工程结构论文
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工程结构论文范文第1篇
1检测技术
传统的检测手段(如人工目测)和无损检测技术(如超声波、声发射、x-射线等)均是结构局部损伤的检测方法，难以预测预报结构整体的性能退化，无法实现实时的健康监测和损伤诊断。一个不可忽略的事实是：结构损伤的出现势必导致结构性能参数(如刚度、频率、阻尼或质量)的变化，如果这种变化能够很好的被检测和分类的话，就可以用来进行结构损伤诊断与健康监测，显然。这是整体的检测方法。
1.1整体结构监测
整体结构监测的主要内容包括沉降观测，位移观测、挠度观测、裂缝观测和振动观测等。每一种建筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。健康监测方法与测量仪器的发展密切相关。目前，GPS定位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用，并具有实时、连续、自动监测的优点，甚至与远程数据传输相结合，实现监测与决策智能化。监测的准确性取决于监测方案的科学性、监测点布置的合理性及测量仪器的精确度。
结构监测的方法可分为四类：(1)空间域方法，(2)模态域方法，(3)时域方法，(4)频域方法。其中空间域方法是根据质量、阻尼和刚度矩阵的改变来检测和确定损伤位置I模态域方法根据自振频率、模态阻尼比和模态振型的改变来检测损伤；在时域方法中。系统参数通过在一定时间内采样的数据来直接确定，精度较高，但很费时，在频域方法中，模态参数如自振频率、阻尼比和振型等是确定的，谱分析和频率响应函数被广泛应用。上述方法各有其优缺点。如频域方法和模态域方法使用转换的数据，数据转换存在误差和噪声。在空间域方法中，质量和刚度矩阵的建模与修正还存在问题，并且难以精确。将两三种方法结合起来检测和评估结构的损伤具有很强的发展趋势，比如将静载测试和模态测试的数据结合起来诊断损伤，这样可以克服各自方法的缺点并相互检查。与损伤检测的复杂性相适应。
1.2结构性能的检测
结构性能的检测是可靠性鉴定工作中的重要环节，内容一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸和钢筋位置及直径的检测、结构及构件的开裂和变形情况检测等。
1.2.1混凝土结构
混凝土强度及缺陷的检测技术目前得到了广泛的应用和发展，分为非破损检测技术和局部破损检测技术。由于非破损检测技术具有适用性强、可连续大面积测试、不破坏结构且能获得破坏试验不能获得的信息(如内部孔洞、疏松、不均匀性等)等特点，因此，一般情况下，均采用非破损检测技术(但检测结果的精确度较差)。到目前为止，关于混凝土强度的非破损检测技术有回弹法、超声法等，局部破损检测技术有钻芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。混凝土强度的检测技术已基本成熟，成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能。如；“回弹值——碳化深度——强度”关系，反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等较为成熟的混凝土强度和缺陷检测方法已经有了全国性的检测本论文由整理提供技术规程。
混凝土构件钢筋配置情况的检测有破损和非破损两类方法。破损方法是凿去检测部位的混凝土，直接量测钢筋的数量、直径及保护层厚度，然后与设计图纸比较。这种方法对构件有损伤，应尽可能少用。非破损方法主要有电磁法、雷达法和超声法，雷达法测试速度较快，电磁法相对较慢；对保护层厚度的测定用超声法精度相对较高。上述几种方法均不能准确测定出钢筋直径，也不能测定节点区的钢筋和构件中刚进的连接情况。而这些检测项目的结果客观上又是结构鉴定与加固的依据。因此迫切需要开发研制测试精度高的检测仪器。
1.2.2砌筑结构
砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些，技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差，但该项技术的发展势头猛，在国内形成了百家争鸣的可喜局面，目前，砌体结构材料强度的检测技术正日益成熟。
砌筑强度检测方法有现场检测法和间接测试法，现场测试法有推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种检测方法，需要从墙体上截取试件，比较困难，且试件稍经搬动，强度就会受到影响，故应用较少。间接测试法是通过检测砖和砂浆的强度，然后依据现行规范直接确定砌体强度。砖的强度检测通常可以从砌体上取样按常规方法进行检测，方法比较简单。砂浆强度检测方法有冲击法、点荷法、回弹法、筒压法、射钉法和剪切法等。
1.2.3钢姑构
与混凝土结构和砌体结构相比，工程建设中钢结构的数量相对较少，加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷，焊缝探伤等检验方法比较完普。因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法，如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。
结构鉴定与评估技术的发展与建筑市场和社会的需求有直接的关系，与国家的经济状况有密切的关系，同时又受到检测技术发展的影响。结构的可靠性评级是根据检测的结果进行评定，它是结构维修，加固的重要依据。根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)(2004年版)，房屋的综合评定按三个层次进行；第一层次应为构件危险性鉴定，其等级评定分为危险构件(Td)和非危险构件(Fd)两类；第二层次应为房屋组成部分(地基基础、上部承重结构、围护结构)危险性鉴定。其等级评定应分为a、b、c、d四等级；第三层次应为房屋危险性鉴定，其等级评定应分为A、B、C、D四等级。超级秘书网
建设工程质量的检测与鉴定技术已超出了单纯的结构安全的范畴，包括了结构的安金性、耐久性、适用性和抗灾害能力以及工程质量问题产生原因的鉴定与分析等综合问题。建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病。如设计造成的多层砖房温度裂缝问题，混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用。为设计规范和施工验收规范的修编提供了依据。
2结论
工程结构论文范文第2篇
关键词：系统仿真设计
一、系统仿真技术
所谓仿真就是建立系统的模型（数学模型、物理效应模型或数学-物理效应模型），并在模型上进行实验和研究一个存在的或设计中的系统。这里的系统包括技术系统，如土木、机械、电子、水力、声学、热学等，也包括社会、经济、生态、生物和管理系统等非技术系统。仿真技术的实质也就是进行建模、实验。现代仿真技术的发展是与控制工程、系统工程及计算机技术的发展密切相关联的。控制工程和系统工程的发展促进了仿真技术的广泛应用，而计算机出现及计算技术的迅猛发展，则为仿真提供了强有力的手段和工具。因此，计算机仿真在仿真中占有越来越重要的地位。
仿真技术得以发展的主要原因是它带来了重大的社会和经济效益。系统仿真的应用大致可分为：对已有系统进行分析时采用仿真技术；对尚未有的系统进行设计时采用仿真技术；在系统运行时，利用仿真模型作为观测器，给用户提供有关系统过去的、现在的、甚至是未来的信息，以便用户实时作出正确的决策；
在系统运行前，利用仿真模型作为预测器，向用户提供系统运行起来后，可能产生什么现象，以便用户修订计划或决策；利用仿真模型作为训练器，训练系统操纵人员或管理人员。在工程领域仿真技术可以降低系统的研制成本，可以提高系统实验、调试和训练过程的安全。
一般认为，建立模型是仿真的第一步，也是十分重要的一步。传统仿真技术中，一个仿真系统要首先建立起系统的数学模型--一次仿真模型，然后再改写成适合计算机处理的形式-仿真模型。仿真模型可以说是系统二次近似模型。建立起仿真模型后，才能书写相应的程序。
