张梦溪
- 作品数：35 被引量：93H指数：6
- 供职机构：天津大学更多>>
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- 相关领域：水利工程建筑科学自动化与计算机技术更多>>
- 常态-碾压混凝土联合筑坝材料变形特性与抗剪强度准则研究被引量：5
- 2019年
- 联合筑坝形式下坝体的多个部位往往存在大体积常态与碾压混凝土材料共用的情况。坝体结构中两种材料分布部位的多样性和力学性能的差异性是导致坝体出现变形协调问题的主要原因。为分析筑坝材料的变形协调特性,建立了常态-碾压混凝土复合试件细观数值模型,基于实际工程材料性能数据,采用非均质有限元法计算分析了复合试件的细观强度特性,评价了粉煤灰掺量、材料界面倾斜角对联合筑坝复合材料力学性能的影响,结果表明:混凝土复合试件强度介于两种材料之间且随粉煤灰掺量的增加而降低,侧向压应力对复合试件的强度提升较大,根据数值试验数据,提出了联合筑坝形式下复合试件的破坏准则,分析了复合试件斜剪破坏产生机制,验证了剪切破坏准则的有效性与可靠性,研究结果可为联合筑坝材料设计提供参考。
- 李明超张梦溪张津瑞
- 关键词：数值模拟
- 水工结构数值仿真等几何分析方法初探被引量：6
- 2018年
- 水工结构数值仿真计算是工程设计和运行评价的重要环节,但对于复杂结构的建模与分网过程繁琐耗时,目前普遍采用的有限元分析的几何模型与分析模型存在明显差异,难以实现"精细化"与"高效率"的求解。等几何分析作为一种集成前处理与分析过程的新型数值方法,在数值建模与计算分析等方面具有优势。基于等几何分析开展水工结构数值仿真计算新方法研究,以碾压混凝土重力坝为例,建立相应的多片等几何模型,从计算精度和仿真效率两个角度将等几何分析与有限元分析的计算结果进行了全面对比。数值模拟结果表明,等几何分析方法在建模、计算与求解分析多方面表现出明显优势,该方法建模简便、数值解精度高、收敛速度快、仿真效率高,具有很好的灵活性和适用性,为水工结构数值模拟分析提供了一种全新的手段和方法。
- 李明超张梦溪
- 关键词：等参元有限元分析碾压混凝土重力坝数值仿真
- 高碾压混凝土重力坝分区材料-结构界面特性与变形协调仿真分析被引量：12
- 2020年
- 高碾压混凝土重力坝不同功能部位“结构特性”与“材料性能”的差异产生的变形协调问题直接关系到工程结构的安全运行,现阶段变形协调分析多是对结构变形和受力进行分析,对异种材料变形协调机理认识不足,缺乏理论基础研究。本文基于界面力学理论,考虑混凝土坝分区中常见的两种双材料界面形式与理想界面的连续边界条件,基于奇异性特征值的特征方程,提出了以应力奇异性特征值作为异种材料变形协调的评价指标,并通过有限元分析验证了理论计算的正确性与有效性;进而分析了界面结合角度和异种材料组合对单侧自由界面端与埋入界面折点处应力奇异性的影响,通过非均质有限元数值仿真分析了复合试件破坏模式,研究了抗压强度与应力奇异性特征值的关系;最后通过统计实际混凝土坝工程中不同坝段内的双材料界面的材料参数(弹性模量)与结构参数(界面形式与结合角度),计算奇异性特征值,评价了该工程中界面的变形协调特性,为高混凝土坝分区材料-结构设计与材料选取提供新的思路。
- 李明超张梦溪沈扬冯达闵巧玲
- 关键词：高碾压混凝土重力坝数值仿真
- 新型碾压式导电混凝土功能材料力学性能试验与精细仿真分析被引量：1
- 2022年
- 碾压式导电混凝土(electrically conductive roller-compacted concrete,ERCC)是一种新型功能性材料,可通过自身电热性能解决高寒地区路面跑道人工除雪去冰效率低、大坝工程结构温控难等问题.本文开展了ERCC材料设计、物理试验与数值仿真分析研究.利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)测试分析了表面活性剂对ERCC浆体流动性、炭黑分散效果的改善机理;针对碾压成型的大型ERCC钻芯取样试件,开展了力学性能的宏观试验与X射线断层扫描(X-ray computed tomography,XCT)的细观试验;进而在材料试验的基础上,通过耦合连续介质、非连续介质计算方法进行ERCC精细化数值仿真分析,建立了基于真实骨料的ERCC细观模型,解决了传统混凝土细观模拟中XCT模型计算成本过高、非连续介质计算效率低、传统球体/多面体骨料模型的精细化程度差等问题.结果表明:ERCC表面活性剂可明显改善炭黑分散效果,采用碾压施工工艺成型质量较好,抗压强度为22.85 MPa,劈拉强度为1.72 MPa,弹性模量为23.7 GPa,孔隙体积比为1.05‰;在砂浆、界面强度一定时,增大骨料体积比,可不同程度提高ERCC的力学性能;精细化仿真计算结果与多个实际工程混凝土材料特性统计规律相吻合,相比传统混凝土细观模拟方法具有更好的适用性.
