《基於模糊隨機損傷力學的混凝土高壩抗震安全評價研究》是依託浙江海洋大學，由王亞軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於模糊隨機損傷力學的混凝土高壩抗震安全評價研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王亞軍
- 依託單位：浙江海洋大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前全球已進入地震活躍期、而我國許多大型水利樞紐都處於地震帶、震害誘發的安全問題日益突出，項目以典型混凝土高壩為研究對象，基於光纖應變數測與振動台全景模型試驗，並結合CT工作站動態掃描與多維圖像重建，獲取高壩結構在震害作用下的動力裂紋擴展特點及分布規律；以隨機理論、模糊數學、非線性損傷力學為支撐，研究震害影響下高壩結構的各向異性損傷裂變機率密度演化；通過分析高壩結構的非線性模糊隨機動力損傷劣變過程，完成模糊隨機損傷勢函式推導，建立非確定本質的廣義動力損傷力學數值模型及模糊隨機動力損傷可靠度算法。項目預期將揭示混凝土高壩震害作用下細觀劣變與巨觀可靠性之間的數學物理關係，實現對高壩結構震害影響下力學特性的廣義損傷可靠度研究，形成相應的抗震安全評價方法。項目研究成果對於實現混凝土高壩結構安全性能定量化研究有重要意義，可以為高壩抗震設計和安全評價及管理提供科學依據。
結題摘要
高壩抗震是我國能源戰略安全體系中的重要一環，各類載入及工作環境下的混凝土築壩材料及基岩的裂變、損傷是影響高壩抗震安全的首要因素。本課題針對其中材料的模糊隨機多尺度裂紋發育機理及由此引發的高壩模糊隨機廣義可靠度問題進行深入研究。首先在實驗室內製作了全真1級配築壩混凝土材料試件，且從實地鑽取了壩址基岩樣本，完成了巨觀多軸載入和微觀、細觀電鏡及CT掃描物理力學實驗；通過分析微觀、細觀尺度下的材料樣本CT數量級和分布，確定了多尺度下的損傷變數計算模型；獲得了系統化的材料應力應變全過程曲線；基於此在數值擬合基礎上建立了材料應力應變本構模型，在應變等效假定基礎上推導了常規損傷力學發展方程，並通過構建模糊損傷度指標、對結構及材料物理力學場內損傷發育做數值統計分析，建立了混凝土及岩石類介質的靜力學模糊隨機損傷本構模型；通過分析結構的振型特徵，提出了模糊隨機損傷阻尼方程的概念化模型，通過模擬主動力損傷列陣建立了模糊隨機動力損傷本構關係矩陣，給出了系統化的模糊隨機動力損傷本構模型參數；基於岩石類介質的滲透壓力劈裂效應，提出了滲壓劈裂模糊隨機損傷模型；基於Weibull分布假定推導了混凝土材料的損傷演化方程，提出了溫度損傷耦合下的模糊隨機損傷可靠度模型；基於上述模型，對典型高壩結構做地震、溫度荷載、滲透等多物理力學場耦合模糊隨機損傷可靠度及敏感性仿真研究，對比傳統的物理力學場計算結果發現：本課題的研究方法更為全面直接，可就地震、溫度、滲透等災害及不利環境下材料及結構的運行狀態及可靠度作量化分析與計算，同時，拓展的多場模糊隨機損傷力學研究思路對實現大型水工結構複雜工作環境下的可靠度精細化研究具有重要啟發；截止目前已發表相關文章20篇，並就岩土工程廣義非確定問題出版專著一部。
