针、片状骨料对混凝土单轴拉压破坏影响细观模拟

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作者 周威剑 韦荫新 +2 位作者 张小飞 肖天培 田彪 《人民长江》 北大核心 2024年第2期187-194,共8页

为了研究针、片状骨料对混凝土力学性能的影响,建立细观层次的混凝土随机骨料三维数值模型,以粗骨料中针、片状颗粒的粒形和体积占比为变量,对含针、片状骨料二级配立方体混凝土模型在单轴受拉和单轴受压荷载作用下的破坏过程进行模拟... 为了研究针、片状骨料对混凝土力学性能的影响,建立细观层次的混凝土随机骨料三维数值模型,以粗骨料中针、片状颗粒的粒形和体积占比为变量,对含针、片状骨料二级配立方体混凝土模型在单轴受拉和单轴受压荷载作用下的破坏过程进行模拟研究。结果表明:①混凝土的抗拉、抗压强度随着针、片状骨料含量的增加而降低,针、片状骨料含量对混凝土抗拉强度的影响比抗压强度小。②针、片状骨料对混凝土在单轴拉压荷载下的破坏影响主要与其排列方式有关,具有较大横向骨料-砂浆交界面的骨料对混凝土拉伸损伤的产生和发展起到主导影响,在单轴受压荷载作用下,混凝土中竖向或者近似竖向排列的针、片状骨料表面更容易产生裂缝。③针、片状骨料对混凝土的强度和破坏过程均产生不利影响,影响大小的排序为片状骨料>针状骨料>针、片状骨料混合。 展开更多

关键词 混凝土 针、片状骨料 抗拉强度 抗压强度 内聚力模型

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基于内聚力模型的含畸形骨料混凝土单轴受拉细观模拟研究 被引量：2

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作者 张小飞 田羽 +2 位作者 覃培 肖天培 吴健 《水力发电》 CAS 2022年第5期73-77,共5页

基于内聚力模型的研究方法,以畸形骨料(针状)的长宽比C k、畸形骨料在混凝土中的占比Z b和畸形骨料在混凝土中所处的级配J p 3个参数为变量,在细观层次上对二级配含畸形骨料混凝土的损伤和开裂过程开展单轴拉伸模拟研究,对含畸形骨料混... 基于内聚力模型的研究方法,以畸形骨料(针状)的长宽比C k、畸形骨料在混凝土中的占比Z b和畸形骨料在混凝土中所处的级配J p 3个参数为变量,在细观层次上对二级配含畸形骨料混凝土的损伤和开裂过程开展单轴拉伸模拟研究,对含畸形骨料混凝土在单轴拉伸下的受力全过程进行了分析。结果表明,C k越大、Z b越高、J p越大时,混凝土抗拉强度越低;含畸形骨料混凝土单轴受拉时,破碎骨料主要是畸形骨料,且畸形骨料占比越高,畸形骨料发生破碎的可能性就越大;C k、Z b、J p对混凝土抗拉强度的影响权重表现为C k>J p>Z b。 展开更多

关键词 混凝土 内聚力模型 畸形骨科 抗拉强度 细观模拟

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基于内聚力模型的含畸形骨料混凝土单轴受压细观模拟研究 被引量：2

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作者 田羽 张小飞 +2 位作者 吴健 肖天培 覃培 《河南水利与南水北调》 2021年第8期69-73,共5页

畸形骨料对混凝土物理力学特性的影响是有待研究问题之一。基于内聚力模型,选取混凝土合理的本构关系与模型网格精度,利用现有试验结果对模型参数进行校调,完成细观层次下混凝土二维内聚力模型的建立,并以畸形骨料的长宽比Ck、占比Zb和... 畸形骨料对混凝土物理力学特性的影响是有待研究问题之一。基于内聚力模型,选取混凝土合理的本构关系与模型网格精度,利用现有试验结果对模型参数进行校调,完成细观层次下混凝土二维内聚力模型的建立,并以畸形骨料的长宽比Ck、占比Zb和级配Jp三个参数为变量,向二级配混凝土中掺入一定比例的畸形骨料,建立不同的细观模型方案进行含畸形骨料混凝土单轴受压模拟。结果表明:采用内聚力模型能有效地分析确定混凝土等多相复合材料的力学性能,并可以跟踪和分析材料的破坏过程。含畸形骨料混凝土单轴受压时,破碎骨料主要是畸形骨料,优质骨料出现破碎很少;畸形骨料占比越高,发生破碎的可能性就会越大;相较大级配的畸形骨料,小级配的畸形骨料更容易破碎;对二级配含畸形骨料混凝土而言:畸形骨料长宽比Ck越大、占比Zb越高、级配Jp越大时,混凝土的抗压强度越低。 展开更多

