双层钢板高强混凝土复合井壁强度数值模拟

高强混凝土作为一种新的建筑材料,具有强度高、变形小、良好的抗渗性和抗冻性。将高强混凝土用于深厚表土层立井井筒工程中,能满足我国不断加深的钻井和冻结井筒建设的需要。高强混凝土复合井壁具有减小井壁厚度,防止井壁渗水,降低建井成本的优点。

通过对双层钢板混凝土复合井壁结构受力分析指出,由于内、外钢板筒的约束作用,中间混凝土层完全处于三轴受压应力状态,混凝土抗压强度得到了较大程度地提高。根据现行混凝土结构设计规范关于多轴应力状态下混凝土强度验算的相关规定,提出了双层钢板混凝土复合井壁设计计算新方法,并得到了模型试验的验证,通过实例计算结果表明,采用这一新方法设计的井壁结构不但安全可靠,而且还可大大降低井壁混凝土的设计强度等级或减薄井壁厚度,解决了特厚表土层钻井井壁结构的设计计算难题。目前,该方法已应用于工程实际的井壁结构设计中。

我国新建井筒所穿越的表土层越来越厚,急需提高井壁结构的强度,越来越多的井壁采用钢纤维高强混凝土。将影响该种井壁水平极限承载力的主要因素进行无量纲化,通过数值计算试验,发现了井壁水平极限承载力与影响因素之间的规律,归纳得到了计算公式。

针对600～800m特厚表土层中冻结井筒的支护难题,根据约束混凝土原理,提出合理的解决途径是采用内层钢板高强钢筋混凝土复合冻结井壁结构。通过模型试验,对该种井壁结构的应力、变形和强度特性进行深入研究,结果表明:由于内层钢板筒的约束作用,井壁结构中混凝土处于三轴受压应力状态下,其变形能力和抗压强度都得到较大程度的提高,井壁破坏时,内缘混凝土的环向应变可达-4000με,表现出较好的延性特性,改善了高强混凝土的脆性缺陷。如将目前现场使用的现浇高强钢筋混凝土冻结井壁改为内层钢板高强钢筋混凝土复合结构形式,则井壁承载能力可大大提高,可合理地解决特厚表土层中冻结井筒的支护难题。影响该种井壁极限承载力大小的因素依次为混凝土抗压强度、厚径比、内层钢板厚度和配筋率,其中提高混凝土强度对井壁承载力影响非常显著,如将混凝土强度提高10mpa,则井壁承载力将提高约13.8%。而增大配筋率对井壁承载力影响甚微,所以,在实际工程应用中,为经济合理设计井壁,只需配置单外排钢筋。最后,根据理论分析和试验结果推导出该种井壁承载力的计算公式,从而为该种井壁结构的工程应用提供设计依据。

运用有限元分析软件ansys/ls-dyna对钢纤维体积分数为0,0.5%,1.0%,钢管壁厚度为4,7.5mm的钢管钢纤维高强混凝土遮弹层进行抗侵彻数值模拟研究,引入jhc模型来描述钢纤维高强混凝土在高速、高压环境下的非线性变形和破坏情况。通过分析距离中心侵彻位置不同节点的位移变化曲线,研究了钢管分隔作用对遮弹层抗侵彻的影响,并与现场试验结果进行对比,吻合较好。同时,研究了钢纤维体积分数及钢管壁厚度对遮弹层抗侵彻的影响,结果表明:钢纤维的掺入减轻了弹体的破坏效应、限制了侵彻深度;钢管壁厚度的增加使其更好地发挥了自身的套箍及吸能作用,提高了遮弹层整体的抗侵彻能力。

运用有限元分析软件ansys/ls-dyna对钢纤维体积分数为0,0.5%,1.0%,钢管壁厚度为4,7.5mm的钢管钢纤维高强混凝土遮弹层进行抗侵彻数值模拟研究,引入jhc模型来描述钢纤维高强混凝土在高速、高压环境下的非线性变形和破坏情况。通过分析距离中心侵彻位置不同节点的位移变化曲线,研究了钢管分隔作用对遮弹层抗侵彻的影响,并与现场试验结果进行对比,吻合较好。同时,研究了钢纤维体积分数及钢管壁厚度对遮弹层抗侵彻的影响,结果表明：钢纤维的掺入减轻了弹体的破坏效应、限制了侵彻深度;钢管壁厚度的增加使其更好地发挥了自身的套箍及吸能作用,提高了遮弹层整体的抗侵彻能力。

高强混凝土与钢筋粘结_滑移的数值模拟

在梁的非线性有限元分析中,钢筋与混凝土界面的粘结-滑移是十分复杂的问题.为研究粘结长度对梁力学性能的影响,以粘结长度为变化参数构造了三根模型梁.基于模型梁几何参数,利用以前学者由试验得到的粘结滑移曲线,采用非线性弹簧单元combin39模拟了钢筋和混凝土之间的粘结滑移,建立了粘结滑移关系曲线与弹簧单元f-d曲线的转换技术.基于ansys强大的后处理功能对考虑粘结滑移问题的混凝土模型梁进行了细致的研究,在一定程度上丰富了梁式构件的数值仿真理论.

