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不同循环模式下透水混凝土性能演变规律及损伤机制

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建筑材料学报 2025年第1期28卷 9-18页

作者：吴仪党发宁 NIMBALKAR Sanjay 陈雅琴张峰华西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 悉尼科技大学土木与环境工程学院新南威尔士悉尼150001 青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司青海西宁810008

为探讨水对透水混凝土(PC)路面的影响,研究了干湿、冻融和干湿-冻融3种循环模式下PC性能的演化方程,揭示了单因素和双因素作用下PC的损伤机制.结果表明:添加玄武岩纤维(BF)虽然改变了PC的孔隙结构和初始性能,但并未影响损伤机制;冻融循... 详细信息

为探讨水对透水混凝土(PC)路面的影响,研究了干湿、冻融和干湿-冻融3种循环模式下PC性能的演化方程,揭示了单因素和双因素作用下PC的损伤机制.结果表明:添加玄武岩纤维(BF)虽然改变了PC的孔隙结构和初始性能,但并未影响损伤机制;冻融循环导致PC路面次生裂缝数量呈指数增长,与干湿循环作用下的性能演变规律不同;干湿循环在PC损伤前期引起孔隙壁表面物质溶解、流失和边缘卷曲剥离,冻融循环在PC损伤后期导致裂缝产生和扩展,造成颗粒间作用力断裂;在干湿-冻融循环耦合作用下PC性能指标降低程度超过干湿和冻融循环单因素作用结果之和.

关键词：透水混凝土干湿-冻融循环孔隙结构演化方程损伤机制

岩土破损演化理论(Ⅱ):物理状态指标与分区破损理论

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岩土力学 2005年第5期26卷 673-679页

作者：党发宁西安理工大学岩土工程研究所中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室兰州730000

指出当前利用CT数研究岩土力学的所有方法仅为观察研究,浪费了宝贵的CT定量化信息。利用集合论和测度论知识,基于CT数定义了岩土材料的λ水平破损比与λ水平破损率、(λ1-λ2)水平截理比及其截理率的概念,研究了λ水平破损率与CT数及密... 详细信息

指出当前利用CT数研究岩土力学的所有方法仅为观察研究,浪费了宝贵的CT定量化信息。利用集合论和测度论知识,基于CT数定义了岩土材料的λ水平破损比与λ水平破损率、(λ1-λ2)水平截理比及其截理率的概念,研究了λ水平破损率与CT数及密度的关系;研究了破损产生的位置和破损判据。基于破损空间截理的概念将岩土材料区分为安全区、损伤进行区和破损区,定义了损伤进行区下、上限边界面,给出了强化-弱化准则的定义,建立了岩土体分区破损本构关系,并进一步推导了岩土破损空间理论的基本方程。

关键词： λ水平破损率 (λ_(1)-λ_(2))水平截理率安全区损伤进行区破损区分区破损本构关系

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岩土破损演化理论(I):破损空间

岩土力学 2005年第4期26卷 513-519页

作者：党发宁西安理工大学岩土工程研究所

指出当前利用CT数研究岩土力学的所有方法为观察研究,浪费了宝贵的CT定量化信息。利用CT数定义了岩样某点的完整度和破损度。根据完整度和破损度的水平以及集合论定义了λ水平完整域、λ水平破损域和(1λ—2λ)截理,利用测度论精确度量... 详细信息

指出当前利用CT数研究岩土力学的所有方法为观察研究,浪费了宝贵的CT定量化信息。利用CT数定义了岩样某点的完整度和破损度。根据完整度和破损度的水平以及集合论定义了λ水平完整域、λ水平破损域和(1λ—2λ)截理,利用测度论精确度量它们的大小,在此基础上建立了岩土介质完整空间和破损空间的概念,为利用CT数开展岩土介质力学性质定量分析开创了新途径。如果将λ水平由细观值逐渐放大到宏观值,则该方法适应于宏观岩土力学,实现了宏观力学与细观力学的统一描述,实现了连续介质力学与多孔或裂隙介质力学的统一描述。

