渗水膨胀粘弹塑性围岩压力隧洞的耦合蠕变效应

本文提出了一种在复合膨胀岩体中考虑其耦合流变性态和渗流效应以设计有压隧洞衬砌的有限元方法。采用粘弹塑性计算模型可以描述围岩—支护系统应力和位移随时间的变化,使对所设计结构的受力机理能有更好的理解。     

采矿影响下与时间有关的位移和应力的计算方法

对巷道村砌压力及采场位移的现场观测表明,岩石大多具有流变的特性,因此计算与时间有关的位移和压力乃是采矿工程的一个重要课题。本文提出一个计算线性粘弹介质中与时间有关的位移和应力的数值方法。对于线性粘弹介质可以用Laplace变换将对应愿理用于相应的弹性问题的解,从而由逆变换可直接得到与时间有关的解;至于问题的弹性解则可以快速和准确地用边界单元法求得。边界单元法有好几种,各有最适用的范围,本文中所用的是不连续位移法,并将其推广到用于上下两个不同性质半平面相连接的区域,各个半平面可以是弹性的或粘弹性的。     

设计锚喷支护的实用计算法——反馈设计法

《反馈设计法》是把洞周复杂的岩体假想化为某一综合弹性体,并按照与围岩实际位移相等的原则,确定综合弹性体的等价弹模;围岩变形的时间效应,用采取变化各个时刻等价弹模的方法加以反映;围岩等价弹模E_t 和无支护情况下洞室的位移则根据长期观测或直接在现场加载而获得的位移(应变),考虑支护设置时间和刚度的变化,按变形协调条件确定;确定以上参数后,即可根据支护强度条件和允许位移值,调整支护参数,达到预期的支护效果。这种实用计算法的优点是:将岩石力学参数的确定、现场监控量测数据的分析以及锚喷支护的设计综合成一体,毋需建立复杂的力学模型和数学运算,就能得到理想的结果。作者深望此法能为工程界采用。     

粘弹粘塑性围岩流变特性解析

本文采用岩体的力学介质模型研究了粘弹粘塑性巷道围岩流变特性,按照围岩—支护共同作用的观点,得到了在支护反力作用下的一般表达式,给出了在支护反力为常量时包括粘弹粘塑性围岩特性曲线及其时间效应的封闭式解答。     

多组节理岩体洞室的蠕变特性及其粘弹塑性效应

本文在岩体节理面剪切蠕变试验和完整岩石扭转蠕变试验的基础上,探讨了多组节理岩体的剪切变形规律、各向异性性态及其时间效应,用试验论证了对节理面采用所建议的“弹-粘塑性”力学模型的正确性,分别推导了在不同应力状态下节理面、完整岩石和多组节理岩体粘塑性应变速率的计算公式,提出了节理岩体大断面洞室考虑分步开挖和不同支护时间的粘弹塑性有限元数值方法.通过对某地下工程实例的计算,得出多组节理岩体洞室稳定的定景分析和评价,以及工程设计和施工的若干合理化建议.     

膨胀性围岩中地下工程的边界元分析

本文根据膨胀性岩体的膨胀实验结果,建立了岩体膨胀的数学模型。考虑到岩体的膨胀及蠕变效应,将粘弹模型和膨胀曲线引入到边界元法中,编制了相应的计算机程序,解决了膨胀性岩体中地下工程的应力、位移数值分析问题。通过对地质条件较为复杂的地下工程现场进行的计算分析表明,其结果与现场实际情况基本相符。     

粘弹层合板阻尼振动的层间应力和实验研究

应用混合分层理论,并在板的厚度方向采用位移和应力插值函数推导出粘弹层合板的动力学方程.计算了自由阻尼结构的法向位移响应幅值和层间横向应力的相对幅值,分析了粘弹性材料模量的影响.在高频疲劳试验机上试验不同粘弹性材料的自由阻尼层合板的稳态振动.结果表明:较高的层间法向正应力是低频振动中引起粘弹层合板分层破坏的主要因素,采用面内方向加强的粘弹层合板能有效地降低界面上法向正应力的值.这与通过动力学方程分析粘弹层合板的结论是一致的.     