关键词 混凝土 内聚力模型 畸形骨科 抗压强度

原文传递

大倾角、大收缩角泄槽收缩段水流特性研究 被引量：1

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作者 肖天培 张小飞 黄佳敏 《江西水利科技》 2022年第1期11-19,共9页

大倾角、大收缩角泄槽收缩段水流特性与Ippen冲击波理论假定的平底、小收缩角收缩段水流特性有明显的差异,目前对大倾角、大收缩角收缩段水流特性还缺乏系统的研究。为了研究大倾角、大收缩角收缩段水流特性以及倾角和收缩角对水流特性... 大倾角、大收缩角泄槽收缩段水流特性与Ippen冲击波理论假定的平底、小收缩角收缩段水流特性有明显的差异,目前对大倾角、大收缩角收缩段水流特性还缺乏系统的研究。为了研究大倾角、大收缩角收缩段水流特性以及倾角和收缩角对水流特性的影响,依托FLUENT软件,采用基于RSM湍流模型的三维湍流数值模拟方法,系统分析底坡倾角、边墙收缩角以及来流弗劳德数Fr_(0)对陡坡收缩段水流特性的影响。研究表明:在大倾角、大收缩角条件下,边墙收缩产生的冲击波主要是向下游传播,横向影响范围很小;水流在与边墙交汇时发生碰撞、跃起,并沿收缩边墙向下游流动,先与边墙交汇碰撞跃起的水流位于上部,后与边墙碰撞跃起的水流位于下部,水流分层明显,边墙处沿程水面线呈现出“先快速升高,后逐渐平稳”的趋势;底坡倾角、边墙收缩角和来流弗劳德数的改变对边墙处沿程水面线影响较大,而对收缩段中线处沿程水面线影响较小。 展开更多

关键词 泄槽 收缩段 水流特性 冲击波 数值模拟

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基于响应面法的型钢混凝土闸墩损伤可靠度分析 被引量：1

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作者 吴健 张小飞 +2 位作者 陈丹 肖天培 覃培 《水利科技与经济》 2021年第9期115-120,共6页

为分析型钢混凝土闸墩在不同损伤程度下的可靠度,采用刚度面积折减法对闸墩进行损伤模拟,并利用ANSYS概率设计模块中的响应面法来拟合响应面方程作为闸墩的功能函数,结合JC法计算闸墩的可靠指标,以及通过灵敏度图研究闸墩型钢尺寸、型... 为分析型钢混凝土闸墩在不同损伤程度下的可靠度,采用刚度面积折减法对闸墩进行损伤模拟,并利用ANSYS概率设计模块中的响应面法来拟合响应面方程作为闸墩的功能函数,结合JC法计算闸墩的可靠指标,以及通过灵敏度图研究闸墩型钢尺寸、型钢屈服强度、混凝土抗压强度对闸墩可靠度的敏感性。结果表明,闸墩出现损伤后计算得到的可靠指标会下降,且下降幅度随损伤程度的加大而增大。此外,可将损伤程度达20%作为闸墩需要加固维修的参考依据。 展开更多

关键词 型钢混凝土 闸墩 损伤模拟 响应面法 可靠度 灵敏度

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型钢混凝土闸墩的时变可靠度分析 被引量：1

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作者 吴健 张小飞 +2 位作者 陈丹 肖天培 覃培 《江西水利科技》 2021年第5期323-329,共7页

型钢混凝土闸墩是一种刚度大、承载力高的新型闸墩结构.为了研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度,基于结构可靠度理论,把时间作为变量,将混凝土的抗压强度作为随时间变化的参数,以10年作为一个时间点,利用ANSYS概率设计模块中的响应面法拟... 型钢混凝土闸墩是一种刚度大、承载力高的新型闸墩结构.为了研究型钢混凝土闸墩的时变可靠度,基于结构可靠度理论,把时间作为变量,将混凝土的抗压强度作为随时间变化的参数,以10年作为一个时间点,利用ANSYS概率设计模块中的响应面法拟合出响应面方程,结合JC法计算出型钢混凝土闸墩的可靠指标,研究其在设计基准期内的可靠指标的变化趋势,通过灵敏度图分析各个参数对闸墩可靠度的影响。结果表明:在设计基准期内,型钢混凝土闸墩在对称和非对称工况荷载作用下的可靠度变化趋势均是先增大再减小,总体变化趋势是减少的。闸墩在对称工况荷载作用下20~30年的可靠指标下降较快,非对称工况荷载下则在10~20年期间下降较快。随着时间和抗力的变化,非对称工况荷载下的闸墩可靠度减小的速度较快,应尽量减少闸墩在非对称工况下运行的时间。 展开更多

