王海军
- 作品数：47 被引量：123H指数：8
- 供职机构：南京水利科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学水利工程矿业工程交通运输工程更多>>
- 考虑电阻随机分布的坝体渗漏识别规律数值模拟研究
- 2023年
- 大坝内部渗漏缺陷会影响大坝的使用安全,目前检测大坝渗漏缺陷的主要方法之一是高密度电法,然而已有研究未考虑电阻随机分布下的坝体渗漏识别。为此,通过生成随机电阻的模型作为初始数据背景,假设渗漏处缺陷,采用温纳、偶极装置,利用res2Dmod、res2Dinv软件对模型进行正演和反演,分别通过以下两种方法进行识别:①对反演结果图进行单独识别,根据电阻率异常确定大坝内隐患部位;②将反演结果图对照初始数据背景反演图初步识别再利用两者电阻差进行二次甄别确定隐患位置。仿真结果表明,电阻随机分布情况下,未采取初始数据背景对照做差的渗漏识别误差大、干扰多,采取初始数据背景对照做差的渗漏识别结果准确、清晰。
- 孙佳易王海军杨成汤雷杭丹
- 关键词：高密度电阻率法大坝渗漏数值模拟
- 泸定水电站泄洪洞进水塔结构抗震安全分析被引量：11
- 2010年
- 水电站泄洪洞进水口结构的安全关系到整个电站的安全和效益,泸定水电站泄洪洞进水口工程规模大,特别是2号泄洪洞进口塔体较高,其体型和边界受力情况都较为复杂。通过三维有限元对2号泄洪洞开展动、静力分析研究,计算分析了进水塔结构的自振特性,并通过反应谱方法计算了在水平向地震作用下进水塔结构的动力响应,包括动位移、动应力和加速度分布,论证了其抗震安全性。计算结果表明,在地震力作用下,进水塔结构的变形与强度均能满足要求,但在抗震薄弱部位应力较大,在结构设计时需采取特殊措施,以确保塔体结构的安全。计算结果可为进水塔结构设计提供科学依据。
- 张继勋任旭华王海军乐成军
- 关键词：泄洪洞进水塔抗震分析
- 低应力区岩石变形记忆效应形成机制及失忆性被引量：4
- 2014年
- 地应力信息储存于开挖后的岩石中,变形率变化法(DRA)是基于岩石变形记忆效应测量地应力的方法,正确的机制是认识变形记忆效应与推广、改进DRA法的基础。传统推测的机制并不能解释低应力区存在变形记忆效应及失忆性等现象。首先进行火山沉积岩试样的物理试验,证明低应力区仍然存在变形记忆效应,记忆信息可同时采用侧向应变及轴向应变测量,两者精度一致。提出在低应力区,岩石变形记忆效应机制为微裂纹接触面及颗粒接触面的摩擦滑动。基于此机制,采用弹性元件、黏性元件和圣维南体构建相应的轴对称理论基本单元模型及多接触面理论模型。进行不同放置时间下的单轴循环压缩试验。结果表明,由轴对称理论模型可以得到低应力区岩石变形记忆效应、侧向DRA曲线与轴向DRA曲线准确度一致且在记忆信息处向上弯曲等、并对失忆性现象进行了初探。理论模型与物理试验结果一致,由此证明微裂纹接触面及颗粒接触面的摩擦滑动可以得到低应力区岩石变形记忆效应。同时,理论模型及物理试验结果为提高DRA法的测量准确度提供了依据。
- 王海军汤雷任旭华杨安玉牛岩
- 关键词：地应力测量
- 基于3D-ILC脆性材料双共面与障碍内裂纹扩展特性
- 2021年
- 内裂纹是岩石等脆性材料的固有属性,裂纹间相互作用对材料断裂破坏特性影响巨大。以往研究多集中于表面裂纹或可简化为二维问题的穿透裂纹,对于三维内裂纹相互作用研究较少。基于3D-ILC,在不损伤试样表面的前提下生成内裂纹,对含障碍裂纹与不含障碍裂纹的试样开展拉伸试验,借助应力双折射效应定性观测应力分布,并开展数值模拟研究。