高大模板支撐體系的防錯(cuò)機(jī)理和對(duì)策研究

高大模板支撐體系坍塌事故頻發(fā)，大概率結(jié)構(gòu)性人為錯(cuò)誤是主要原因。在“改錯(cuò)”不奏效和“容錯(cuò)”不合理的情況下，本項(xiàng)目基于“防錯(cuò)”、“限錯(cuò)”、“容易改錯(cuò)”和“防連續(xù)性坍塌”的防錯(cuò)設(shè)計(jì)思想，在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行以下研究：(1)通過(guò)施工人員的行為觀察、訪談和調(diào)研, 在工人-支撐體系關(guān)系層面上，研究結(jié)構(gòu)性人為錯(cuò)誤的發(fā)生機(jī)理和規(guī)律；(2)考慮錯(cuò)誤的發(fā)生概率、改錯(cuò)效果和對(duì)可靠度的影響，提出錯(cuò)誤危險(xiǎn)性的綜合量化計(jì)算方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，制定防錯(cuò)設(shè)防水準(zhǔn)，研究各類錯(cuò)誤的防錯(cuò)機(jī)理；(3)研究防錯(cuò)型模板支撐體系的結(jié)構(gòu)型式、連接方式、構(gòu)造措施和輔助設(shè)施，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和檢測(cè)，通過(guò)施工人員的體驗(yàn)和訪談，驗(yàn)證防錯(cuò)效果；(4)在節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)和防錯(cuò)型結(jié)構(gòu)體系足尺試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行承載力的計(jì)算分析，提出承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和防塌驗(yàn)算法，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。為防止高大模板支撐體系坍塌事故提供新方法，為防止其他施工事故提供新思路。 2100433B

對(duì)有代表性、用途廣泛的8種國(guó)產(chǎn)鈦合金進(jìn)行多種條件下的疲勞試驗(yàn)，并用掃描電鏡和透射電鏡分析斷口形貌和組織結(jié)構(gòu)，把宏觀性能和微觀機(jī)理結(jié)合起來(lái)，提出鈦合金疲勞損傷和壽命預(yù)測(cè)的理論模型。除了金屬疲勞過(guò)程的一般規(guī)律外，工業(yè)純鈦和鈦合金中的α相因具有六方晶體結(jié)構(gòu)而其自身特點(diǎn)，即在循環(huán)變形中有孿晶形成，且常伴隨有微裂紋，這是鈦合金疲勞損傷和性能退化的重要機(jī)理。此外，在熱循環(huán)中也有孿晶形成。但孿晶也有積極的作用。工業(yè)純鈦和某些α鈦合金在低溫直至液氮溫度，不僅強(qiáng)度提高，其塑性也提高，我們稱之為“孿生誘導(dǎo)塑性”。理論和實(shí)驗(yàn)證明：加入能降低α相中層錯(cuò)能的合金元素，就能獲得輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌、低溫疲勞性能好的鈦合金。 2100433B

隨著地球地震活躍期的來(lái)臨，在我國(guó)西部大開發(fā)建設(shè)的背景下，為了保證強(qiáng)震作用下隧道特別是抗震最薄弱部分的明洞段安全，亟需相應(yīng)的減震機(jī)理與災(zāi)害控制對(duì)策研究。采用資料調(diào)研、數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)等方法，本課題深入研究了隧道洞口段的地震響應(yīng)機(jī)理及減震對(duì)策。 （1）通過(guò)文獻(xiàn)資料的廣泛搜集，明確隧道洞口段的破壞形式可分為：①邊坡失穩(wěn)破壞導(dǎo)致的崩塌、滑落造成其變形和壓損；②隧道門墻壁的破損、傾斜、開裂等問(wèn)題；③隧道過(guò)斷層段的錯(cuò)動(dòng)。 （2）結(jié)合模型試驗(yàn)和數(shù)值分析的方法，研究仰坡角度、襯砌剛度，減震縫間隔對(duì)隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響，得出結(jié)論有：①過(guò)大的襯砌剛度對(duì)襯砌的受力不利，在保證靜力荷載和變形的條件下，適當(dāng)減小襯砌的剛度可以吸收地震荷載的能量，對(duì)隧道抗震更有利。②無(wú)配筋襯砌相比有配筋襯砌的峰值彎矩大，明洞以及洞口附近襯砌應(yīng)予以配筋。③仰坡坡度越大，洞口段上覆土層越厚，其慣性力和主動(dòng)壓力越大，襯砌附加彎矩峰值越大。在洞口處可以通過(guò)接長(zhǎng)明洞來(lái)減小仰坡坡度，從而減小襯砌的受力，同時(shí)還可以預(yù)防地震引起的滑坡、落石等次生災(zāi)害。④洞口附近設(shè)置減震縫可以改善襯砌的受力，降低受力集中，使襯砌受力更均勻。 （3）借助模型試驗(yàn)和數(shù)值方法研究上部滑移隔震、下部滑移隔震、下部碎石減震、全包減震、隔震層 下部碎石減震五種措施的減震效果，得出設(shè)置隔震層和下部碎石對(duì)襯砌的減震作用明顯，下部碎石減震作用更為有效。洞門附近可以對(duì)基底進(jìn)行處理，這不僅可以增加基底承載力并且可以起到一定的隔震作用。 本課題研究成果有助于提高隧道結(jié)構(gòu)抗的抗減震，可為相關(guān)工程設(shè)計(jì)與施工提供指導(dǎo)，亦可為今后規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定提供理論和技術(shù)支持。 2100433B