关键词 型钢混凝土 闸墩 时变可靠度 响应面法 灵敏度

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龙英水库溢流坝导墙收缩角对泄流水力特性影响试验研究 被引量：1

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作者 肖天培 张小飞 +1 位作者 黄佳敏 覃培 《广西水利水电》 2021年第2期1-5,共5页

通过水工模型试验,观测不同收缩角时,导墙产生的冲击波对大坝泄流水力特性以及挑流消能的影响。结果表明:龙英水库由于溢流坝下游堰面水流流速大,相应的弗劳德数(Fr)大,导墙收缩产生的冲击波的传播速度远小于水流流速,冲击波波角小,冲... 通过水工模型试验,观测不同收缩角时,导墙产生的冲击波对大坝泄流水力特性以及挑流消能的影响。结果表明:龙英水库由于溢流坝下游堰面水流流速大,相应的弗劳德数(Fr)大,导墙收缩产生的冲击波的传播速度远小于水流流速,冲击波波角小,冲击波只沿导墙边向下游传播,对非紧邻导墙的水流流态影响不大;当龙英水库大坝导墙收缩角不大于10°,由导墙收缩产生的并沿导墙边流动的左右两股相对较强的水流,在溢流面、挑坎处水流没有出现交叉碰撞,挑流水舌稳定,当导墙收缩角不小于15°时,左右两股水流在挑坎处或挑坎下游出现交叉碰撞,收缩角越大交叉碰撞的位置越靠近上游,挑流水舌越不稳定,当导墙收缩角大于20°时,需要采用工程措施改善挑坎处水流流态,减小雾化和下游的冲刷;挑流挑距主要是受挑坎的几何形状和尺寸、坎上水流流速影响,导墙收缩角影响不大。 展开更多

关键词 溢流坝 导墙 收缩角 水力特性 水工模型试验 龙英水库

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大倾角、大收缩角泄槽收缩段边墙水深计算方法探讨

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作者 吴健 张小飞 +1 位作者 黄佳敏 肖天培 《水利科技与经济》 2022年第1期82-93,共12页

目前,泄槽收缩段冲击波的计算分析主要基于Ippen提出的冲击波理论,而该冲击波理论建立于收缩段为平底、小收缩角的条件,采用Ippen冲击波理论来求解大倾角、大收缩角收缩段冲击波问题,会产生较大误差。为了探讨大倾角、大收缩角收缩段边... 目前,泄槽收缩段冲击波的计算分析主要基于Ippen提出的冲击波理论,而该冲击波理论建立于收缩段为平底、小收缩角的条件,采用Ippen冲击波理论来求解大倾角、大收缩角收缩段冲击波问题,会产生较大误差。为了探讨大倾角、大收缩角收缩段边墙水深的计算方法,依托FLUENT软件,采用基于RSM湍流模型的三维湍流数值模拟方法,通过系统计算不同倾角、收缩角条件下收缩段的冲击波波前后水深,基于多元非线性回归分析方法,建立冲击波波前后水深比的计算公式。经初步验证,公式基本合理。 展开更多

关键词 泄槽 收缩段 水流特性 冲击波 数值模拟

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绿色交通理念在生态城区交通规划中的应用

9

作者 肖天培 《运输经理世界》 2022年第35期161-163,共3页

为了促进生态环境与城市和谐发展,对生态城区交通规划进行分析,旨在将绿色交通理念融入其中,减少对当地环境造成的破坏和污染,也能减少建设生态城区成本消耗。

关键词 绿色交通理念 生态城区 交通规划

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基于有限元法的古偿河水库大坝1^(#)~3^(#)坝块坝基抗滑稳定分析

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作者 吴健 张小飞 +2 位作者 田羽 覃培 肖天培 《陕西水利》 2021年第7期11-13,共3页