结果表明:①基于3D-ILC的内裂纹相互作用规律显著,该技术为三维内裂纹相互融合、穿透问题的研究提供了手段;②竖直障碍裂纹破坏了双共面裂纹的应力分布,可以减小双共面裂纹靠近障碍裂纹尖端的应力集中;③竖直障碍裂纹对试样的起裂和破坏存在促进作用,使共面裂纹内侧起裂荷载降低10%,外侧起裂荷载降低2.5%,破坏荷载下降26.1%,含障碍裂纹试样的起裂荷载为破坏荷载的33.7%,不含障碍裂纹试样的起裂荷载为破坏荷载的41%;④竖直障碍裂纹不会改变试样的断裂模式,2种试样均呈现纯I型破坏特征,沿双共面裂纹所在的平面形成光滑的断裂面,断口表面存在一圈圈可表征裂纹扩展融合过程的弧纹;⑤竖直障碍裂纹会增强试样断裂时的应力释放,在障碍裂纹周围产生大量残余应力;⑥最大拉应力准则(MTS)可用于含障碍内裂纹扩展数值模拟,裂纹扩展路径以及裂纹尖端应力强度因子分布规律,与试验结果一致。
- 王海军顾浩任然汤雷郁舒阳戚海棠
- 长期服役长隧洞衬砌裂缝分布规律与仿真分析
- 2023年
- 【目的】由于已建输调水隧洞工程均埋于地下,盲运时间较长,随着服役时间的增长,隧洞衬砌产生裂缝病害,严重影响运行安全,因此研究衬砌裂缝发生的规律极为重要。【方法】对某运行20 a的隧洞素混凝土衬砌裂缝进行现状调查和现场检测,基于现场检测数据分析,揭示该素混凝土衬砌病害发生的部位、类型、裂纹密集程度等规律,并进行初步成因分析。为进一步揭示该隧洞裂缝病害的成因和主控因素,基于Flac3D软件,开展典型洞段衬砌结构的三维数值仿真分析,得到了初始地应力、衬砌厚度、外水压力等对衬砌工作性态的影响,揭示了裂缝密集程度的主控因素。【结果】结果显示:(1)裂缝是该素混凝土隧洞衬砌中最为广泛的病害;(2)单位隧洞长度下的裂缝密集程度从高到低,依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段;(3)衬砌厚度、地应力、外水压力是影响单位隧洞长度下的裂缝密集程度不同的主要因素。【结论】数值模拟计算结果反映了衬砌裂缝密度差异的原因与现场检测结果一致。研究结果为水工隧洞建设与长效运维提供了参考。
- 李翔宇李军王海军张继勋汤雷王倩
- 关键词：引水隧洞
- 某坝后式厂房的静动力分析
- 2016年
- 金沙江某坝后式大型水电站位于地震高烈度区,分析其厂房结构在静、动力作用下的内力分布,对工程设计意义重大。采用大型三维有限元软件ANSYS建立厂房结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中考虑正常蓄水位、校核洪水位、检修三个工况,得到结构应力与位移分布。动力计算采用block lanczos法进行模态分析,得到厂房整体结构的自振特性,提取前10阶振型,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,分析和评估厂房结构各部位的动静变形和应力。结果表明,厂房结构刚度设计合理,部分区域出现应力集中现象,需提高强度,为类似工程提供了参考。
- 王海军张军赵晓红
- 关键词：坝后式厂房三维有限元振型分解反应谱法
- 基于3D-ILC含偏心内裂纹半圆弯拉断裂特性研究被引量：1
- 2020年
- 断裂力学是各行业的基础学科之一。半圆弯拉(SCB)试验为该领域经典试验,目前含裂纹的SCB研究多为底部切口等表面裂纹或穿透型裂纹研究。内裂纹和内部类裂纹缺陷是材料的固有属性,但是对于SCB内裂纹扩展规律研究较少。基于3D-ILC(三维激光疲劳内裂纹)技术,分析了表面无任何影响的情况下凭空生成任意参数的纯内裂纹,在SCB试样中生成内裂纹,对含内裂纹试样进行SCB试验,分析了裂纹生长过程、应力双折射规律、Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型裂纹扩展面、破坏形态、宏微观断口特征,开展数值模拟,得到裂纹尖端应力强度因子分布规律及扩展路径,与物理试验一致。