土坡稳定分析最优控制法

结合有限元法、极限平衡理论、常微分方程的数值解法和最优控制理论等,提出用于土坡稳定的最优控制分析法.从分析土坡应力分布入手,确定抗滑能力最小的曲面,计算相应的安全系数.安全系数的最小值对应临界滑裂面的位置.     

饱和开挖土坡稳定性状的流固耦合有限元分析

以Biot固结理论为基础对饱和开挖土坡的稳定性进行非线性有限元数值分析，通过有限元分析可以较准确地求解土坡内部的有效应力场、位移场和孔隙水压力场；可以确定土坡的安全系数及相应的临界滑动面随时高的变化；能够对开挖土坡变形和稳定性的长期性状进行预测。     

弹塑性有限元和刚体极限平衡法混合分析土坡稳定

利用弹塑性有限元法分析成果，采用刚体极限平衡法分析土坡稳定，不仅考虑了土体应力-应变非线性关系。同时能很方便计算土坡稳定的安全系数。避免了刚体极限平衡法单独计算时需要反复试算的过程，因而能够发挥有限元和刚体极限平衡法各自的优点。     

以土体应力状态计算边坡安全系数的方法

土坡的稳定分析一直是沿着条分法的思路发展的。由于对土体应力状态条件的忽视和条分法本身的缺陷，使得条分法得到的安全系数在工程中的应用面临激烈的挑战。土体不同条件下的应力状态表现为K0效应和变化，它对坡体的安全度影响不可忽视。笔者以考虑土体应力状态为条件，应用土的库伦强度定律和摩尔-库伦准则，推导出平面土坡的安全系数计算公式，与条分法的安全系数对比结果说明这种方法具有概念明确、计算简便、定性可靠的重要特点，可以直接提供于工程应用和参考。     

基于滑面应力优化的土坡稳定分析方法

基于滑面有限元应力分析的土坡稳定分析方法的关键在于滑面上应力的计算,而已有方法的共同点是滑面上点的应力是在其所处的单元内插值得到,从而引起滑面上应力的不连续.基于此提出了一种基于滑面应力优化的土坡稳定分析方法,即对滑面一定区域内的应力进行光滑,通过该区域的滑面上点的应力由外推得到,从而得到较光滑的应力分布,安全系数的计算结果更符合实际.     

土坡失稳模式及整体可靠性分析

以非线性有限元理论和可靠度理论为基础 ,根据土体材料的特性编制了非线性随机有限元程序 .与可靠度计算程序结合使用 ,得出应力、应力水平、抗剪强度可靠指标的等值线图 ,从而分析土坡稳定的安全系数和可靠指标 .采用降低c和tanφ值的思路得出土坡稳定的安全储备系数 ,并与定值方法指标进行比较 .     

第四系滑坡参数及滑坡稳定分析

土禾建筑工程中经常遇到各类土坡，包括天然土坡，如果处理不当，一旦土坡失稳产生滑坡，不仅影响工程进度，甚至危及生命安全和工程存亡。影响土坡稳定有多种因素，包括土坡的边界条件、土质条件和外界条件。本文通过土坡稳定分析圆弧法剖析了土坡稳定分析的基本思路，从而为第四系土坡稳定分析提供了理论基础。     

坡面水位下降对非饱和土质边坡稳定性影响的有限元分析

坡面水位下降会在土坡内部产生渗流,同时也会提升土体强度和有效应力水平,前者对土坡安全不利,而后者对土坡安全有利。在分析非饱和土质边坡稳定问题时,须同时考虑瞬态渗流和土体强度变化。这两个因素共同受到土体渗透系数、坡面水位降幅与水位降速的影响。有限元分析表明,土坡的瞬时安全系数在坡面降水位过程中呈先下降后上升的趋势。土坡的最危险状态出现在水位下降前期。水位下降速度越大,土坡最危险状态出现的时间越早,安全系数也越低,这一特点在渗透性差的土坡中尤为显著。渗透性差的土坡其最危险状态安全系数较小,恢复至初始安全系数时所需的时间也较长。根据土体的渗透性选择合理的水位降速区间可避免土坡的稳定性出现过大削弱。     

弹塑性有限元和刚体极限平衡法混合分析土坡稳定

利用弹塑性有限元法分析成果,采用刚体极限平衡法分析土坡稳定,不仅考虑了土体应力-应变非线性关系,同时能很方便计算土坡稳定的安全系数.避免了刚体极限平衡法单独计算时需要反复试算的过程,因而能够发挥有限元和刚体极限平衡法各自的优点.     