圆形洞室动态施工中围岩粘弹时变解析分析

针对深埋地下洞室,寻求洞室动态施工中围岩应力及位移场的解析解.在推导中考虑了岩体粘性时效和动态施工对位移影响的耦合作用.将开挖岩体模拟为Maxwell粘弹模型,从基本控制方程出发,导出双向等地应力情况下无限均匀介质中圆形洞室施工过程围岩位移解析解;应力解则由时变力学对应性原理得出.该结果可用于圆形洞室半径任意时变的情况.针对匀速和加速施工情况进一步求解施工至某一时刻结束后的位移粘弹解,定量分析最终形状相同时,不同时变速度和加速度对最终结果的影响,分析了粘性介质中圆洞施工的时径相关性现象.     

多孔介质中滞留聚合物分子的粘弹效应模型

本文对三种不同的人造岩心用部分水解聚丙烯跳胺溶液进行了流动试脸,发现在水泥和环衷树脂胶结的不均质石英砂岩心中具有粘弹效应;而在致密的磷酸铝烧结的刚玉砂岩心中未发现粘弹效应。根据测出的残余效应系数分析,认为这可能与岩心的孔隙结构、渗透率等因素有关。对存在粘弹效应的岩心,基于开尔文模型,作者提出了多孔介质中滞留聚合物分子产生回复形变的教学模型。对于试脸曲线,用最小二乘法拟合出流量与时间的关系式,它与聚合物分子回复形变的数学模型具有一致形式,于是本文从理论上论证了滞留有聚合物分子的多孔介质中,在降低水的流动压差至稳定后,流量随时间呈指数变化的规律是滞留聚合物分子的粘弹性造成的。     

粘塑性软岩支护方法讨论

本文根据现场实测位移-时间曲线,建立一种新的围岩粘塑性流变模型。该模型由二个虎克体,一个牛顿体和一个塑性体组成。常见的Poynting-Thomson体仅是它的一个特例。利用该模型的物态方程解出了静水压力下圆形巷道的支护反力和巷道周边位移。指出了粘塑性软岩地压的基本特征和支护方法。     

岩土工程中弹塑性反演计算边界元法及其应用

将弹塑性理论的位移反分析边界元方法用于岩土工程施工监控设计的反演计算中,并由所岩体周围的位移计算出初始地应力及岩体弹性摸量.除给出岩土工程中的弹塑性边界元反分析方法以外,还导出了应变空间中表述的弹塑性本构方程,提出了求解非线性方程的近似中点刚度法,它能加速收敛.文中的算例表明提出的计算方法和程序是可行的.     

粘弹介质中圆孔时变轴对称问题的解析分析

对任意粘弹模型,用拉普拉斯变换法推导无限粘弹平面中圆孔半径任意时变时应力和位移的一般解析解.首先根据一般粘弹模型边界时变轴对称问题的基本方程,应用拉普拉斯变换得到拉氏空间中位移应满足的微分方程,并求得方程的通解,从而得到拉氏空间中位移、应力的一般表达式.对应力边界问题,将拉氏空间应力表达进行逆变换,再根据边界条件确定待定函数,最终得到应力和位移解答.解答没有体积不可压缩的限制条件,并且适用于球量也具有粘弹效应的情况.作为应用,根据该解答求得H-Kelvin粘弹模型的解.算例显示,不同半径时变过程位移场的变化也不同.对线性时变过程,较慢的时变速度下位移变化平缓,但时变结束时刻的位移较大.     