针对永煤集团新桥矿副井表土层厚、井筒直径大、井壁受力复杂的特点,在永城矿区冻结段井壁结构设计中,首次采用了c70高强混凝土。通过对混凝土配合比的多次试验和研究,确定出合理的配制参数。经过试验段的进一步验证,使得c70高强混凝土在新桥矿副井井筒冻结井壁工程中得到了成功应用。

针对钢筋混凝土结构和铜板复合混凝土结构井壁壁后充填检查与补注浆的施工与效果。

特种复合外加剂高强混凝土的研究

提出一种新型的冻结井高强混凝土预制弧板外层井壁结构形式,通过原材料强度模型试验,研究了其力学形态和极限承载力.研究表明,该种新型井壁结构形式具有在井下装配后即可满负荷工作,承载能力大、受力特性好等优点,适用于400m以上深厚表土层冻结井外层井壁支护.

为研究高强钢板的热冲压成形性,采用abaqus软件对高温下22mnb5高强钢板沟槽形件冲压成形进行了数值模拟研究.建立了基于热力耦合的弹塑性有限元模型和热成形下的材料模型,通过对沟槽形件热成形进行数值模拟,考察了压边力、模具间隙和凹模圆角半径等工艺参数对热成形时温度分布和回弹的影响,给出了热成形中产生回弹的机理,确定了合适的工艺参数,通过热成形试验验证了数值结果的可靠性.

对高强钢筋混凝土预制弧板井壁结构的研究表明,实验结果与数值计算结果基本一致。高强钢筋混凝土预制弧板井壁结构具有很高的承载能力,影响其承载能力的主要因素依次为混凝土的强度等级、厚径比和配筋率。在均布荷载作用下,混凝土的强度等级提高10mpa,极限承载力提高126mpa。厚径比每增加1%,极限承载力增加085mpa。增大配筋率对提高其极限承载力作用不大,配筋率增大3倍,极限承载力只增加了01mpa。

本文在对12根柱试件在弹性阶段的轴压复合刚度的试验研究的基础上,参考大量文献、规程,分别计算核心钢管混凝土和外围钢筋混凝土复合刚度,进行叠加得到钢管高强混凝土核心柱复合刚度,所得结果与试验结果较为一致.

为研究外方内圆复合钢管高强混凝土短柱轴心受压性能,完成了三组共23个试件的轴压试验和典型试件的非线性有限元分析。试验结果表明:各试件的破坏形态基本相同,为方钢管向外鼓曲,方钢管与圆钢管之间的混凝土酥松、局部压碎;试验结束时,试件纵向应变达到0.09～0.11,尚能承担约70%的峰值竖向力;按文献[8]有关公式计算得到的试件压缩刚度平均值为实测值的83.6%;采用圆钢管对其管内混凝土提供约束,方钢管对混凝土不提供约束、但提供轴压承载力的计算假定,试件轴心受压承载力计算值与试验值吻合良好;非线性有限元计算得到的竖向力-纵向应变曲线及破坏过程与试验结果符合较好。

纤维增强复合材料(frp)近年来在混凝土结构加固中得到广泛的应用。介绍了frp材料的性能、特点,综述了国内外frp加固高强混凝土柱的研究现状,并对其今后的研究和发展前景进行了展望。

高强钢筋高强混凝土柱的非线性数值分析——目的研究配有高强钢筋的高强混凝土柱的抗震性能．方法采用opensees开放式软件对配有高强钢筋的高强混凝土柱进行非线性有限元分析，并将计算结果与同等参数条件下的拟静力试验进行了对比．对影响柱子延性的主要因素进行...

青岛理工大学 第二届高强混凝土配制技术大赛设计书 队名：224 队长姓名：高梓峰 联系方式：15653253825 选手档案 队名姓名性别学院班级联系电话 224高梓 峰 男土木工 程学院 工建 096 15653253835 巩明 远 男土木工 程学院 工建 096 13105159565 王洪 坤 男土木工 程学院 工建 096 13210269796 吕童男土木工 程学院 工建 096 18053200786 方案设计 （方案设计包括实验步骤、材料配合比、实际用量计算以及创新性、经济性说明） 实验步骤（1）筛石子和沙子，沙子和石子的质量是根据砂率和体积法求的！ （2）称量各材料用量 （3）拌制混凝土，先将沙子和水凝胶料拌匀，将石子掺入拌匀加 水1/3拌匀，再加入水1/3拌匀，加减水剂，并用水冲净！ 拌

针对高强混凝土的优越性、施工技术、存在问题及改善途径进行了论述。

高强混凝土及配合比

针对550～700m巨厚冲积层中煤矿立井井筒的支护难题,提出采用钢筋钢纤维高强混凝土的井壁结构。通过模型试验,对这种井壁结构的力学特性和破坏特征进行了深入研究。结果表明:在相同条件下,采用钢筋钢纤维高强混凝土可显著地提高井壁的承载力,并可改善普通高强钢筋混凝土井壁延性差的缺陷,具有良好的塑性特征,且提高了井壁结构的工程可靠性。最后,根据理论分析和试验结果推导出了钢筋钢纤维高强混凝土井壁承载力的计算公式,从而为该种新型井壁结构的工程应用提供了设计依据。