深部岩体块系摩擦减弱效应试验

为了研究深部岩体在冲击作用下的力学特性,用深部岩体动态特性多功能试验系统对块系岩石在垂直冲击载和水平拉力作用下的动态特性进行了试验研究,通过试验,明确了冲击载、水平静力和摩擦力之间存在的相互联系,建立了冲击能与特征摩擦力、冲击能与摩擦减弱系数的函数关系,确定了产生摩擦减弱效应和超低摩擦效应的特征值条件.结论表明:在垂直冲击能和水平静力共同作用时,水平静力与余留位移的关系呈抛物线状,而且抛物线会出现一个余留位移的突变,突变后余留位移的增大明显加快.     

节理岩体力学参数确定的数值试验方法

为解决现场或室内试验条件下难以测试大尺度岩体并确定其参数的问题,总结提出了应用数值试验方法确定节理岩体宏观力学参数的方法流程.即将节理岩体单元离散为岩块和节理两种类型,通过室内试验分别研究其力学特性,再把岩块和节理进行组合形成岩体,通过数值计算得出节理岩体的力学特性.将这套方法应用到贵州省某高速公路岩质边坡的岩体参数优化分析中,研究了试件尺寸、各向异性、岩块及节理力学参数等对岩体宏观力学参数的影响.数值试验方法为工程节理岩体参数的确定和优化提供了一种新的思路.     

微凸起织构化PDMS表面静摩擦特性研究

为研究微凸起织构对聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体材料表面静摩擦特性的影响,文章分别设计了圆柱形、六边形、密封六边形裙边结构和非密封六边形裙边结构4种类型的微凸起表面织构,并进行静摩擦实验研究。结果表明:相同的实验载荷下,同一试样在干燥条件下所获得的静摩擦力大于湿润条件下的静摩擦力;无论干燥与湿润,相同类型的织构化表面所产生的静摩擦力均随表面微凸起面积率的增大而增大;与圆柱形及六边形织构化试样相比,具有密封六边形裙边结构和非密封六边形裙边结构的织构化试样,其静摩擦力随表面微凸起面积率的变化更加剧烈,表现出表面微凸起面积率的微小增加将导致静摩擦力的大幅增加。     

赣南花岗岩风化带岩土体强度特征及边坡破坏模式分析

为研究赣南地区花岗岩风化带岩土体强度特性及边坡破坏模式,采用室内岩矿鉴定、X粉晶衍射试验和电镜扫描等方法对原岩和全风化花岗岩进行矿物成分和微观结构分析,同时通过全风化花岗岩三轴固结不排水剪切试验,中风化花岗岩单轴和三轴试验对风化带岩土体的强度特征和破坏模式进行了研究。结果表明:随着围压增大,全风化花岗岩应力-应变关系发生了转型,破坏模式为先鼓胀再剪切破坏;中风化花岗岩在单轴压缩条件下经历了四个破坏阶段,三轴试验得到岩块的抗剪强度参数,经虎克布朗准则反演得到了岩体的强度参数。结合野外特征,赣南花岗岩风化带岩土体边坡失稳破坏模式主要有5种,其中坡面冲刷破坏占比较大。     

基于等效岩体表征方法的花岗岩切削破碎机理

利用离散元颗粒流方法，建立了花岗岩的等效岩体表征模型，研究了单向应力和双向应力作用下钻齿切削花岗岩的切削力动态响应、微宏观裂纹、岩屑生成、能量耗散等机理问题.研究发现，晶间拉伸裂纹和晶内剪切裂纹是切削过程中产生的两种主要裂纹；随着切削深度的增加，裂纹数增加；单向应力下，侧压和液柱压力都会使得岩石压实，使总裂纹数降低，增加切削能耗，且液柱压力对花岗岩破碎的影响高于同值下的侧压，而大侧压或液柱压力会使得晶间拉伸裂纹数量增多；双向应力下，液柱压力对花岗岩破碎的影响远远高于同值下的侧压，侧压和液柱压力的相对大小是影响花岗岩破碎的重要因素.研究结果可为深部硬脆性花岗岩地层的钻井提速提供借鉴和依据.     

自行式高空作业平台的动态稳定性分析

为了分析自行式高空作业平台作业过程中的动态稳定性,以数学模型为基础,采用ADAMS软件建立整车的动力学仿真模型,对6种最危险的作业工况进行仿真计算,得到不同工况下各轮胎承载的载荷特性曲线及整车动态稳定性的安全系数。最后,进行场地试验测试。研究结果表明:测试数据与仿真计算数值间的极值相对误差最大为13.4%,试验测得动态稳定性的最小安全系数为0.123,验证了整车在作业过程中具有良好的动态稳定性,也验证了对自行式高空作业平台使用动力学仿真和试验测试相结合的分析方法的正确性和准确性。     