仿真基本上是一种通过实验来求解的技术。通过仿真实验要了解系统中各变量之间的关系，要观察系统模型变量变化的全过程，此外，为了对仿真模型进行深入研究和结果优化，还必须进行多次运行，系统优化等工作，因此，良好的人机交互性是系统仿真的一个重要特性。
二、虚拟现实技术
虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境--虚拟环境，用户投入这种环境中，就可与之交互作用、相互影响。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而也大大推进了计算机技术的发展。目前，虚拟现实技术已在建筑、教育培训、医疗、军事模拟、科学和金融可视化等方面获得了应用，渐已成为21世纪广泛应用的一种新技术。
虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，它具有以下主要特征：
（1）依托学科的高度综合化；
（2）人的临场化；
（3）系统或环境的大规模集成化；
（4）数据表示的多样化和标准化，数据存储的大容量、数据传输的高速化与数据处理的分布式和并行化。正是这些特征，使操作者沉浸其中，并通过多种媒体对感官的刺激，对所需解决的问题有了清晰和直观的认识，从而，也使模型的建立和验证更加方便。
三、系统仿真技术与虚拟现实技术的结合
传统的系统仿真技术很少研究人的感知模型的仿真，因而无法模拟人对外界环境的感知(听觉、视觉、触觉)随着多媒体技术、计算机动画、传感技术的发展，计算机模拟外界环境对人的感官刺激开始成为可能。事实证明，人类对于图像、声音等感官信息的理解能力远远大于数字和文字等抽象信息的理解能力。将仿真技术与虚拟现实技术相结合，利用虚拟现实技术进行仿真模型的建立和实验的模拟，使仿真的过程和结果可以实现图象化、可视化，使仿真的系统具有了三维、实时交互、属性提取等特征，极大地促进了仿真技术的发展，同时也使虚拟现实技术更加具有生命力。
四、仿真与虚拟现实技术在结构工程中的应用
仿真与虚拟现实技术近年来在机械、电子、水利、社会、经济、生态、生物等各个领域都得到了广泛的应用。
在结构工程中，仿真与虚拟现实技术已经应用于如下几个方面：
1．在工程结构分析中的应用
工程结构在各种荷载作用下的反应，其破坏特征和极限承载力是人们所关心的。当结构形式特殊，荷载及材料特性复杂时，人们往往求助于模型试验来测定其受力性能，但模型试验往往受到场地和设备的限制，只能做小比例模型试验，难以完全反映结构的实际情况。若用仿真与虚拟现实技术，则可以进行足尺寸的试验，还可以很方便地修改参数。此外，有些结构难于进行直接试验，用计算机模拟仿真就更能体现出优越性，如建筑物及构筑物在地震作用下的倒塌分析，桥梁受到汽车高速碰撞的检验试验等只有采用仿真与虚拟现实技术，分析才能大量进行。又如在高速荷载作用下，结构反应很快，人们在真实试验中只能观察到最终结果，而不能观察试验的全过程。如果采用计算机模拟仿真试验，则可观察其破坏的全过程，便于破坏机理的研究。对于长期的徐变过程则可在模拟中加快其变化过程，让人们清楚地看到其过程。在运用传统的有限元法进行结构分析时，结构应力的结果通常采用内力图等力线的形式描绘出来，给人以直观的印象。利用仿真与虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。
2．在岩土工程中的应用
岩土工程处于地下，往往难于直接观察，而仿真与虚拟现实技术则可把内部过程展现出来，有很大实用价值。例如，地下工程开挖经常会塌方冒项。根据地质勘察，我们可以知道断层、裂隙和节理的走向密度，通过小型试验，可以确定岩体本身的力学性能及岩体夹层界面的力学特性、强度条件，并存入计算机中。
在数值模型中，除了有限元方法外，还可采用分离单元。分离单元在平衡状态下的性能与有限元相仿，而当它失去平衡时，则在外力和重力作用下产生运动直到获得新的平衡为止。分析地下工程的围岩结构，边坡稳定等问题时，可以把节理断层划分为许多离散单元。这一过程可以在显示器和大型屏幕上显示出来，最终可以看到塌方的区域及范围，这就为支护设计提供了可靠依据。
