悬挂结构地震动力反应分析计算

利用拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体系运动方程.考虑到大位移非线性的影响,采用Runge-Kutta方法求解体系地震动力响应时程.计算结果表明悬挂体系能明显减小楼层层间位移、速度及加速度,减震效率接近90%.核筒截面抗弯刚度对其截面内力与筒身水平位移影响最显著,截面内力随其增加而增加.吊杆长度及阻尼器的阻尼系数对截面内力的影响较小.阻尼系数对层间位移及截面内力存在优化值.楼层位移、楼层速度及加速度随阻尼系数减小单调减小.     

独塔斜拉桥桥塔反应谱分析

摘要：本文对独塔双索面斜拉桥门形桥塔进行反应谱分析,分别建立斜拉桥桥塔裸塔有限元模型和在全桥分析中的桥塔有限元模型,并计算两模型在E1地震作用下的内力和位移,比较和分析两种模型的内力和位移的异同及分布规律,以及分析两个模型分别在纵桥向、横桥向及竖向地震作用下的内力和位移分布规律。     

埋地热输管线的内力和应力计算的进一步研究——弹性抗弯铰模型校核之二

前言 大口径埋地弯头温度升高以后所引起的内力和位移,文[1]用有限元法计算了φ1020各种不同弯头的位移、内力和应力,文[2]用材料力学方法在假设弯头为弹性抗弯铰的前提下计算了φ720弯头的位移及内力。本文对这两种方法计算结果的差异进行分析,进而说明这两种计算方法的合理性。同时,进一步分析影响弯头位移、内力和应力的各主要因素,供管道设计部门参致。     

圆拱结构静力分析的直接刚度法

为了研究圆拱在复杂受力状态下的内力及位移大小,考虑了圆拱的轴向变形,对其平衡方程、几何方程、物理方程进行了分析,建立了圆拱轴向位移和径向位移的控制方程;并对三类典型荷载作用下的圆拱结构分别进行了研究,求得了用基函数向量以及积分常数向量表达的圆拱轴向位移和径向位移的解析解;根据位移边界条件,得到了位移系数;根据圆拱内力方程,建立了以矩阵形式表达的刚度平衡方程;经矩阵变换得到了圆拱分析的刚度矩阵模型以及等效节点力向量。同时,通过算例,与理论解析解和传统有限元模型中的经典直梁单元进行对比与分析,验证了单元的精度及效率。研究结果表明:通过直接刚度法求得的圆拱刚度矩阵及等效节点力模型,可用于各类圆拱结构的静力数值分析,得到圆拱内力及位移的精确解。     

钢索结构计算的有限分析法

阐述钢索结构的内力及位移计算的有限分析法。将钢索分成任意小单元 ,建立小单元受力的平衡方程和位移方程 ,利用钢索端部边界条件和单元体之间内力及位移的连接条件 ,建立初参数的传递矩阵化为数值解。还研制计算机软件用逐次逼近法进行数值计算 ,最后给出了算例。     

重叠隧道施工次序数值分析研究

本文利用ANSYS软件对水平重叠隧道断面进行计算，初步分析了在不同施工顺序下地层位移、围岩应力、结构内力的特点。结果表明：后施工隧道对先施工隧道有较大影响；开挖顺序不同，地层位移及塑性区亦不同，但开挖顺序对最终结构内力几乎无影响；先开挖下洞更有利。     

用力矩分配法计算多层有侧移刚架内力

本文通过对一般刚架杆件转角位移方程的处理,消除了转角位移方程中的线位移,然后,利用力矩分配法计算刚架的内力,从而使力矩分配法得到了推广,使其不仅能应用于无侧移刚架的内力计算,也能应用于有侧移刚架的内力计算。     

超静定结构位移计算

超静定结构位移计算通常是将其转化成静定结构进行分析。位移计算公式中含有结构中产生的内力项。论述了结构只承受温度改变作用或支座移动作用时,直接对超青静定结构进行分析的情况,所得位移计算公式中不含有结构中产生的内力,在形式上与静定结构时完全一样。表明,超静定结构承受温度作用或支座移动作用时,结构的位移仅仅依赖于温度作用的分布情况或支座移动状况,与其产生的内力无关。本文还对超静定结构刚刚达到极限荷载状态     

带梁式转换层框支剪力墙结构抗连续倒塌分析

为研究带梁式转换层框支剪力墙结构的抗连续倒塌能力及变形程度,通过有限元软件建立本结构的三维模型,基于备用荷载路径法,以某带梁式转换层的框支剪力墙结构为研究对象,选取不同失效工况分别进行非线性分析,研究初始破坏后剩余结构的节点位移、内力机制及内力重分布过程.结果表明:根据各个工况下对失效点变形情况可得底层位移大于转换层位移;同层不同位置柱的对应位移大小依次为角柱、内柱、长边中柱、短边中柱;承重柱失效后其相邻构件的不平衡内力分担情况遵循"就近原则".     