夹层非均匀分布的块系岩体摆型波传播规律

岩体是具有离散性、非均匀性特征的复杂地质体,在这种离散性、非均匀性岩体中会出现摆型波现象,极易引发深部岩体工程灾害。针对岩体的离散性、非均匀性特征,基于岩体等级块系构造理论,研究夹层物理性质非均匀分布对块系岩体摆型波传播规律的影响,分析同一区域夹层黏弹性特性变化对不同区域块体动力响应的影响,以及不同区域夹层黏弹性特性变化对同一块体动力响应的影响。研究发现:当局部软弱夹层弹性系数减小时,与该部分相连接的块体的动力响应受影响较大,出现加速度峰值增大的现象;局部软弱夹层黏弹性特性变化时,对该部位前后位置的块体动力响应的影响是不同的;夹层弹性或黏性发生变化的位置对摆型波传播具有重要影响,黏弹性变化位置越靠前,对块系岩体动力响应的影响越强烈。根据以上分析结果提出对深部岩体工程有指导作用的建议,也为进一步研究离散、非均匀的复杂深部岩体动力现象提供参考。     

轿车后轮定位参数动态特性试验测试方法研究

以某典型中级轿车后轮为例,对轿车后轮定位参数动态特性试验测试方法进行了研究.设计制定了基于电-液伺服四通道车辆道路模拟试验台的后轮定位参数测量试验方案,在振动台架上测定该车后轮前束角和外倾角的动态变化特性,研究了扫频信号和随机信号加载和单双侧加载等不同的加载方式对测试结果的影响,并对试验结果进行了误差分析.研究表明,该车轮定位参数动态特性试验测量方法简单、可行,准确度较高,为车轮定位参数的动态特性的测取提供了新思路.     

装载机液力变矩器的动态特性分析

为了分析液力变矩器在装载机作业过程中的动态特性,首先进行了液力变矩器台架试验,得到其静态原始特性;然后对某ZL50装载机的V型铲装作业和运输作业进行了测试.在对试验数据处理的基础上,分析了两种工况下发动机转矩的分配情况.根据牛顿定律,建立了液力变矩器的数学模型,并以此研究了液力变矩器在两种工况下的动态特性.通过对比液力变矩器变矩比的动态试验值与静态值,发现:装载机运输工况下液力变矩器可以按静态原始特性进行匹配等计算,但铲装作业工况下变矩器角加速度波动范围过大,必须考虑动态特性的影响.     

深部岩体水热弱化修正及其因素确定方法

深部岩体单轴抗压强度受到水和地温的影响,目前采用岩石的软化系数来表征水热弱化作用,但软化系数为一定值;为了反映含水率和温度变化对岩体强度的动态影响,定义了两个新的变量,水弱化系数和热弱化系数;并通过试验方法和相似系数方法来确定新的变量。结果表明,定义的变量随含水率和温度的变化而变化,能够反映了深部岩体水热弱化损伤的本质,得到的结果可为工程实践提供指导。     

网格并行编程方法及其在地震波场正演模拟中的应用

波动方程的地震波场正演模拟是研究复杂地区地震资料采集、处理和解释的有效辅助手段,其巨大的计算量往往是单台计算机难以承受的.MPICH-G2是传统的紧耦合并行策略在网格中的实现,然而它对网格环境要求高,带宽需求大,且已不能适应目前基于Web Service的网格架构.研究并实现了网格松散耦合并行策略,将任务按照粗粒度方式划分,减少子任务间同步次数和通信量,有机地将网格计算和波动方程的地震波场正演模拟结合起来.由于地震波场正演模拟是计算密集型任务,节点间数据传输量并不很大,非常适合这种松散耦合的并行策略.实验表明,这种网格并行方式可以有效地减少地震波场正演模拟的时间,提高效率.     

水平地震力作用下钢筋混凝土异形柱框架结构设计

由于钢筋混凝土异形柱截面几何性质的特殊性,需考虑不同地震作用方向下结构的反应.结合工程实例,对钢筋混凝土异形柱框架结构在不同方向的水平地震作用下进行受力分析,对自振周期、轴压比、柱底层剪力和层间位移角进行分析.结果表明,L形异形柱方向性较强,应考虑45°和-45°地震作用方向的计算,同时应调整异形柱平面布置形式,使其刚度中心尽量与形心重合,以此减小扭转效应对结构的不利影响.     

基于遗传算法的海气耦合模型参数反演

为了提高模型参数反演效率和精度,基于遗传算法和系统优化思想,从一个简单的海气耦合模式出发,反演模式参数和强迫项.试验结果表明:遗传算法和系统优化结合的方法,可以有效优化模式参数和强迫项,进而修正模式的预报误差.同时,该方法具有参数反演过程不与模型结构发生耦合,计算量小和操作性强、反演效率高等优点,为在实际应用中改善模式参数和初值、提高预报准确率提供了一个可借鉴的方法和途径.     