3.防灾工程中的应用
长期以来，人类一直与洪水、火灾、地震等自然灾害进行着坚持不懈的斗争。由于自然灾害的原型重复实验几乎是不可能的，因而仿真与虚拟现实技术在这一领域的应用就更有意义。目前已有不少抗灾、防灾的模拟仿真系统制作成功，例如洪水泛滥淹没区的洪水发展过程演示系统。该系统预先存储了泛滥区的地形地貌和地物，有高程数据可确定等高线，只要输入洪水标准(如百年一遇的洪水)及预定河堤决口位置，计算机就可根据水量、流速区域面积及高程数据算出不同时刻的淹没地区，并在显示器和大型屏幕上显示出来。人们从屏幕上可以看到水势从低处向高处逐渐淹没的过程，这样对防洪规划以及遭遇洪水时指导人员疏散是很有作用的。又如在火灾方面，对森林火灾的蔓延，建筑物中火灾的传播均已开发出相应的模拟仿真系统，这对消防工程起到了很好的指导作用。
4．在模拟施工过程中的应用
建筑施工是复杂的大型的动态系统，它通常包括立模、架设钢筋、浇注、振捣、拆模、养护等多道工序，而这些工序中涉及的因素繁多，其间关系复杂，直接影响着混凝土浇筑的进程。模拟施工过程是为了通过仿真手段，去发现实际施工中存在的问题或可能出现的问题，这就需要对实际施工进行仿真。而目前施工过程的模拟只是从几何形体方面模拟施工的过程，即按楼层关系由下而上，每一层按柱、梁、板的几何形状加以着色来实现对施工过程的模拟。现有的模拟只是对进度计划起到了一定作用，并没有对施工过程起到真正的作用。基于以上原因，需对施工过程建立合适的模型，以达到模拟仿真的效果。例如，大型水利枢纽混凝土在运输浇筑系统的模拟仿真模型，是由运输子系统和浇注子系统构成的，模型是按进程交互的仿真策略建立的，按这种条件建立的模型能与仿真程序间保持紧密的对应关系，程序所要模仿的行为比较直观、清晰。程序流程直接与模型结构和系统状态相对应。
另外，仿真与虚拟现实技术在结构工程领域内，还可应用在建筑系统工程管理、建筑信息管理、建筑物及构筑物的空气流场、空气品质分析等方面。
我国是一个发展中国家，有着大量繁重的基本建设任务，特别是在十五计划纲要中，提出进一步加强水利交通、能源等基础设施建设和西部大开发战略。这一大好形势，为结构工程高新技术的信息化和集成化，为结构工程学科及相关学科的发展提供了良好的机遇。仿真与虚拟现实技术作为结构工程高新技术之一，开创了结构工程学科的新纪元，其技术潜力巨大、应用前景十分广阔。
参考文献
（1）汪成为、高文、王行仁.灵境(虚拟现实)技术的理论、实现及其应用.清华大学出版社，1997
（2）陈清来.建筑结构的现代设计设计思想和发展.工程设计CAD及自动化，1996年，（4）
（3）张跃、张丛哲。土木工程中虚拟现实技术的发展与展望，计算机世界，1998，（5）D版：1-3.
（4）袁耀明.从可视化到视算一体化.系统仿真学报，1996（5）
（5）张丛哲、张跃.计算机辅助设计(CAD)中虚拟现实技术.计算机世界,1998，（5）D版：5。
工程结构论文范文第3篇
1．1机械设备因素引发质量问题
现代化的机械设备是桥梁施工必不可少的依靠。因而桥梁工程的施工必须以良好的机械设备运行为保障，技术参数也要精确到位。因而必须做好机械设备的日常养护，使用时也必须严格遵循操作指南等技术标准。
1．2自然因素引发质量问题
桥梁工程通常长期处于自然环境中，因而受其影响也较大，暴晒、低温、潮湿等都会影响到桥梁工程的质量，引发变形等问题。此外还要注意地质条件的影响，必要采取恰当的加固手段应对地质的不稳定。
2桥梁工程结构施工质量控制手段
2．1钢结构桥梁施工质量控制
钢结构是桥梁工程的关键部件，因而必须严格质量管控，尤为关键的是选择恰当的材料，对于选定材料的必须逐渐验收合格证书、批文、成分及性能检验报告以及质量保证等文件，验收必须严格执行国家有关标准和施工要求。对于焊缝要还要进行焊接后的检测，特别是对接焊缝或者有特殊要求的焊缝。对桥体还要进行防腐防锈处理。对钢结构表现进行涂装处理时要杜绝蒸汽和水汽，还要进行祛除灰尘、油污等附着物的处理;涂装不宜在结露期和恶劣天气条件下进行。钢结构表面清洁或者油漆喷刷要在4小时内完成。如果喷漆超过4小时，要对钢结构表面进行打磨，形成细致毛面，涂料必须具备相应的施工粘度，必要时可采用稀释剂。稀释剂的选用要和施工方式、涂料体系相匹配。如果涂料已经实现配好，临时进入稀释剂的情况是不允许的。
