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国家自然科学基金(51379141): 作品数：13 被引量：226H指数：8; 相关作者：张社荣王高辉孔源王超谭尧升更多>>; 相关机构：天津大学武汉大学成都勘测设计研究院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金天津市应用基础与前沿技术研究计划国家自然科学基金创新研究群体项目更多>>; 相关领域：水利工程建筑科学天文地球自动化与计算机技术更多>>

近断层地震动方向性效应对混凝土重力坝累积损伤特性的影响被引量：19: 2014年; 随着人们对近年来发生的强地震动研究,发现近断层地震动方向性效应所包含的长周期、短持时速度大脉冲对结构安全性具有重要影响。文中选取3次强震事件中的28条实测地震动记录,利用可以考虑混凝土软化特性并能反映实际损伤耗能的混凝土塑性损伤本构模型,对近、远断层地震作用下混凝土重力坝损伤累积破坏效应进行了非线性动力仿真分析,根据大坝损伤开裂及其发展特征,建立大坝局部与整体损伤累积破坏指标,对比分析近断层破裂向前方向性效应与远断层地震动对大坝损伤累积破坏的影响。结果表明:近断层地震动方向性效应包含的速度大脉冲对大坝损伤累积破坏具有着显著的影响,大速度脉冲作用导致较大的损伤累积破坏,在重力坝抗震设计中应予以重视。; 张社荣王宽王高辉谭尧升; 关键词：水工结构近断层地震动混凝土重力坝

强降雨特性对饱和–非饱和边坡失稳破坏的影响被引量：82: 2014年; 在调研和总结国内典型灾害性滑坡的基础上,概化典型边坡数值模型,进行饱和–非饱和边坡的瞬态渗流场与应力场的耦合分析。结合强度折减技术进行瞬态渗流作用下边坡稳定性计算,得到边坡整体稳定安全系数,并基于ABAQUS软件实现渗流与应力耦合作用下的破坏接近度(FAI)评价方法,多角度综合探究强降雨特性对边坡失稳机制及稳定性的影响。结果表明:(1)强降雨会导致边坡临空面特别是下部土体的应力程度恶化,易使边坡出现滑流冲蚀和局部的坍塌失稳;(2)雨型对边坡孔压的时空演化、变形响应、安全系数及FAI的影响均明显,孔压和变形与雨型各时刻的雨强呈正相关关系;(3)低强度长持时降雨会渐次增加深层土体的孔压,易使边坡产生深层滑动失稳,而高强度短持时降雨易使坡趾最先失稳,之后破坏区向坡顶渐进扩展;(4)雨强与安全系数呈反比关系,当雨强由12 mm/h增大到36 mm/h时,安全系数约降低17%,且雨强直接影响边坡破坏区的破坏程度和非破裂区的危险程度,高强度的暴雨更易使坡趾出现滑移失稳。; 张社荣谭尧升王超于茂; 关键词：边坡工程降雨入渗降雨强度

水电站边坡施工期4D安全信息模型研究与应用被引量：7: 2014年; 鉴于以往边坡施工期安全信息管理及可视化分析方面的研究中还存在工程模型及信息动态属性描述不够、安全信息表达不全面等问题,通过引入4D技术和安全信息模型,提出水电站边坡施工期4D安全信息模型的建立方法和实现过程,重点研究了边坡信息几何载体模型的建立、安全信息的数据库存储与可视化显示以及进度—模型/信息动态映射算法等关键技术,最后应用C#.NET+OpenGL开发出边坡施工期安全信息动态可视化管理系统。以某水电站左岸边坡工程为例,实现该边坡施工面貌和结构安全状态的动态耦合可视化展示以及安全信息随施工进度的实时更新,直观地揭示了边坡安全状况随施工过程的演化规律,以满足工程人员对边坡施工期安全信息直观表达和实时动态可视化分析的需求。; 张社荣薛烈撒文奇杜成波张峰华; 关键词：边坡工程动态映射可视化

水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸确定方法被引量：30: 2015年; 网格尺寸对水下爆炸冲击波传播过程的数值模拟精度有较大影响,且不同当量下可接受的网格尺寸也有较大区别。通过研究不同比例爆炸距离处水下爆炸冲击波峰值、比冲量对有限元网格尺寸的依赖性,以"炸药半径与网格尺寸之比"作为网格尺寸划分依据,提出了一种对不同当量均具有较强适用性的网格尺寸确定方法;对数值结果的误差分析表明,采用炸药半径的1/3作为数值模型的网格尺寸,其计算精度可满足工程要求;同时通过对数值计算误差进行非线性拟合,得到了不同网格尺寸下冲击波峰值压力、比冲量的误差估计式,可为研究人员根据可接受的误差范围确定任意当量下合适的网格尺寸或估计数值计算的整体误差提供参考。; 张社荣李宏璧王高辉孔源

地下洞室群围岩稳定性动态风险分析及系统研发被引量：6: 2015年; 地下洞室群围岩稳定性风险研究尚处于起步阶段,为快速准确地对施工期地下洞室群围岩稳定性风险进行动态跟踪分析,基于层次分析法和模糊综合评价法,形成监测数据、巡视检查、数值模拟三维一体的评价体系,并考虑评价指标、评价标准的动态性确定地下洞室群围岩发生事故可能性等级。根据不同围岩破坏形式,提出适用于地下洞室群围岩稳定的损失估算方法,引入当量法概念,确定地下洞室群围岩稳定损失等级。结合地下洞室群围岩发生事故可能性等级和预估的地下洞室群围岩稳定性损失等级,经风险矩阵最终确定地下洞室群围岩稳定性风险等级。采用C#.Net、SQL SERVER和Python混合编程技术,研发一套能确定地下洞室群围岩稳定性动态风险的系统。该系统应用于国内某在建大型水电站的地下洞室群,能准确确定影响地下洞室群围岩稳定性的关键因素和危险区域,实时指导施工过程,规避可能存在的风险,保证地下洞室群施工安全。; 张超张社荣崔溦王超; 关键词：地下洞室群围岩层次分析法系统开发