深基坑双排桩支护排距室内模型试验研究

为了研究深基坑双排桩支护结构最佳排距及支护结构内力,分别对2D、3D、4D和5D(D为桩径)4种排距的双排桩支护结构进行室内模型试验,通过千斤顶在基坑顶加压模拟荷载,不同开挖深度下,测量模型桩身内力大小及桩顶位移的变化.分析排距和开挖深度对双排桩支护结构的影响,包括前后桩正负弯矩大小、差值、桩顶位移等,得出双排桩支护结构的最佳排距.研究表明:双排桩支护排距变化,对桩弯矩及桩顶位移影响均较大,且双排桩排距的变化对后排桩的内力影响明显大于前排桩,对正弯矩的影响小于对负弯矩的影响;开挖深度对桩顶位移影响较大,对正弯矩的影响大于负弯矩,深度位移曲线近似为过原点的二次曲线,基坑底以上为正弯矩,坑底下为负弯矩,3D排距时桩顶位移最小,4D排距时正弯矩最大.     

突加集中荷载作用下饱和土-深埋圆形隧道衬砌系统的非轴对称动力响应

考虑饱和土与深埋圆形衬砌的相互作用, 研究了突加集中荷载作用下饱和土-衬砌系统的非轴对称动力响应. 基于Biot理论和弹性理论, 采用Laplace变换和Fourier级数, 考虑衬砌边界条件以及衬砌与饱和土交界面处的连续性条件, 在Laplace变换域内求得突加集中荷载作用下饱和土-弹性衬砌耦合系统的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式. 利用Laplace逆变换Crump数值反演方法得到饱和土-衬砌系统动力响应的数值解, 并分析了土体和衬砌系统的力学、几何等参数对系统动力响应的影响. 结果表明: 5倍隧道衬砌半径以外处土体的动力响应远小于隧道附近土体的动力响应; 衬砌刚度和厚度对土体位移和应力影响显著, 但对孔隙水压力影响较小; 孔隙水的可压缩性对土体位移的幅值影响不大, 但对应力幅值的影响较为显著.     

层状地基中单桩性状的积分方程解法及其参数

采用积分变换和传递矩阵方法得到弹性层状地基轴对称问题的基本解，按照虚拟桩法建立分析模型，推导出层状地基中单桩求解的第二类Fredholm积分方程，对其进行数值计算．编写了层状地基中单桩分析的计算程序，可求得桩身各点处的轴力、剪力和位移等主要性状．与经典弹性解答相比，本方法在理论上较严密，适用范围和求解结果也更为丰富．为考察地基土成层性对单桩性状的影响，还对几种典型层状地基中的单桩进行了参数分析．     

城市土壤特征对降雨径流控制的影响

城市范围土壤受到人为扰动而出现生态功能退化,总结了城市土壤的物理化学和水文生态特征,分析了城市土壤对降雨径流量和水质的影响,探讨了低影响开发(LID)工程土的要求,以期为改善LID措施控制降雨径流效果提供理论依据和参考。研究表明:以下渗为主的LID措施,土壤饱和导水率是重要参数;以去除污染负荷为主的LID措施,土壤质地、容重是重要参数,pH及本底养分、重金属含量也是影响因素;应以此为基础设计改良工程土配方;施工过程中,应避免场地土壤的机械人为压实;定期清理设施区域的垃圾,防止阻塞土壤表层;在污染严重区域,定期检测土壤污染物浓度,若超过土壤负载需更换土壤。     

原状土地基石灰土路堤离心模型试验

对原状软土地基石灰土路堤进行了离心模型试验,分析了试验过程中拍摄的模型图片、位移计测得的路堤和地基表面位移,以及模型地基侧面的标记点位移等值线图.分析结果表明,原状软土地基上的石灰土路堤在2～4 m的堆载过程中由于地基不均匀沉降开始断裂;地基中最大水平位移增量Δδmax与路堤中心下地基沉降增量ΔS之比值在4～6 m的路堤堆载阶段发生突变,预示地基趋于失稳,这与离心模型试验观察结果及采用不排水剪指标的太沙基地基承载力计算结果一致;鉴于石灰土的脆性和低抗拉强度,在实际软土地基石灰土路堤工程中可采用低于2 m的低路堤形式,也可在石灰土路堤中采用加筋的方式来提高其整体性、抗拉强度和减小地基的不均匀沉降量.     