2．2混凝土的质量检查和验收
(1)对混凝土的质量进行验收和检验，必须在相关技术标准的指导下进行。(2)对混凝土进行验收，必须承包人和监理人员同时在场，通常采用无破损的检验方法，重点验收桥梁工程的孔桩和全部具有代表性的桩，如果最某些桩有质量怀疑，还需要再次进行整体性的检验。对混凝土进行无破损检验时要设置预埋件，一般是由承包人负责设备，要遵循图纸的要求。(3)芯样钻取工作人员，要么由承包商配备，设备和技术要求能全桩长钻取7厘米直径或者更好的芯样，通常需要专门的训练;要么由监理工程师指定专业钻探对承担取样工作。(4)监理工程师要进行必要的复查。要用经纬仪对桩平面位置进行复查，还依据灌注记录对混凝土进行复查，复查要提供书面报告。
3桥梁工程结构施工质量监理措施
3．1强化人员质量意识
对桥梁工程结构施工进行质量控制，必须不断强化施工人员的质量意识。施工人员是桥梁工程结构施工的主导人员，他们负责具体的施工和组织，因而必须对他们进行全面的安全教育和专业培训，才能保障桥梁工程的施工质量。要让施工人员全面了解桥梁工程结构施工的重要性。
3．2确保施工方案科学可行
桥梁工程正式施工之前，施工单位应组织技术人员对施工方案制定科学、合理、有效的措施。事实证明，对桥梁工作结构施工质量进行全面、严格的控制，科学有效的施工方案、具体详实的质量管理计划必不可少。制定合理有效地施工方案和质量监管计划可以提前找出施工中质量监管的疑点、难点，采取相应的措施。
3．3严格质量监管措施
桥梁工程结构施工过程要严格遵循施工要求和技术标准，具体表现为:设计图纸施工、按照操作规范进行操作、质量标准检查验收等内容;认真做好桥梁工程技术质量交底工作，将具体的施工方法，质量监管要求、施工过程中应注意的问题、质量监管的相关措施等内容传达给各施工部门，加强各部门之间的内部检查和抽查工作。
3．4适时引用现代化监测技术
随着科学技术的进步，现代化监测技术越来越多的用于桥梁工程结构施工中，既包括计算机技术、网络技术，还包括通信技术，都能够和质量管理技术有机结合，实现资料的共享、资源的高效配置，为桥梁工程结构施工质量管理提供科学、有效、全面完整的资料基础。
4结束语
工程结构论文范文第4篇
关键词：岩体结构控制论工程地质模型分析方法
一、岩体结构的工程地质模型
岩体形成和发展过程伴随着各种内、外地质营力的作用，从成岩的类型分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类，由于结构面的存在使岩体具有一定的结构，其结构特性控制着岩体的性质和变形破坏，因此，我们在解决岩体工程问题时，应该从岩体的地质模型出发。孙广忠教授建立了8个基本的地质模型：水平层状岩体、缓倾层状岩体、陡倾层状岩体、陡立层状岩体、弯曲层状岩体、完整块状岩体、碎裂块状岩体和岩溶化块状岩体。孙玉科在研究了大量露天矿和水电工程的边坡滑坡资料后，归纳出5种具典型意义的工程地质模型，即：金川模型、葛洲坝模型、盐池河模型、白灰厂模型和塘岩光模型。目前，这些模型广泛的应用在岩体工程中，从地质模型建立的角度考虑，首先应该调查岩体中结构面的发育特征以及与结构体的组合特征，查明岩体的赋存地质条件，如地下水、地应力条件等，再与上述的基本类型进行对比，选择适合岩体工程的模型。为了便于后面的力学分析，在建立地质模型时从各基本模型的共性特征入手，并根据工程自身的特点充分体现其个性的一面。因此，建立岩体的工程地质模型是一项系统的工作。
二、岩体结构力学模型
孙广忠提出了四种岩体介质，并根据介质的特性提出了四种岩体力学的分析方法，表1中是四种力学介质岩体特性。
表1各种力学介质岩体特征
连续介质
碎裂介质
板裂介质
块裂介质
岩体结构
1、完整结构
2、高地应力下散体结构及碎裂结构
低地应力下条件下碎裂结构及粗碎屑散体结构
板裂结构
部分碎裂结构
块裂结构
岩体变形机制
结构体压缩及剪切为主
结构体（压缩、剪切），结构面（闭合、滑移）
结构体横向弯曲及纵向缩短
沿结构面滑移
岩体破坏机制