结果表明:(1)基于3D-ILC的SCB内裂纹及Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型扩展断裂规律明显,3D-ILC为断裂力学中的内裂纹问题研究提供了有力工具;(2)应力云纹在内裂纹处显示应力集中,SCB整体云纹在内裂纹处发生明显变异;(3)SCB试样从预制裂纹处发生压剪型起裂,发生Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型裂纹扩展,分为光滑区和撕裂区,持续生长转变为动态断裂进而破坏,动态断口存在裂纹分叉出现雾化区、羽毛区特征;(4)根据M积分和最大周向应力准则,对试样进行了数值模拟,得到了试样内裂纹尖端应力强度因子分布规律及扩展路径,与试验结果一致。结论与成果对断裂力学领域的SCB试验、内裂纹、Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型断裂问题、裂纹扩展路径模拟问题的研究,具有重要意义。
- 张志韬王海军汤雷赵初李汉章苏正洋
- 关键词：半圆弯拉试验脆性材料
- 新型柔性铰接框架锚固体系及边坡支护分析
- 2023年
- 为解决传统框架锚固结构在地震和降雨荷载下可能导致的滑坡和结构失效问题,建立了一种新型柔性铰接框架锚固系统。该系统利用“内刚外柔”的设计理念,通过对传统框架锚固体系的支座连接部位设置铰接的方式,容许边坡有限变形进而通过适度的能量耗散来吸收部分荷载,限制边坡的位移变形,避免支护本身的破坏。采用Flac^(3D)有限差分软件建立了原边坡、传统框架锚固边坡和柔性铰接框架锚固边坡的计算力学模型,通过对比三者剪应变增量、滑动变形和拉应力进行稳定性评估,并采用强度折减法对3种不同支护进行失稳判断和安全系数求解。结果表明:柔性框架锚固支护对控制边坡滑动十分有效;在改善自身应力状态方面,柔性支护体系对比传统框架锚固体系具有明显优势,提高了边坡整体稳定性和抗震性能。该研究为边坡领域提供了全新的加固设计思路,同时为新支护体系的应用提供了依据。
- 李翔宇王海军徐玮汤雷王倩
- 关键词：边坡稳定支护效果
- 圆盘内裂纹扩展断裂试验及数值模拟研究
- 2019年
- 鉴于含裂纹的巴西圆盘试验多集中于二维或表面裂纹,而对含纯封闭内裂纹的巴西圆盘断裂研究较少的问题,开展了含90°三维内裂纹的树脂巴西圆盘试样单轴压缩试验,分析了裂纹扩展过程特征,并基于M积分及最大拉应力准则研究了KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律,通过断裂力学有限元软件FRANC3D实现内裂纹扩展全过程模拟。结果表明,含90°内裂纹试样在单轴压缩下裂纹破坏形态为竖直张拉裂纹;达到峰值荷载29.13kN时试样瞬间被劈裂为两半,内裂纹扩展速度达到700mm/s,对试样扩展、破坏形态及断口特征产生显著影响;通过数值模拟得出内裂纹尖端扩展路径,短轴端扩展速率最大,且数值模拟结果与试验相符。
- 张珂任旭华张继勋王海军郁舒阳贾悦
- 关键词：数值模拟
- PHC-钢管组合桩高应变检测修正方法被引量：1
- 2018年
- 针对PHC-钢管组合桩这类非常规桩的极限承载力设计及高应变检测难题,开展了高应变试验和竖向静载试验。设计制作3根不同长度组合的PHC-钢管组合桩,采用锤击法沉桩,通过高应变现场试验和竖向静载试验,得出基于两种试验数据的极限承载力;依据高应变和竖向静载试验结果,通过理论分析提出了PHC-钢管组合桩高应变实测曲线拟合法的修正方法。结果表明,对于PHC-钢管组合桩,高应变实测曲线拟合法得到的极限承载力大于竖向静载试验下的极限承载力,提出的修正方法计算结果与竖向静载试验结果基本一致,可用于PHC-钢管组合桩极限承载力高应变法检测。
- 王海军汤雷官福海胡骏文杨石扣
- 关键词：极限承载力高应变试验静载试验
