关键词： 井壁稳定性   瞬时弹性分析   有限元分析   蠕变实验   安全密度窗口  

摘要： M油田复杂地质条件下的井壁稳定性问题对钻井作业的安全性和经济效益具有重要影响。分析了M油田井壁稳定性现状及其主要挑战,发现盐膏层的蠕变和泥岩的流动性是主要问题。介绍了瞬时弹性分析法和有限元分析法,详细阐述了这些方法在井壁应力状态分析和安全钻井液密度计算中的应用。通过三轴蠕变实验,确定了盐岩层的力学参数,设计了安全密度窗口,并成功应用于实际钻井作业中。通过优化钻井液配方、实时监测技术和井壁加固技术,提高了井壁的稳定性和钻井效率。

关键词： 装配式建筑   组合叠合梁   数值模拟   试验  

摘要： 为研究装配式建筑超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)组合叠合梁抗弯性能,基于对长沙碧桂园月湖湾项目采用ABAQUS有限元分析软件构建三维数值模型,通过对不同材料参数的深入分析,揭示了各参数对叠合梁受弯性能的具体影响机制。研究数据显示,尽管NC抗压强度的增加对提升叠合梁的承载力具有一定作用,但其影响幅度甚微,在实际工程中可以忽略。该提升作用对刚度的增强亦相对有限。另一方面,UHPC抗拉强度的增加对构件极限承载力的提升作用亦相对有限。然而,UHPC受拉高度的增加对于提高叠合梁结构的受弯承载力具有显著效果。在实际工程实践中,通过合理增加受拉纵筋配筋率,可以有效提升构件的极限承载力。

关键词： 拉伸性能   能量等效理论   圆台形平面压入   有限元分析   压头钝化  

摘要： 相比锥形、球形压入,平面压入具有稳定的接触区域及明显的线弹性阶段,有利于更稳定地实现材料弹塑性参数的一体化表征。然而,目前金属材料的圆柱平面压入方法仍存在接触刚度偏大、压头变形损耗较高等不足,故有必要发展一种接触刚度更小、预测精度更高的力学性能测试方法。该文采用含60°锥角的圆台形平压头,通过有限元分析证明了其相比圆柱形平压头具有对钝化的弱敏感性。基于能量等效理论,建立了关联压头端部直径、压入功、压入深度和弹塑性参数的圆台形平面压入(Truncated Cone Flat Indentation,TCFI)理论模型,通过较大参数范围的有限元计算和5种金属材料的圆台形平面压入试验、拉伸试验验证了该模型的准确性。

关键词： 不锈钢筋   RPC   轴心受压   承载能力   有限元分析  

摘要： 为研究不锈钢筋RPC(SSRPC)短柱的轴压性能,对设计的7根不同混凝土强度和不同钢筋类型的短柱进行轴压试验,获得不同混凝土强度、纵筋强度、箍筋间距下柱的试验结果。运用ABAQUS软件对试验柱进行非线性有限元模拟验证和参数化拓展分析。结果表明:提高混凝土的强度等级,柱的承载力会有显著的提升;随着纵筋强度的增大SSRPC短柱的承载力和峰值位移无明显的增加,由有限元参数化分析可知当钢筋强度超过500MPa时柱的承载力无明显提升;SSRPC柱的峰值承载力和峰值位移会随着箍筋间距的增加而有所提升,过小的箍筋间距会降低构件的延性,建议箍筋间距取值为60~100mm。ABAQUS采用非线性材料本构模拟结果与试验结果吻合较好。基于试验和模拟结果提出适用于高强不锈钢筋RPC短柱的轴压承载力计算公式。

关键词： 环氧树脂混凝土   装配式桁架   下弦K型节点   极限承载力   破坏形态   有限元分析  

摘要： 通过静力试验研究了环氧树脂混凝土装配式桁架下弦K型节点的破坏形态、承载能力和节点板的应力与应变分布情况,并进行了有限元模拟分析。结果表明:环氧树脂混凝土下弦K型节点在下弦杆靠近节点板的两侧出现5条竖直裂缝,最终节点板左侧下弦杆处的竖直裂缝前后贯通,弦杆发生拉弯破坏,节点的极限承载力为421.5 kN;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟的可靠性。

关键词： 现浇混凝土双向楼板   负弯矩钢筋保护层   承载力  

摘要： 以往工程中关于混凝土现浇楼板的研究多集中于施工裂缝的治理讨论,其承载力分析仅在设计中按横向受力构件(梁)的设计理论做处理,默认其力学行为与梁相符。作者团队在从事检测工作过程中常遇到现浇楼板负弯矩钢筋保护层偏厚的情况,为评定保护层偏厚是否对承载力构成影响进行了数百次的原位荷载试验,在最大试验荷载作用下楼板状态指标与预想存在偏差。为寻找导致偏差的具体原因,本文以有限元分析为基础建立混凝土和钢筋的本构关系,采用分离式模型模拟了跨度为3.6m楼板在约3倍构件安全性检验荷载[1]作用下不同负弯矩钢筋保护层对其承载力的影响,得到了一些与实际试验结果相符的结论,并对楼板在荷载作用下的破坏状态及发展情况作出有益探讨。