确定岩土边坡潜在破裂面的组合优化法

提出了一种可用于复杂应力状态下土坡稳定分析的新方法 .该法利用可靠度理论建立判断土体破裂线的准则 ,将有限元网格中的单元和节点作为组合优化的对象 ,结合Dijkstra最短路径算法确定土坡中最危险的潜在破裂面 .较详细地叙述了这种基于有限元分析技术和组合优化法来确定土坡中最危险的潜在破裂面的原理和实施过程 ,并给出了计算实例 .最后对这种方法作出了讨论 .     

钢筋混凝土低温下粘结和滑移的数值分析

本文利用DIANA有限单元软件包对低温下钢筋与混凝土之间的粘结应力和滑移关系进行数值分析。一个新的计算模型在这里被深入研究。与低温下相同试件拉拔实验的结果比较,数值分析的预见性在这里得到充分的体现。因此,本文提出的数值分析方法是非常有效的。     

在多孔平板磁流体动力边界层吹吸与热辐射对流动影响

存在磁场时对多孔通道平板边界层流动和传热进行分析,无滑动边界条件相对应的、不同的速度滑移和温度滑移;并在温度方程中考虑热辐射条件。相应的动量和能量方程为非线性常微分方程;并将其进行相似变换。通过龙格库塔的计算方法获得这些方程的数值解。结果发现,增加滑移参数以及增加磁参数时,水平速度减少;增加的磁参数而温度增加;增加热滑参数而温度降低;热辐射增强了有效热扩散率并使温度上升。     

横向载荷作用下纤维增强复合材料界面滑移的边界元分析

用边界元方法对横向载荷作用下纤维增强复合材料界面的滑移进行分析。通过离散边界,首先分别得到两组纤维物和基体的线性代数方程,然后结合界面条件可以导出最终的系统方程,其中界面的模拟采用弹簧阻力模型。给出的数值算例表明所提出的方法是有效的。     

润滑力学中的参变量变分原理──一维单面边界速度滑移问题

给出了一维单面边界速度滑移问题的参变量变分原理，详细讨论了采用有限元法求解时的具体实施过程。原问题最后可化为求解一个参数二次规划问题。文末给出了一个Ｒｅｙｌｅｉｇｈ阶梯轴承有边界速度滑移时的算例。     

复杂路况下高速行驶汽车防抱死制动系统滑移率最优跟踪控制

为了研究在复杂路况下高速行驶汽车能稳定制动的控制策略,基于防抱死制动系统(ABS)滑移率非线性动力学模型,以滑移率误差及其变化率综合最优为控制目标,利用极小值原理推导出制动时最优滑移率的解析解,进而利用制动减速度、制动车速、车轮角速度等反馈信号,在无需复杂路况附着系数信息的前提下,计算制动控制扭矩,建立ABS滑移率最优跟踪控制方法.利用Matlab/Simulink软件,对不同复杂行驶路况下目标滑移率的最优跟踪控制效果进行了仿真验证,发现实际滑移率均能在任意规定的时刻与目标滑移率同步;而同步过程的滑移率误差仅取决于滑移率误差权值与误差变化率权值的比值和制动初始时刻的滑移率误差.所建立的控制方法能保证在复杂路况行驶的任意时刻较为快速、精准、稳定地完成最优制动控制.     