运河桥梁浮式防船撞设施的模拟计算

为了避免船舶与桥墩的直接碰撞,达到既保护桥墩安全又保护船舶安全的目的,根据苏南运河桥梁防撞设计的特殊要求,利用船和防撞设施碰撞中走锚、浮体移动和锚链拉伸过程来消耗船舶动能的柔性浮式防撞原理,提出了桥墩防船撞设施方案;基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了一艘1000 t级货船与防撞设施的碰撞模型,分析了撞击力、能量转换的特点和规律,并与船舶和桥墩直接碰撞的结果作比较,研究了浮式防船撞设施的工作效能.结果表明,浮式防船撞设施能够满足桥墩防撞要求,可为运河桥梁防撞设计提供参考.     

模拟退火优化BP神经网络进行云相态分类

为利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)多通道云图数据对云相态进行分类,提出了一种利用云图红外、可见光谱段数据,基于SABP神经网络的云相态分类算法.算法基于BP人工神经网络学习算法及模拟退火算法.在两算法结合的基础上,作出了有益于云相态分类的改进.基准网络模型为3层前馈BP网络,其中,隐层和输出层使用不同的激活函数.选取了5种光谱特征作为网络输入,输出两单元判定结果.为加速收敛速度,避免振荡,采用了一种自适应的变学习系数、惯性系数策略.个例分析表明,算法在中低纬度地区效果良好.     

弹性纵波在不同非线性法向变形行为节理处的传播

对正向入射弹性纵波穿越具有不同非线性法向变形本构关系的单一岩石干性节理的特性进行理论研究.在没有剪切波的条件下,探讨了BB双曲线模型和经典指数模型两种不同的节理非线性法向变形行为对弹性纵波传播的影响.依据这两类节理本构关系,建立了不同的非线性位移不连续模式,分别获得了弹性纵波穿越单一节理时的反射、透射系数的解析解及数值差分解.针对节理初始法向刚度(kni)、节理闭合量(dn)与最大允许闭合量(dma)比值(γ)以及入射波频率(f)等参数进行研究,同时将2种模型的计算结果进行比较,得到的结论具有一定理论意义.     

低速冲击下钢筋混凝土梁局部变形刚度

研究了低速冲击下钢筋混凝土梁的截面刚度,以及冲击体和结构间接触区域的柔度变化.将梁分成斜裂缝形成以前和斜裂缝形成以后两个阶段来研究.斜裂缝形成以前,梁被看成弹性均质体,接触区的柔度由受压和受拉条件下混凝土的柔度串联而成,根据柔度的定义推导得出该阶段接触区的刚度;斜裂缝形成以后接触区的刚度受高为χw弯—剪式固端梁构件、下部受拉钢筋、冲击体与下部钢筋之间的混凝土柱的制约,从而推导出该阶段的柔度.结合两个阶段接触区域的柔度公式,对低速下钢筋混凝土梁的接触刚度进行了举例计算和分析,表明斜裂缝形成以前的阶段可以忽略不计.     

新型可回收锚杆锚固段应力分布规律

为了研究新型可回收锚杆锚固段应力分布规律,剖析了现有锚固段应力计算公式的局限性,引用圆形均布荷载作用下位移的解推导出新型可回收锚杆的锚固段应力分布计算公式,与现有锚固段应力计算公式进行准确性对比,并分析了相关岩土体参数对锚固段应力分布的影响.结果表明,推导得出的锚固段应力计算公式更符合实际;弹模比和内摩擦角对锚固段应力分布规律影响较大,弹模比越小,内摩擦角越大,应力分布曲线变化越平缓,但当内摩擦角大于35°之后,其对应力分布曲线影响非常小;泊松比对锚固段应力分布规律影响非常小.     

基于指数型快速终端滑模的有限时间混沌同步

为了解决混沌同步有限时间的实现问题,基于指数终端吸引子的有限时间快速收敛特性,设计了指数型快速终端滑模,并将其引入到一类混沌系统中,提出了一种新的滑模变结构控制,以实现该类混沌系统的状态同步.系统状态变量能以较快的速度在有限时间内到达各级滑模面,最终使系统状态收敛到平衡点.系统具有良好的动态性能,同步时间可以估计和控制,且实现了混沌系统的有限时间完全同步.以Chen混沌系统为例研究验证同步策略的可行性和有效性.     

基于集合预报思想对一次暴雨过程的数值模拟

用MM5-V3对江淮流域的一次暴雨过程进行数值模拟，为了消除单一的确定性预报在暴雨落区和强度方面的可信度不稳定。其中积云对流参数化方案分别采取5种不同的方案进行了计算，又对5种结果进行平均得到集合模拟结果。分析不同的模拟结果发现，对降水量的模拟，集合模拟结果更接近实况。不同的积云对流参数化方案对雨带位置的模拟效果相近。但对于卢中尺度雨团的模拟具有不确定性，而不同参数化方案的集合模拟结果，无论是对雨带还是雨团的模拟都是比较成功的，这也说明集合预报可以消除物理过程的不确定性，是提高预报准确率的一条有效途径。