关键词： 地铁   装配式车站   内支撑体系   施工期   有限元分析   变形分析  

摘要： 以青岛市某装配式地铁车站为例,基于审查角度采用数值模拟方法研究设计方案在装配环拼装过程中因“换撑拆撑”工况引起的围护墙变形及内力变化趋势,得出以下结论:①拆撑工况下按平面验算钢支撑受力较笼统且不安全,设计时应考虑施工步序的空间影响范围;②采用支撑加密方案可降低钢支撑内力及围护墙变形,但加密3跨与加密1跨对结构变形和内力影响基本相同,对于地质条件好的地段可酌情采取不加密方案,提高施工效率;③装配环回筑过程中加强监测频率,尤其是拆撑后及时监测,监测点宜按第1道混凝土支撑位置及间距布设;④围护结构和主体结构间的肥槽宜按第1道混凝土支撑间距及时回填,可有效限制围护墙侧向位移发展。相关研究可为其他采用内支撑围护体系的装配式地铁车站设计审查提供参考和借鉴。

关键词： 列车运行速度   铁路路基   有限元分析   动力响应  

摘要： 为研究不同列车速度对铁路路基动力响应的影响,以某铁路工程为依托,通过有限元软件建立了列车-轨道-路基耦合的三维数值模型,分析不同列车运行速度下路基的位移、加速度、动应力响应的变化规律。结果表明:随着列车运行速度的提升,路基竖向加速度响应逐渐增大,且频谱分布在更宽的频段;竖向位移响应虽也随运行速度增大而增大,但相比之下,竖向加速度响应受运行速度影响更为突出。此外,列车运行引起的加速度和动应力响应沿深度方向迅速降低后逐渐趋于稳定,振动荷载对路基动力响应的影响随深度增加而减弱,意味着列车运行速度仅在路基一定深度范围内对其动力响应有显著影响。该研究为高速铁路路基设计和动力特性分析提供了理论依据。

关键词： 珊瑚混凝土   钢-连续纤维筋   抗弯性能   有限元分析   承载力  

摘要： 为研究钢-连续纤维复合筋(Steel-FRP composite bar,SFCB)珊瑚混凝土梁抗弯性能,以配筋率为变化参数,对3根SFCB筋珊瑚混凝土梁及1根连续玄武岩纤维筋(basalt-fiber-reinforced polymer,BFRP)珊瑚混凝土梁进行四点弯曲加载试验,分析试件的破坏形态、弯矩-挠度曲线、SFCB筋应变变化规律、截面平均应变等的影响,并采用有限元软件ABAQUS建立精细化模型,基于此模型对梁的抗弯性能进行深入的参数分析。研究结果表明:试验试件破坏类型均属于正截面弯曲破坏,过程表现为受拉区混凝土开裂、SFCB筋内芯钢筋屈服和SFCB筋外包纤维断裂;试件在受力过程中,外包纤维与内芯钢筋黏结性能良好,可以协同工作;采用SFCB筋后,弯矩-跨中挠度曲线具备明显的“三阶段、两拐点”特征,与BFRP筋珊瑚混凝土梁相比,二次刚度特征明显,试件的延性显著改善;模拟结果与试验结果吻合;随配筋率的提高,SFCB筋珊瑚混凝土梁抗弯承载力不断提升;随着珊瑚混凝土强度等级提高,抗弯承载力提升约28%,而延性降低约23%,脆性破坏特征更加显著;随SFCB筋内芯钢筋面积比的增大,试件的二次刚度有显著的提升,而极限承载力及延性分别下降约20%和370%。最后,基于基本假定和材料本构模型,在相关规范的基础上建立了承载力计算公式,计算结果均与试验值吻合较好。

关键词： 钢管剪力键   PBL剪力键   推出试件   抗剪性能   有限元模拟  

摘要： 为了应对组合空腹夹层板材料交界面处的复杂应力状态,提高结构组合作用性能,提出一种附加钢管的PBL剪力键,并对其开展了试验分析与有限元模拟研究。分别对附加钢管的PBL剪力键试件与传统PBL剪力键试件进行推出试验,通过分析两组试件的破坏现象、荷载-滑移曲线和抗剪刚度等指标,验证了附加钢管对PBL剪力键的抗剪性能具有显著的提高作用。通过有限元参数扩展分析进一步揭示了该类PBL剪力键各构件应力分布状态以及附加钢管参数对该新型PBL剪力键抗剪刚度的影响,发现附加钢管的存在避免了内部构件过早出现应力集中现象,保护了内部构件。研究表明:钢管直径、钢管壁厚以及钢管长度等钢管参数对该类剪力键的承载性能均具有不同程度的影响,其中钢管直径的影响最为显著。