基于网格化应力场的边坡滑移面搜索模型及应用

为了将数值计算方法有效地应用于边坡稳定性分析,建立一种基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.首先,通过建立有限元分析模型求得边坡应力场,并提取单元坐标及各应力计算结果;其次,根据边坡模型几何尺寸建立直角坐标系,将边坡在平面内按网格式离散为n个方格,使每个网格内可包含一个或多个原有限单元网格;再次,通过编制程序提取边坡应力场,在每列网格内依据C-M屈服准则搜索出最可能达到屈服条件的有限单元并标记;同理依次搜索出各列潜在滑移单元并串联,即实现基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.最后,选用国际经典边坡案例,依据矢量和法安全系数表达式,基于应力场网格式边坡滑移面搜索进行边坡稳定性分析与计算,并与传统方法进行对比分析,证明该方法可行性和优越性.该方法适用于非极限状下边坡稳定性的评价与分析,计算结果更为合理.     

压电体光滑接触界面上的滑移界面波理论分析

应用压电材料Stroh方法分析压电体光滑接触界面上滑移波的存在性条件,给出其存在的判据.压电体由外加单向压力作用而光滑接触,同时处于一定场强的电场中,设在波的作用下界面不会发生分离.通过具体压电材料的数值计算发现:当沿界面传播的波速满足一定条件时,滑移界面波能存在.特别地,两压电体的Rayleigh波速、极限波速一样时,滑移波将不存在;两压电体的Rayleigh波速、极限波速不同时,滑移界面波速将是两个Rayleigh波速之间的某个值或者是较小Rayleigh波速与较小的极限波速之间的值;滑移界面波的存在决定于材料本身的性质,而与外加载荷没有关系.     

基于颗粒流的局部强度折减法在边坡稳定分析中的应用

岩土边坡稳定问题是土力学中仍未圆满解决的重要课题,边坡的渐进破坏过程是数值分析中的难点。颗粒流方法的特质是模拟大变形、可破坏的问题,用于边坡失稳破坏研究能获得该过程的时空演化规律。边坡失稳往往是由于局部土体的强度降低造成的,为此,运用颗粒流程序建立边坡模型,采用传统的强度折减法获得滑裂带土体区域,通过对滑裂带区域内土体强度的折减实现局部强度折减,以此进行边坡稳定分析。研究表明采用颗粒流结合强度折减法开展边坡稳定分析,通过数值双轴试验建立试样宏观力学响应与颗粒流细观参数之间的联系,不断折减宏观强度参数直至边坡破坏得到的安全系数与极限平衡法结果基本一致,并且能直观地显示边坡破坏的渐进过程及滑移面位置和形状。局部强度折减得到的边坡位移变化较传统强度折减略小。     

组合梁滑移特性分析及连接单元改进

通过试验分析了组合梁的滑移特性，提出了一种新的栓钉模型。实测结果表明，当栓钉沿梁纵向均匀布置时，解析法和数值法得出的结果与实测值较吻合。但当栓钉沿梁纵向非均匀布置时解析法得出的数值与实测值偏差较大，而数值法则与实际更吻合。由于栓钉模型考虑了组合粱偏载时栓钉的横向抗剪作用，比单一考虑纵向抗剪模型更符合实际受力情况。因此，有限元方法在处理栓钉的分布及荷载作用时较解析法具有更大的灵活性和实用性。     

滑移边界下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动

为进一步研究微尺度下气膜厚度阶跃变化的阶形板间气体流动的相关物理特性,通过代入适用于任意克努森数的新滑移边界条件修正雷诺方程,应用有限体积法迭代求解了阶形板间沿气体流动方向的气膜压力和克努森数分布曲线,沿高度方向的气体流动速度分布曲线,不同环境克努森数下的气膜承载力随速度参数的变化曲线。结果表明:随着气膜间克努森数进入滑流区时,边界速度滑移效应对流体流动特性作用明显,当气膜间克努森数进入过渡区时,一阶滑移与新滑移边界条件间的数值结果产生明显偏差。可知相对于滑移系数固定的一阶滑移边界条件,滑移系数随气膜间克努森数改变而变化的新滑移边界条件,可以更好地描述高度存在阶跃变化即气膜间克努森数跨区域分布的微尺度气体流动。