子结构经粘弹阻尼连接后系统动特性的预测

为有效地预测子结构经粘弹阻尼连接后新系统的动特性,本文基于重分析原理,提出了一个预测的新方法,还发展了一种为求解新特征方程的粘弹连接量与特征值同时迭代法。最后,算例表明文中提出的方法正确、有效。     

红细胞膜粘弹性的影响因素及其检测方法

红细胞是血液中最主要的有形成分，红细胞膜的粘弹特性在血液流动中起着关键性的作用．对影响红细胞膜粘弹特性的相关因素（如神经氨酸酶、苯肼、胰蛋白酶、pH值、戊二醛和丙溴酸等）及红细胞膜粘弹性的检测方法（如粘度法、光衍射法、微孔滤过法、微吸管法等）的研究作一综述，并指出了对红细胞膜粘弹特性的研究在临床上为改善血流特性和在新药设计方面的借鉴意义．     

非线性规划理论在裂隙岩体渗流反馈分析中的应用研究

利用实测渗流场资料反求岩体渗流参数是岩体渗流研究的一个方向,但目前在裂隙岩体渗流参数反馈问题方面进展不大,本文把非线性规划理论引入裂隙岩体渗流反馈分析计算中来,通过理论分析和实验验证,寻求到一种有效的适合裂隙岩体渗流运动特点的反馈分析方法,并获得了应用渗流反馈方法的几点指导性的结论。     

动态力学温度谱分析的新方法及其应用——1.从动态力学温度谱和α_T(T)求松弛谱和推迟谱的新方法

提出简化广义Maxwell模型和简化广义Voigt模型来描述高聚物在主转变区的粘弹性能。建立了一种从动态力学温度谱和α_T(T)直接求松弛谱、推迟谱及其它粘弹函数的新方法。采用文献的实验数据对上述方法进行了验证,计算得到的粘弹性质与实验结果相一致。这个方法同时也是本系列研究工作的基础。     

154T电动轮自卸车转矩脉动仿真

针对154T电动轮自卸车600 kW异步电动机在实际调试过程中出现转矩脉动现象,分析了引起转矩脉动原因,并提出了一种新型的死区效应补偿方法.对常规的死区效应补偿方法电流反馈法中难以准确采集零点问题,设计了准确采集零点的硬件电路,对电压反馈法进行了改进,设计了一种二输入-二输出的模糊自适应PI死区补偿控制器,它能实时地调节电压空间矢量作用时间(即实时对死区时间进行补偿).最后,分别进行了仿真或实验,仿真和实验结果表明,电流反馈法中准确采集零点问题得到有效地解决及异步电动机转矩脉动得到有效抑制.     

简易控制超音速火箭靶弹方案最优制导律设计

针对简易控制超音速火箭靶弹方案供靶弹道设计问题,提出了一种基于粒子群方法和Gauss伪谱法相结合的火箭靶弹供靶最优制导律设计方法. 该方法首先在爬升-拉平段,利用粒子群方法优化得出火箭靶弹在拉平段具有最大动能的最优射角和爬升段最优起控时间,然后利用Gauss伪谱法设计得出平飞供靶段最优控制律. 仿真结果表明,该方法能够快速获得最优方案供靶弹道和方案制导律,并且可以较好地满足供靶指标,为火箭靶弹供靶弹道设计提供参考.      

导引头稳定平台离散时间预设性能控制

针对现有离散时间预设性能控制方法对滑模趋近律依赖度高、抖振缺陷明显的难题,通过创建一种摆脱了滑模控制的设计新框架,为拦截弹导引头稳定平台提出了一种离散时间预设性能控制新方法。首先,设计一种离散时间性能函数对跟踪误差的收敛轨迹进行包络约束;然后,定义一种离散时间转换误差并将其用于构造一种新颖的反馈函数;设计离散时间控制律对新开发的反馈函数而不是转换误差进行镇定,不仅保证了所有跟踪误差均具有期望的预设性能,还摆脱了控制算法对滑模趋近律的依赖性,从根本上解决了控制抖振难题;最后,通过数值对比仿真验证了所提方法的有效性与优势。     

三维问题位移反分析的实用化研究

本文介绍了一种简便实用的方法——图谱一位移反分析方法。其基本思想是将图谱(由有限元边界元等数值法计算结果建立的数据库)用于位移反分析,从而方便迅速地进行现场位移反分析,求得所需的岩体特性参数,如弹性模量E,地应力分量P、Q、τ等,对于三维问题,尤其显示出它的优越性,本文结合三峡三斗坪坝址试验洞,用图谱一印双值位移反分析法进行了试验,取得了可靠的结果。