- 李明超闵巧玲张梦溪刘东海沈扬冯达
- 关键词：力学特性
- 基于反应力场分子动力学的水化硅酸钙水解弱化机理研究被引量：4
- 2021年
- 作为混凝土材料的主要胶结相,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的水解弱化是导致混凝土材料破坏和胶凝力下降的重要原因。本文通过反应力场分子动力学模拟研究了C-S-H凝胶中含水率对其分子结构、力学性能及动力学特性的影响。模拟研究结果表明:水分子的渗透加速了硅酸钙骨架的平移运动,这与整个结构稳定性的下降直接相关。C-S-H硅链上具有较高反应活性的非桥接氧有助于水解反应的发生,水解反应产生的羟基与未水解的水分子在C-S-H层间区域形成了复杂的氢键网络,使结构的薄弱区域逐渐由层内过渡到层间区域,降低了硅链在单轴拉伸过程中的重新排列程度;随含水率增加,C-S-H中出现更多的缺陷结构,导致C-S-H凝胶力学性能降低。
- 侯东帅于娇张津瑞张梦溪董必钦
- 关键词：水化硅酸钙分子动力学水解反应动力学特性
- 不同截面形式振子的流致振动试验被引量：11
- 2016年
- Bernitsas开创性地提出了涡激振动能量转化机的基本概念.VIVACE具有启动流速低、能量密度大等优势,具有良好的开发前景.本文基于VIVACE的基本理念,进行了圆形、正三角形、正方形及正六边形4种截面形式振子的流致振动对比试验研究,目的在于比较不同截面振子的涡激振动与驰振响应特点,并基于此研究适用于流致振动能量开发的振子截面形式.结果表明:4种振子中,圆形截面振子的振动突显"自限制"涡激振动特点,而其他截面振子则并未出现;4种振子中,圆形与正三角形较其他两种截面形式更适用于能量开发,其中圆形截面适用于低流速及流速变化不大的环境条件,正三角形截面适用于流速较高及流速变化较大的环境条件.
- 燕翔练继建刘昉张军张梦溪
- 关键词：流致振动截面形式振幅稳定性
- 考虑等几何分析的混凝土重力坝变形安全预测分析
- 坝体变形是评价大坝安全运行状态的重要指标,现阶段主要结合数值模拟与统计分析预测坝体变形的时序变化,当对坝体的多测点变形进行预测分析时,有限元模型适用性不高,且FEA单元间为低阶连续,不利于坝体变形梯度的精确表达。本文总结...
- 张梦溪任秋兵李明超
- 关键词：大坝变形预测混合模型有限元分析基函数
- 文献传递
- 碾压式导电混凝土电热试验与供电模式分析被引量：4
- 2021年
- 我国的建坝重心不断向高寒地区转移,工程经验表明,低温作用下碾压混凝土坝越冬层面所在高程附近易发生温度开裂,给该类坝型温控防裂提出了更高的要求。传统的外置保温措施在大仓面上的铺设和拆除必然会提高施工成本,同时降低施工效率。针对上述问题,制备了一种能够适用于碾压工艺的导电混凝土材料(ERCC),测试了大尺寸碾压试件ERCC层的电热温升性能,基于测试数据反演了ERCC的导热系数和比热容;根据热流量平衡关系推导了坝体内外温差与抵御寒潮所需通电电压的U-ΔT定量模型,利用电-热-结构耦合的方法模拟了气温骤降作用下越冬层面温度场和应力场演变过程,以典型测点温度平稳度为目标优化每日供电方式,通过优化结果验证了所推导模型的可靠性;通过对比气温骤降条件下“薄层表面保温+ERCC通电加热”与“常规保温材料”两组共9个温控方案的温度、应力以及经济成本,发现所提出的供电模式在改善温度和应力分布方面具有优良的效果,可为解决坝体越冬层面温控问题提供新的思路。
- 张梦溪李明超张津瑞胡昱
- 关键词：碾压混凝土坝温控供电模式
- 一种光伏供能的土石坝上坝道路控温系统
- 本发明公开一种光伏供能的土石坝上坝道路控温系统，涉及自控温混凝土技术领域，包括光伏系统、整流系统、耗能系统和控制系统；光伏系统包括多个光伏组件；整流系统包括汇流模块和配流模块，汇流模块对光伏系统的电能汇流整合，配流模块对...
- 张梦溪何殷鹏张津瑞李明超邓根华吕通
- 碾压混凝土层间水分非饱和传输试验与数值分析被引量：4
- 2022年
- 混凝土结构遭受环境侵蚀破坏的现象普遍存在于水利工程中,非饱和水分传输是产生环境侵蚀的一个重要因素。碾压混凝土由于自身施工特点容易出现层间、界面等薄弱面,研究非饱和水分传输行为有助于提高混凝土耐久性能。为深入分析碾压混凝土中水分传输的特点和影响机理,采用试验和细观模拟相结合的方式,在分析初始条件、吸水时间等水分传输影响因素外,重点分析了碾压混凝土在水分传输中的各向异性以及层间对水分传输特性的影响。试验与模拟结果表明,碾压混凝土不同方向的水分传输特性差异较大,层间结合及其位置对混凝土水分传输过程影响较大,为提高碾压混凝土防渗抗裂性能提供了科学依据。
- 李明超冯达张梦溪邓根华张俊涛何殷鹏
- 关键词：碾压混凝土层间结合各向异性