空中和水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应对比分析被引量：23: 2015年; 爆炸冲击波在不同物理属性介质中的传播特性存在较大差别,使得其对数值模拟网格尺寸的依赖性也不尽相同。采用Euler算法建立了不同当量、不同网格尺寸下自由场空中和水下爆炸的全耦合数值模型,通过数值解与经验公式计算值对比,对空中和水下不同比例爆炸距离处爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸效应及计算精度进行了对比研究。结果表明对于空中爆炸,比例爆炸距离较大处冲击波峰值超压的数值计算误差较小,而水下爆炸基本上与此相反;空中爆炸冲击波峰值的数值计算误差曲线以比例爆炸距离0.7 m/kg1/3为界,具有明显的"前陡后缓"特征,而水下爆炸的误差曲线整体上较为平缓。此外,文中提出可采用"炸药半径与网格尺寸之比"确定网格尺寸,通过具体算例证明了该方法对不同当量的空中爆炸和水下爆炸问题均具有较强的适用性。; 张社荣李宏璧王高辉孔源; 关键词：水下爆炸爆炸冲击波

水下和空中爆炸时混凝土重力坝动态响应对比分析被引量：14: 2014年; 由于水和空气的物理属性差异以及与爆炸产物的界面作用效应不同,使得水下和空中爆炸冲击波传播特性及其荷载作用下的大坝结构动态响应存在较大的差异。通过构建混凝土重力坝水下爆炸和空中爆炸的全耦合数值仿真模型,考虑炸药起爆、冲击波传播、冲击波与结构的相互作用以及结构的动态响应等复杂过程,在对比分析爆炸冲击波在水下和空中传播特性的基础上研究了水下和空中爆炸冲击波对大坝动态响应及损伤程度的影响。研究表明,水下爆炸冲击荷载作用下混凝土重力坝动态响应及损伤程度均较同等炸药量下空中爆炸冲击荷载作用时大;在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下爆炸冲击波传播的特性及大坝在水下爆炸荷载作用下的动态响应。; 张社荣孔源王高辉; 关键词：混凝土重力坝水下爆炸

水下爆炸冲击下重力拱坝的破坏特性被引量：4: 2014年; 为了了解重力拱坝在水下爆炸冲击荷载下的破坏模式,通过建立混凝土重力拱坝水下爆炸全耦合模型,考虑混凝土高应变率效应,对水下爆炸冲击下重力拱坝动态破坏过程进行了全性能数值仿真,针对重力拱坝的结构特性及受力特点,探讨了大坝在水下爆炸冲击荷载作用下的可能破坏模式及破坏机理。结果表明,重力拱坝抗爆薄弱部位主要位于坝体中上部,坝身下部抗爆性能较强;当炸药在拱冠梁处起爆时,表孔中墩及边墩发生冲切和震塌滑移破坏;当炸药在距右岸1/4拱圈处爆炸时,坝肩发生震塌破坏,影响坝肩抗滑稳定及坝体整体安全性。; 张社荣杨明王高辉; 关键词：重力拱坝水下爆炸破坏模式冲击荷载

Methodology for estimating probability of dynamical system's failure for concrete gravity dam被引量：2: 2014年; Methodology for the reliability analysis of hydraulic gravity dam is the key technology in current hydropower construction.Reliability analysis for the dynamical dam safety should be divided into two phases:failure mode identification and the calculation of the failure probability.Both of them are studied based on the mathematical statistics and structure reliability theory considering two kinds of uncertainty characters(earthquake variability and material randomness).Firstly,failure mode identification method is established based on the dynamical limit state system and verified through example of Koyna Dam so that the statistical law of progressive failure process in dam body are revealed; Secondly,for the calculation of the failure probability,mathematical model and formula are established according to the characteristics of gravity dam,which include three levels,that is element failure,path failure and system failure.A case study is presented to show the practical application of theoretical method and results of these methods.; 王超张社荣孙博王高辉

混凝土重力坝水下接触爆炸下的毁伤特性分析被引量：10: 2014年; 采用常规有限元法研究接触爆炸下的结构破坏特性时,往往将由于网格高度畸变而导致计算中断或错误的结果。考虑炸药、流体、结构之间的动态耦合及混凝土的高应变率效应,采用SPH-FEM耦合方法,其中SPH法用于模拟爆炸近区的坝体大变形,FEM法用于模拟远场坝体响应,构建了混凝土重力坝水下接触爆炸的全耦合模型,对水下接触爆炸下的大坝动态响应及毁伤特性进行分析。研究表明,采用SPH-FEM耦合分析技术可以较好地揭示水下接触爆炸下大坝冲坑形成及其毁伤特性;水下接触爆炸冲击荷载作用下大坝受损程度比水下非接触爆炸时严重,在研究水工大坝抗爆性能时,应重点关注水下接触爆炸下的大坝毁伤特性。; 张社荣孔源王高辉李宏璧; 关键词：混凝土重力坝水下接触爆炸冲坑

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