关键词：破损度 λA水平破损域 (λ1-λ2)截理测度破损空间

序贯抛填法封堵特大型深水漏洞方案及优化研究

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岩石力学与工程学报 2016年第A2期35卷 4001-4008页

作者：任劼党发宁黄俊潘峰西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048

构皮滩等多个水电站均发生过大型深水漏洞事故,因此研究水下大型漏洞的快速封堵,对事故抢险具有重要的工程应用价值。针对特大型深水漏洞的特点,提出"钢筋石笼+石渣+复合土工膜+模袋混凝土+黏土编织袋"依次投放的序贯抛填法和评价抛填... 详细信息

构皮滩等多个水电站均发生过大型深水漏洞事故,因此研究水下大型漏洞的快速封堵,对事故抢险具有重要的工程应用价值。针对特大型深水漏洞的特点,提出"钢筋石笼+石渣+复合土工膜+模袋混凝土+黏土编织袋"依次投放的序贯抛填法和评价抛填封堵效果的解析计算方法,最后利用该方法及有限元数值计算方法对序贯抛填封堵工程进行了计算分析。计算结果表明:序贯抛填法进行封堵后渗流量满足封堵要求,可以很好地用于封堵特大型深水漏洞;黏土编织袋在封堵过程中发挥了关键的防渗作用,应更加关注其抛填质量,保证封堵效果;注意避免发生黏土编织袋局部空缺,尤其注意防范坡底处的黏土编织袋空缺;提出了黏土编织袋最优厚度的确定方法。

关键词：水利工程序贯抛填法特大型深水漏洞封堵渗流计算

冲击荷载作用下不均匀脆性材料动态弯拉强度提高机制研究

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3948-3955页

作者：潘峰党发宁焦凯师俊平西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710016

研究岩石、混凝土类不均匀脆性材料动态强度提高的机制。对不同加载速率下特殊设计的三点弯曲梁的破坏形态进行理论分析,提出其动强度提高的根源主要是材料的不均匀性和惯性效应联合作用的结果,并认为此类材料的静、动强度与其破坏后裂... 详细信息

研究岩石、混凝土类不均匀脆性材料动态强度提高的机制。对不同加载速率下特殊设计的三点弯曲梁的破坏形态进行理论分析,提出其动强度提高的根源主要是材料的不均匀性和惯性效应联合作用的结果,并认为此类材料的静、动强度与其破坏后裂纹的发展路径有关。静态加载时,裂纹沿着混凝土的最薄弱面发展,材料破坏所需的能量较小;动态加载时,裂纹能够穿过部分高强度区域沿着能量释放更快的路径发展,所需的能量也相应增大,材料不均匀性对动强度提高的贡献显现出来,惯性效应也随着加载速率提高而逐渐显著;当加载速率超过某一临界值时,由材料不均匀性贡献的动强度将不再增长,只有惯性效应的贡献发挥作用。通过特殊设计的不均匀脆性材料三点弯曲梁准静态加载试验和不同速率的冲击试验对提出的理论进行验证,试验结果与理论设想基本相符。

关键词：岩石力学不均匀脆性材料惯性效应加载速率破坏形态

基于单轴压缩CT技术的混凝土细观破损分区研究

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水利学报 2011年第8期42卷 995-1001页

作者：田威党发宁陈厚群长安大学建筑工程学院陕西西安710061 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心北京100048

本文以混凝土试件实时单轴压缩CT图像为基础,将破损分区理论应用于混凝土CT图像的分析中,通过对分区的CT数阈值标准进行讨论和经验选定,定义了混凝土材料的安全区、损伤进行区和破损区。在此分区基础上,对不同加载阶段的安全区、损伤进... 详细信息

本文以混凝土试件实时单轴压缩CT图像为基础,将破损分区理论应用于混凝土CT图像的分析中,通过对分区的CT数阈值标准进行讨论和经验选定,定义了混凝土材料的安全区、损伤进行区和破损区。在此分区基础上,对不同加载阶段的安全区、损伤进行区和破损区的CT数信息进行了统计分析,验证了混凝土试件在单轴压缩条件下经历压密、扩容,CT尺度裂纹扩展到破坏的细观破损全过程,说明利用破损分区理论研究混凝土的破损机理是可行的。