水平向线荷载作用下土中应力

在MELAN积分的思想上,通过积分法详细完整推导了在水平向线荷载下、任意泊松比下的土中应力公式,通过比较发现,当线荷载作用在地基表面时,任意泊松比下的土中应力公式等同于泊松比为0.5时的应力表达式.同时,鉴于国内土力学教材中无此荷载下的应力泡图形,给出了应力泡的详细绘制方法,为工程中地基中的应力分布形式的判断提供方便.     

固结蠕变下软土微观结构参数的定量分析

为了探究土的微观结构特性和更加准确的描述土的变形过程,从微观上分析珠三角地区软土的固结蠕变,对软土的微观结构特征、孔隙个数和直径、孔隙和颗粒丰度、孔隙定向频率等方面进行了定量分析,对代表性广州番禺地区的土样试验结果表明:原状土样的微观结构主要是以蜂窝状和基质状结构为主,土体颗粒接触方式主要为点-点接触和点-面接触;当施加轴向固结荷载时土体的结构发生变化,轴向荷载较大时,土体的微观结构以紧密的骨架状和紊流状结构为主,土体颗粒的接触方式以面-面接触为主。软土在蠕变过程中,土体颗粒和孔隙大小的变化都遵循大孔隙优先改变原则,颗粒和孔隙的边界变得圆滑且形状趋向于扁圆形。蠕变后,颗粒和孔隙的个数有明显增加,直径都有明显减少,孔隙丰度值和复杂度有所降低。原土的分形维数高于土体蠕变变形后的分形维数。当固结应力增大时,土中孔隙的分形维数不断减小,大孔隙不断减少,大颗粒破损,小颗粒被挤入大孔隙中,颗粒和孔隙朝着均匀化方向发展。     

多层地基内部作用一水平力时的扩展Mindlin解

根据弹性层状理论,运用矩阵递推技术得到了弹性多层地基内部作用－水平集中载荷时扩展Ｍｉｎｄｌｉｎ课题的解析解,该解析解很容易编制计算程序,并具有较高的计算速度和精度,便于工程应用。     

软土弯剪作用下大直径刚性桩水平承载性能试验

对软土中2根直径为0.90~1.09m、埋深6.47m的钢管单桩进行弯剪作用下的单向单循环快速维持荷载试验,获得桩身弯矩和桩顶位移随荷载的变化情况,探讨了桩周土地基加固对桩的水平承载能力的影响及刚性短柱法的适用性.试验结果表明:桩身弯矩沿埋深呈现先增大后减小的趋势,弯矩最大值出现在0.06~0.15倍埋深处;荷载水平小于0.23时,桩顶水平位移较未加固前减少20%~30%,地基加固提高了桩的水平承载性能,而荷载水平大于0.6以后,地基加固的影响消失;采用刚性短柱法的设计用钢量较实际需求多37%,存在较大安全余量.     

有限元计算深开挖中挖方等效荷载的分析

模拟开挖计算的有限元分析,关键在于计算挖方的等效荷载,然后将此等效荷载反作用于剩余结构进行有限元计算。对目前计算挖方等效荷载的两种有代表性的方法进行了比较和研究,得出了开挖面上应力平衡的方法是计算挖方等效荷载的最佳方法的结论。     

边坡土钉支护动力有限元分析

为了研究边坡土钉支护在地震作用下的动力特性和工作性能,运用大型有限元软件ADINA,对支护结构建立了整体三维有限元计算模型,并进行了动力有限元模拟分析,研究内容包括水平地震作用下支护结构的土钉轴力响应、位移响应、加速度响应.计算结果表明:(1)地震使每排土钉轴力增大,且每根土钉轴力最大处增幅明显;(2)地震没有改变边坡潜在滑移面的位置;(3)地震作用下,坡顶的水平峰值位移和峰值加速度最大,说明坡顶附近土层的地震响应最激烈,所受的地震力也最大,较容易发生破坏.这些结论可为边坡土钉支护的抗震设计提供参考.