古偿河水库坝址区右岸岩性以弱风化泥质粉砂岩为主,岩层呈互层状~中厚层状,倾角12°~14°,岩石节理裂隙发育,完整性差,层面倾向河床偏下游,对坝基抗滑稳定不利。将有限元法与刚体极限平衡方法结合,采用应力代数和法对古偿河水... 古偿河水库坝址区右岸岩性以弱风化泥质粉砂岩为主,岩层呈互层状~中厚层状,倾角12°~14°,岩石节理裂隙发育,完整性差,层面倾向河床偏下游,对坝基抗滑稳定不利。将有限元法与刚体极限平衡方法结合,采用应力代数和法对古偿河水库大坝右岸1#~3#坝块进行整体稳定分析。分析结果表明:1#~3#坝块沿坝基面的抗滑稳定安全系数满足规范要求,但1#坝块富余很小,3#坝块富余较大,坝体分块采用透导缝对提高坝体的整体稳定是有利的;所分析的5个岩层层面的抗滑稳定安全系数均满足规范的要求,坝体沿坝基岩层层面滑动的可能性不大。 展开更多

关键词 重力坝 抗滑稳定 有限元法

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龙英水库溢流坝挑流消能工优化试验研究

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作者 覃培 张小飞 +1 位作者 黄佳敏 肖天培 《广西水利水电》 2021年第2期6-9,33,共5页

龙英水库溢流坝采用连续式鼻坎挑流消能方式,由于两侧导墙收缩角远大于常见范围,在泄流时沿两侧导墙和堰面下泄的3股水流在挑坎上出现碰撞,产生向上跃起的水冠,水冠不稳定,对下游的消能防冲、防雾带来不利影响,需要对消能工进行优化。... 龙英水库溢流坝采用连续式鼻坎挑流消能方式,由于两侧导墙收缩角远大于常见范围,在泄流时沿两侧导墙和堰面下泄的3股水流在挑坎上出现碰撞,产生向上跃起的水冠,水冠不稳定,对下游的消能防冲、防雾带来不利影响,需要对消能工进行优化。通过水工模型试验,从水流的角度对消能工的布置方案进行优化。试验结果表明:在挑坎处设置分流墩可以改善挑坎处水流的稳定性,避免或减轻挑流水舌对两岸的冲刷,减轻雾化;与矩形分流墩相比,Y形、倒梯形分流墩在消除挑坎处水流碰撞产生的水冠方面效果不明显,却增加了分流墩在结构上的复杂性;采用等间距布置2个分流墩,每个分流墩分别与相邻侧的调直段导墙成9.7°夹角的分流墩的布置方案,可以改善挑坎处水流的稳定性,避免或减轻挑流水舌对两岸的冲刷,减轻雾化。 展开更多

关键词 溢流坝 挑流消能工 优化 模型试验 龙英水库

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大倾角底坡泄槽收缩段水流水力特性模型试验研究

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作者 张小飞 覃培 +3 位作者 何飞龙 黄佳敏 肖天培 吴健 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期1479-1487,共9页

为了进一步揭示大倾角底坡、大边墙收缩角泄槽收缩段内水流的水力特性,建立了不同大倾角底坡和大收缩角的泄槽收缩段模型进行试验,以观测不同底坡和收缩角对泄槽收缩段内的水深、边墙动水压力和冲击波波角的影响。研究结果表明:①大底... 为了进一步揭示大倾角底坡、大边墙收缩角泄槽收缩段内水流的水力特性,建立了不同大倾角底坡和大收缩角的泄槽收缩段模型进行试验,以观测不同底坡和收缩角对泄槽收缩段内的水深、边墙动水压力和冲击波波角的影响。研究结果表明:①大底坡泄槽边墙收缩段产生的冲击波的影响范围很小,只有紧邻边墙的水流受冲击波的影响;边墙处水流分层明显,水面线主要由收缩起点处跃起的水流决定。②边墙处的时均动水压力与边墙水深的关系远非线性,不同边墙收缩角、不同断面的时均动水压力沿边墙水深的变化规律明显不同。③大倾角底坡泄槽边墙收缩段所产生的急流冲击波的形态与小倾角水流冲击波差异较大,现有冲击波理论在大倾角泄槽中的应用存在一定局限性。 展开更多

关键词 泄槽 收缩段 水力特性 模型试验 急流冲击波

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