材料的张及剪破坏
沿结构面滑动、结构体滚动、结构体张及剪破坏
弯折、溃屈、倾倒滑动
沿软弱结构面滑动
岩体力学性质控制因素
材料及环境因素
材料、结构效应及环境因素
软弱结构面及结构体
软弱结构面
岩体力学性质研究方法
典型地质单元三轴力学试验及尺寸效应
岩块三轴试验、尺寸和围压效应
软弱结构面力学性质及弹性模量
软弱结构面力学性质及爬坡角理论
岩体力学分析方法
连续介质岩体力学
碎裂介质岩体力学
板裂介质岩体力学
块裂介质岩体力学
对于基岩斜坡失稳破坏主要表现为软弱岩体的蠕滑变形、岩体沿着已存在的地质结构面发生剪切破坏、岩石块体的塌落和板状结构岩体的倾倒、上部岩体沿岩层层面或较软弱夹层发生剪切滑动等。李铁峰将基岩斜坡的变形模式进行了总结，根据结构面倾向、倾角与斜坡产状之间的关系，以及软弱夹层的发育情况，将斜坡的变形模式分为倾倒变形、溃屈型破坏、顺层滑动破坏、裂隙滑动、侵入接触滑动、拉裂－脱离母岩－崩塌、压缩流变。
三、岩体结构力学的分析方法
早期多数把岩体看成连续的介质，用一些连续的线性分析方法来解决岩体力学问题。根据岩体不连续、方向异性等特点，目前出现了许多的不连续分析方法，如：离散元算法、块体理论、DDA方法等，其理论基础更符合岩体的性状。
离散元法（DiscreteElementMethod）考虑结构体受力后的运动状态，以及由此导致受力状态及系统的变形（块体运动）随时间的变化，该法由Cundll于1971年首次提出，用来计算结构面和结构体组成岩体的非连续变形，以后又进一步发展了考虑块体本身的弹性变形，并推广至三维和动力问题。目前，离散元应用的文章较多，而研究基础计算方法的文章很少，因此，加强离散元法基础理论、基础算法及误差分析方面的研究，汲取有限元法等数值方法的优点，使之既能保持在描述散体的整体力学行为和力学演化全过程方面的优势，又能有效描述介质局部连续处应力状态和变形状态，使离散元法的模型建立真正满足几何仿真，物理（本构）仿真，受力仿真和过程仿真的原则，是离散元法研究领域的首要工作。
块体理论由石根华（1977）提出并在美与Goodman合作完善起来的，应用几何学、拓扑学碎裂结构岩体。近些年，块体理论在岩体工程中应用十分广泛，E.Hoek等（1998）应用块体理论开发了用于地下开挖工程的分析程序—Unwedge；2001年Rocscience公司推出了Swedge4.0，该软件可以用来计算边墙块体的体积及稳定系数。汪卫明、陈胜宏（1998）在矢体概念的基础上开发出三维岩石块体系统的自动识别方法，该方法能够有效解决包含不规则地形面和非贯通结构面等情况下的复杂块体的识别问题；卢波、陈剑平等通过应用随机不连续面三维网络模拟技术对复杂有限块体的自动搜索及确定其空间几何形态，并提出了“有形即是有限”的分析方法；张子新等把分形几何与块体理论相结合，提出分形块体理论，建立分形块体理论赤平解析法，并把随机概率模型引入分形块体理论，研究了三峡高边坡关键分形块体的滑落概率和分形块体的大小及其分布密度；张子新等将赤平投影图解析化，提出了块体理论的赤平投影解析法，并应用该法分析了某矿卷扬机硐室的稳定性；赵文把概率理论引入节理迹长分布的研究之中，推导了多组节理切割岩体形成关键块体概率的计算公式，从而使原来的一些关键块体转化为稳定块体，减少了关键块的数量。
近年来，石根华又将块体理论进一步发展，1993年由石根华提出的块体系统不连续变形数值分析新方法，简称为DDA方法，该方法是求解块体系统连续变形、大变形和大位移数值分析方法，块体的形状可以是任意的凸凹多边形，块体间也不一定要求角点接触。国内已研制了二维DDA程序软件，并与日本九州大学环境地盘工学研究中心合作将三维块体分析方法应用于三峡船闸高边坡的岩体稳定分析，并对船闸开挖施工过程及其支护效果的数值模拟，绘制了各开挖步序的岩体变形等值线图。
四、岩体结构控制论的工程应用
