前复形中的最坏点，构成新的复形继续进行基本复合形法的寻优至结束，从而形成一种新的、更加优异的优化算法。通过对算例的复杂边坡最小安全系数的搜索表明，这种引入退火机制的复合形法是一种全局搜索能力很强的算法。     

拱梁分载法计算模型的改进和实现

拱梁分载法是现行规范规定的计算拱坝应力的主要方法.然而在实际计算过程中,引入了一些结构力学的假定,不能准确考虑拱梁空间曲线的特性,如拱梁截面等效为矩形,伏格特公式的粗略计算等,影响了计算结果的精度.基于拱梁分载法基本原理,与有限元法相结合,可以更好地反映拱坝的力学特性.首先,利用有限元方法计算地基的刚度,可以考虑空问河谷地形及地基地质条件不均匀性影响,同时,利用有限元商业软件ANSYS中的梁单元,可以建立更为精确的拱梁模型,考虑拱坝轴线的空间扭曲特性及拱断面形状变化的影响.计算结果表明,改进的与有限元法相结合的方法可以考虑复杂的地基特性,且方法简单快捷,物理意义明确,有利于工程的实际应用.该方法为准确、合理地求解拱坝基础变位提供了参考.     

一种新型遗传算法及其在土坡任意滑动面确定中的应用

提出了一种便于工程应用的改进模拟任意滑动面策略。针对简单遗传算法容易陷入局部最优值的缺陷，借鉴和声算法产生新解的方式来产生遗传算法中的子代个体。该策略能综合利用整个父体的信息来构建子代。将该方法用于求解两个复杂土坡的最小安全系数，所得结果与已有文献结果比较证明，新型遗传算法能搜索到更小的安全系数，可应用于土坡稳定分析。     

基于热力学原理的土体动力模型阈值应变研究

基于热力学基本定律,建立了塑性中心移动为直线和骨架曲线两种情况下Hardin-Drnevich模型的能量耗散函数表达式,并与具体试验相结合讨论了不同动应变水平下反滤料、细堆石料、粗堆石料的能量耗散机制。发现筑坝堆石类无黏性材料的动力特性存在2个应变阈值,定义为第1和第2阈值应变,其对应的割线模量与最大动剪模量之比分别为大于0.97及0.5~0.8之间。从工程应用的角度看,若土体动应变小于第1阈值应变,则可直接采用最大动剪模量及常阻尼比进行土体动力分析;第2阈值应变与传统意义上以孔隙水压力升高或体积变化为标准定义的门槛应变相当。     

高拱坝强地震作用下损伤破坏分析

结合混凝土静动态试验,根据连续损伤力学中能量等效原理和有效应力概念,建立了能反映混凝土动态情况下多轴弹塑性损伤破坏模型,破坏准则中考虑了多轴损伤变量和应变率的影响。用于有限元数值模拟,对强地震作用下（峰值地震加速度为0.5575g）某高拱坝动力响应进行了数值模拟,获得地震全过程拱坝拉损伤、压损伤、总体损伤模式和应变率响应;分析结果表明了大坝的破损趋势,同时可看出导致大坝破损的主要原因是混凝土的拉伸损伤;并且得到大坝不同部位有着明显不同的率响应,将很大程度上影响坝体混凝土不同程度的动态性能;结果显示大坝在经历强震作用后总体损伤不大,借助损伤力学评价大坝经历强震后的安全性较好,但坝体存在抗震薄弱部位,设计和施工中应注意采取措施处理;同时坝体地震破损发展过程表明了大坝的破坏趋势,和该拱坝模型试验的破损情况比较一致。本文工作可为类似体型拱坝动力灾变过程分析和判断提供参考。