关键词：混凝土 CT 破损分区安全区损伤进行区破损区

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中间主应力对金属悬臂梁承载力的影响

工程力学 2013年第1期30卷 307-313页

作者：马宗源廖红建党发宁西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 西安交通大学土木工程系陕西西安710049

基于双剪统一强度理论使用显式有限差分方法对矩形截面金属悬臂梁承载力的中间主应力影响进行了计算分析。通过分析发现,极限状态下悬臂梁的塑性应变的分布非规则圆扇形,而是接近对称三角形分布。中间主应力对悬臂梁承载能力的影响与梁... 详细信息

基于双剪统一强度理论使用显式有限差分方法对矩形截面金属悬臂梁承载力的中间主应力影响进行了计算分析。通过分析发现,极限状态下悬臂梁的塑性应变的分布非规则圆扇形,而是接近对称三角形分布。中间主应力对悬臂梁承载能力的影响与梁的厚度有关。平面应力情况的悬臂梁比平面应变的中间主应力影响要低,平面应变情况下中间主应力对金属悬臂梁极限承载力的影响与梁的长度无关,平面应力情况下中间主应力影响随梁长度的增加呈先增大后减小而后趋于恒定的趋势。

关键词：金属悬臂梁承载力双剪统一强度理论中间主应力拉格朗日有限差分

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Daubechies条件小波混合有限元法在梁计算中的应用

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工程力学 2011年第8期28卷 208-214页

作者：陈雅琴张宏光党发宁西安理工大学岩土工程研究所西安710048 长安大学公路学院西安710064

常规的Daubechies小波有限元法是以挠度为基本未知量的单变量有限元法,其弯矩函数需要通过挠度函数的二阶求导间接求解,故弯矩的计算精度一般比挠度低。此外,目前常用的Daubechies小波有限元法需要借助于转换矩阵引入位移边界条件,大大... 详细信息

常规的Daubechies小波有限元法是以挠度为基本未知量的单变量有限元法,其弯矩函数需要通过挠度函数的二阶求导间接求解,故弯矩的计算精度一般比挠度低。此外,目前常用的Daubechies小波有限元法需要借助于转换矩阵引入位移边界条件,大大影响了计算精度。结合广义变分原理,将边界条件作为附加条件构造修正泛函,以该修正泛函的驻值条件建立求解矩阵方程,进而解得未知场函数,可以有效提高计算精度,即为Daubechies条件小波有限元法。在此基础上,结合Hellinger-Reissner广义变分原理,以力和位移为插值函数,可以建立Daubechies条件小波混合有限元法。由于该法能一次同时解得位移与力的场函数,并且内力的求解独立于位移,因而内力的求解精度较高。以梁单元为例,推导出了Daubechies条件小波混合有限元方程,并通过算例验证了该方法的实用性和有效性。

关键词：数值计算 Daubechies小波条件小波有限元广义变分原理混合有限元法

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混凝土抗折动强度及其极值研究

爆炸与冲击 2016年第3期36卷 422-428页

作者：党发宁焦凯潘峰西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710016

混凝土类不均匀脆性材料的率敏感性主要是由于混凝土的不均匀性造成的,不均匀性使得不同速率的动裂纹发展路径不同,决定了不同速率的抗折动强度不同。基于此,提出混凝土抗折动强度由砂浆与骨料的抗折静强度的加权平均值再加上惯性项组... 详细信息

混凝土类不均匀脆性材料的率敏感性主要是由于混凝土的不均匀性造成的,不均匀性使得不同速率的动裂纹发展路径不同,决定了不同速率的抗折动强度不同。基于此,提出混凝土抗折动强度由砂浆与骨料的抗折静强度的加权平均值再加上惯性项组成的代数表达式,并预测混凝土材料在爆炸冲击荷载条件下的极限抗折动强度。最后通过特殊设计的单一菱形净浆骨料三点弯实验,验证了不同加载速率时破坏裂纹的发展路径及抗折动强度变化规律。

关键词：固体力学不均匀性抗折动强度冲击荷载率效应