随着国民经济的发展和大型建设项目的实施，涉及到大量的地下工程建设项目，如采矿巷道、道路隧道、水电工程的地下洞室等。地下工程的一项主要研究工作就是分析围岩应力重分布特点以及变形破坏规律，这些都要受到岩体结构的控制。例如：康立勋通过研究块状结构岩体中自重应力传播的法则，得到了岩体的应力大小受岩块数量以及岩块几何参数控制的结论，并将研究结果用于计算煤炭地下采场顶结构载荷。隧道工程中岩爆和岩体结构关系密切，完整性好的岩体易发生岩爆，当节理裂隙发育到一定程度一般不会发生岩爆；岩层的层厚状态及层面与洞室的空间组合关系与岩爆有重要的关系；优势节
理组与最大主应力的夹角大小也与岩爆紧密相关。
上面提到了岩质边坡变形破坏形式主要受控于岩体的岩性和结构特性。如：河西走廊金川露天矿上盘西区边坡变形破坏、乌江鸡冠山崩破坏和清江水布垭水利枢纽马崖高边坡等属于倾倒破坏；因此，分析岩体稳定性时，应根据岩体的岩性、岩体结构特性等对边坡进行分区，分析各区岩体力学机制和变形破坏机制，再结合边坡开挖各项参数计算边坡稳定性。
一般计算地基沉降变形时，把地基岩体当作各向同性介质，未考虑结构面的影响。其实，当岩体中的节理裂隙发育程度及方位满足某种条件时，则地基的滑移变形将受其中的优势结构面控制。如：章杨松等对润扬大桥节理化岩体，运用优势结构面理论，分析确定了影响和控制岩体地基沉降变形的优势结构面组合，提出了“优势结构面模型”与“遍有节理单元模型”数值分析确定岩体地基沉降变形的联合算法。遍有节理单元模型是考虑遍布岩体中的节理对岩体的受力和变形的影响的数值分析方法计算时输入了众多组结构面的参数，而考虑优势面时只输入两组左右优势面的参数，次要的结构面则忽略之。在相同力条件下，考虑优势结构面影响时，计算的地基变形大于不考虑优势结构面影响时计算的地基变形，说明优势结构面对地基的变形有明显的影响，因而也将影响地基的承载力。
五、结论
本文从岩体工程地质模型、结构力学模型、分析方法和工程应用这四个方面总结了岩体结构控制论的研究和应用现状。根据岩体的岩性特征、结构面发育情况、岩体的地应力、地下水条件等建立岩体的工程地质模型，并将岩体划分为四种力学模型，分析岩体结构控制下的变形破坏机制。介绍了目前用于不连续岩体结构计算的方法。对岩体结构控制论在地下工程、边坡工程、库岸工程和地基基础中的应用作了简单介绍。
参考文献
[1]孙广忠.岩体结构力学.[M].北京.科学出版社.1988.
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[5]许兵.论地质模型—涵义、意义、建模与应用.[J].工程地质学报.1997.5.3.
工程结构论文范文第5篇
1．1裂缝问题
混凝土时一种由不同材料组成的非均质体，外部载荷和环境的影响会引起内部产生的初始应力，内部转移，扩散等复杂的现象，因此，混凝土在施工时会出现裂缝问题。大体积混凝土的特点是混凝土浇筑面和浇筑量很大，混凝土浇筑完毕时由于水泥水化热的影响会使混凝土内部的最高温度在很短时间内达到最大，这时，如果混凝土内外温差超过25℃，那么在升温和降温阶段就容易发生表面裂缝和收缩裂缝。裂纹按照深度不同可分为表面裂纹和深度裂纹。表面裂纹一般危害较小，深度裂纹的危害相对来说危害就比较大，有时可能会破坏混凝土结构的完整性和稳定性。根据其他方面，裂缝的原因可分为温度变化引起的裂缝、地基变化引起的裂缝、设计原因引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工工艺的优劣引起的裂缝等。大体积混凝土产生的裂缝一般为温度原因产生的裂缝，一方面是由于混凝土内部的原因:大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度很高，党混凝土表面的温度和气温相差较大时就会产生温度收缩裂缝。混凝土的膨胀系数为每摄氏度0.00001，温度每变化10℃，混凝土会产生0.01%的先膨胀或收缩。另外如果混凝土被约束变形，在结构中会产生应力，混凝土具有抗拉强度即温度裂缝性能，当应力超过混凝土的这种性能时，地基就会变形产生裂缝。由于地基不均匀的沉降的垂直或水平方向的位移产生了额外的应力结构，除了混凝土结构的抗张强度，从而导致结构开裂。为了防止钢筋锈蚀，应根据规范控制裂缝宽度进行设计，采用适当的保护层厚度。还有施工工艺的优劣引起的裂缝，在施工过程中，对混凝土的施工工艺的要求是比较高的，如果在施工过程中施工工艺部规范，在后期使用中产生裂缝的可能性会增大。
