高大模板支撑体系的防错机理和对策研究

高大模板支撑体系坍塌事故频发，大概率结构性人为错误是主要原因。在“改错”不奏效和“容错”不合理的情况下，本项目基于“防错”、“限错”、“容易改错”和“防连续性坍塌”的防错设计思想，在前期研究的基础上，进行以下研究：(1)通过施工人员的行为观察、访谈和调研, 在工人-支撑体系关系层面上，研究结构性人为错误的发生机理和规律；(2)考虑错误的发生概率、改错效果和对可靠度的影响，提出错误危险性的综合量化计算方法和评价指标，制定防错设防水准，研究各类错误的防错机理；(3)研究防错型模板支撑体系的结构型式、连接方式、构造措施和辅助设施，进行节点设计和检测，通过施工人员的体验和访谈，验证防错效果；(4)在节点力学性能试验和防错型结构体系足尺试验的基础上，进行承载力的计算分析，提出承载能力极限状态设计法和防塌验算法，进行标准化设计。为防止高大模板支撑体系坍塌事故提供新方法，为防止其他施工事故提供新思路。 2100433B

对有代表性、用途广泛的8种国产钛合金进行多种条件下的疲劳试验，并用扫描电镜和透射电镜分析断口形貌和组织结构，把宏观性能和微观机理结合起来，提出钛合金疲劳损伤和寿命预测的理论模型。除了金属疲劳过程的一般规律外，工业纯钛和钛合金中的α相因具有六方晶体结构而其自身特点，即在循环变形中有孪晶形成，且常伴随有微裂纹，这是钛合金疲劳损伤和性能退化的重要机理。此外，在热循环中也有孪晶形成。但孪晶也有积极的作用。工业纯钛和某些α钛合金在低温直至液氮温度，不仅强度提高，其塑性也提高，我们称之为“孪生诱导塑性”。理论和实验证明：加入能降低α相中层错能的合金元素，就能获得轻质、高强、高韧、低温疲劳性能好的钛合金。 2100433B

随着地球地震活跃期的来临，在我国西部大开发建设的背景下，为了保证强震作用下隧道特别是抗震最薄弱部分的明洞段安全，亟需相应的减震机理与灾害控制对策研究。采用资料调研、数值模拟和模型试验等方法，本课题深入研究了隧道洞口段的地震响应机理及减震对策。 （1）通过文献资料的广泛搜集，明确隧道洞口段的破坏形式可分为：①边坡失稳破坏导致的崩塌、滑落造成其变形和压损；②隧道门墙壁的破损、倾斜、开裂等问题；③隧道过断层段的错动。 （2）结合模型试验和数值分析的方法，研究仰坡角度、衬砌刚度，减震缝间隔对隧道结构地震响应的影响，得出结论有：①过大的衬砌刚度对衬砌的受力不利，在保证静力荷载和变形的条件下，适当减小衬砌的刚度可以吸收地震荷载的能量，对隧道抗震更有利。②无配筋衬砌相比有配筋衬砌的峰值弯矩大，明洞以及洞口附近衬砌应予以配筋。③仰坡坡度越大，洞口段上覆土层越厚，其惯性力和主动压力越大，衬砌附加弯矩峰值越大。在洞口处可以通过接长明洞来减小仰坡坡度，从而减小衬砌的受力，同时还可以预防地震引起的滑坡、落石等次生灾害。④洞口附近设置减震缝可以改善衬砌的受力，降低受力集中，使衬砌受力更均匀。 （3）借助模型试验和数值方法研究上部滑移隔震、下部滑移隔震、下部碎石减震、全包减震、隔震层 下部碎石减震五种措施的减震效果，得出设置隔震层和下部碎石对衬砌的减震作用明显，下部碎石减震作用更为有效。洞门附近可以对基底进行处理，这不仅可以增加基底承载力并且可以起到一定的隔震作用。 本课题研究成果有助于提高隧道结构抗的抗减震，可为相关工程设计与施工提供指导，亦可为今后规范和标准的制定提供理论和技术支持。 2100433B