1．2大体积混凝土在施工过程中遇到的其他问题
首先，在施工过程中，大体积混凝土的浇筑和振捣过程中，应保证在每一处混凝土初凝以前就被上了一层新的混凝土覆盖并振捣完毕，而且还应考虑结构的大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。其次，在大体积混凝土的养护阶段，要注意控制混凝土的内外温差，这就要求应注意保持适宜的温度和湿度，以此来促进混凝土强度的正常发展和防止产生混凝土裂缝并阻止其发展。大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要，还要通过控制伤工的温度来防止因温度变形引起混凝土的开裂。最后，大体积混凝土在拆模时，混凝土的温差不得超过20℃。
2大体积混凝土产生裂缝的原因分析
2．1混凝土自身收缩的影响
混凝土收缩现象就是其在空气中硬结时体积较小的现象。在不受外力的情况下，混凝土的这种变形受到外部约束时，将在混凝土中产生拉应力，导致混凝土开裂。在硬结初期主要是水泥石水化凝固硬结过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分的蒸发而引起的收缩变形。
2．2水泥水化热的影响
在水泥的水化过程中(主要是浇筑后的5－7天左右)，水泥会放出大量的热，由于混凝土内外表面的散热条件不尽相同，因此混凝土中心的温度很高，而外部温度不高，这就导致了混凝土内外的温度梯度，内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
2．3混凝土材料的影响
混凝土的裂缝主要是受本身的收缩受到的约束而产生的拉应力超过其抗拉强度而产生的。混凝土本身的收缩由其自身材料所控制，混凝土的材料包括泥土和水、砂石、外加剂和掺合料等。混凝土的收缩值和强度值因水泥种类和水泥的用量不同而不同，我们所关注的水泥细度问题中，水泥越细混凝土就越容易裂缝。砂石的含量越高混凝土也越容易裂缝，这是因为骨料表面所带的泥份阻碍了骨料和水泥浆之间的粘结程度，弱化了界面结构，因而导致了混凝土抗拉强度的降低。另外实验结果表明，掺加化学外加剂的混凝土的干缩值较大，且不同的化学外加剂对混凝土的干缩值影响不同。此外，结构设计和施工过程中的一些因素也对大体积混凝土产生不同程度的影响。
3对大体积混凝土产生裂缝问题的处理措施
混凝土的裂缝问题直接决定了施工效果的优劣，直接关系到工程的质量和经济效益，所以裂缝问题的解决在施工工程中相当重要，但是它又是施工过程中避免不了的土木工程现象，不过对其进行处理的办法还是有的。
3．1恰当选择原料
在骨料的选择上，可按照施工条件，尽量选择大粒径的中粗砂、有良好级配的石子。这样既可以减少用水量，也可减少相应的水泥用量和混凝土的收缩和泌水现象。对于水泥的选择，大体积混凝土产生裂缝的主要原因是水泥化过程中释放了大量的热。因此，在大体积混凝土施工过程中应尽量使用低热或者中热的水泥，并尽可能地降低混凝土中的水泥用量，从而降低混凝土温度的上升，提高混凝土硬结后的体积稳定性。还可以通过适当增加活性细掺料代替水泥来保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍塌度不受损失。在掺加外加料和外加剂方面，适当掺加粉煤灰可减少水泥用量，从而降低水化热，但掺加量不可大于掺加适量的减水剂，这样可有效增加混凝土的流动性，且能提高水泥的水化率，增强混凝土的强度，从而降低水化热，明显延缓水化热的释放速度。
3．2防止水泥热化
水泥热化会导致大体积混凝土的裂缝问题，因此，需对水泥热化进行防止，比如，精心设计配合比;增配构造设计，提高抗裂性能等。
3．3施工质量的控制措施
在大体积混凝土施工质量的控制上，原材料环节的质量控制非常重要，首先要对水泥进行编号，其次要对粗骨料和细骨料中的颗粒含量进行严格的级配，最后就是要对一些外加剂和骨料含水量等多加注意。认真做好施工过程中的技术层面的工作，对实际问题要认真分析，适当调整各种材料的配比技术，应和具体的施工设备的变化而改变具体的施工措施。
4总结
