环面构造管道拼接曲面的方法及其连续性

讨论了当给定管道截面为椭圆、并且给定截面与管道轴线不垂直的情况下 ,利用椭圆环面实现两椭圆柱面间光滑过渡曲面的构造方法 .当生成椭圆环面的运动轴线与给定管道轴线为一阶几何连续时 ,可使椭圆环面与给定管道达到一阶几何连续 ;当轴线为二阶几何连续时 ,曲面可以达到二阶几何连续 .并且还对于用法向环面构造过渡曲面的连续性做了进一步的分析 .     

岩体不连续面的几何特性与剪切强度的关系

利用新开发设计的三维非接触式激光表面形状测定仪,在精确测定岩体不连续面的表面形状的基础上,建立了新的岩体不连续面的分形几何模型,模型中的两个分形参数定量表述了岩体不连续表面形状的几何特性（一级倾斜度和高级次起伏度）,并进一步提出了由这两个分形参数组合出的代表岩体不连续面表面粗糙特性的平均粗糙角Ｕ的概念和计算方法。最后,结合岩体不连续的剪切强度实验,建立了剪切强度与分形参数有及平均粗糙角Ｕ间的定量关     

岩体隧道施工诱发的关键块体三维模型及其验证

在岩体隧道工程岩体结构面的观测基础上,研究了结构面三维模型及网络模拟技术,通过不连续面网络图模拟真实岩体的几何特征,讨论了两种块体搜索方法,即根据确定结构面参数搜索确定块体和根据节理面网络图搜索随机块体的方法.引入概率理论对被节理切割的岩体中关键块进行了分析,采用蒙特卡罗法和面向对象的编程技术,给出了基于统计原理的岩体不连续面三维计算机模拟方法.建立了岩体工程适用的块体搜索和计算模型,实现岩体隧道工程的关键块体计算机搜索、三维显示和旋转等.     

考虑应力集中的吊车梁多轴疲劳寿命预测

钢结构吊车梁在工业建筑中被广泛应用,应力集中的存在导致几何不连续位置在复杂应力下服役.借助有限元法分析吊车梁应力-应变状态,确定危险点位置,并提取应力、应变分量;以应变能密度作为损伤参量并以最大平面为临界面,基于能量准则建立临界面位置数值计算方法,结合有限元结果给出吊车梁临界面位置;考虑吊车梁在非对称载荷下服役,借助Goodman方程进行平均应力修正,并结合Q355D钢近似S-N曲线计算疲劳寿命.该方法考虑了应力集中处多轴应力对疲劳损伤的影响,可以为复杂应力下几何不连续钢构件的疲劳寿命评估提供新方法.     

正螺面与悬链面相互贴合的图解法

正螺面与悬链面是一对等距,等价曲面,它们在局部范围内经过连续弯曲(或变形)可以相互贴合,这一结论在微分几何中已有用公式推导法作出的证明。本文采用图解法解决了这一问题。图解法直接揭示了正螺面与悬链面相互贴合的几何意义,其近似程度可以满足工程上要求的精度。     

拟膜分析法及应用

将具有周期性微结构的平面网格结构比拟成均匀的连续体一拟膜,通过分析连续体的力学响应预测原网格结构的响应．根据两者在面内力学行为上的等效性,拟膜的弹性本构参数可由网格结构单胞的材料和几何参数解析表示．分析发现：当原网格结构单胞中各个杆件保持材料性质不变,而面内的几何尺寸扩大相同倍数时,拟膜的弹性本构保持不变,称这种性质为网格结构的几何内禀性．数值算例进一步证实这个结论及拟膜分析法的正确性．     

连续包覆(CONCLAD)模具优化的模拟实验

以塑胶泥为变介质，通过模拟实验，研究连续包覆膜具几何形状尺寸对模具内压力分布的影响，以凹模模面压力均匀分布为优化目标，对不同的导流模形状，腔体几何形状     

计入结构几何非线性影响时斜拉桥可靠度分析

应用响应面法,考虑斜拉桥的几何非线性效应以及材料、几何尺寸、外部荷载等的随机性,分析了斜拉桥正常使用极限状态下的可靠度,研究表明响应面法是求解斜拉可靠度的有效方法,不计入几何非线性,结构计算结果偏于不安全,因而,在斜拉桥的可靠度分析中有必要计入结构几何非线性的影响。     

基于NURBS方法的转子表面造型技术

采用双三次NURBS方法对某型号转子进行几何造型,对造型过程中出现的曲面延伸、求交和裁剪等问题进行了研究.根据叶片的形状特征,以曲线的几何形式为基础,提出了一种简单实用的曲线曲面延伸方法,实现了切矢量连续的叶片型面的延伸.对于两相交面分别为自由曲面和解析曲面的求交问题,提出了一种简化的跟踪算法,实现了转子叶片型面和圆台面的准确求交和裁剪,从而实现转子精确的几何造型.     

机械固定结合面刚度特性建模

针对机械结合面G-W接触模型和M-B接触模型存在的不足,基于分形理论,提出一种能描述2粗糙面接触的配对几何粗糙特性的法向刚度力学模型.该模型在几何尺寸上独立,给出了结合面面压与刚度的解析解,能有效求解结合面配对接触的法向刚度.根据应变能相等的原则,把结合面法向刚度和切向刚度折合成连续体的材料属性,建立了描述结合面特性的虚拟材料模型,试验证明了该方法的有效性.     

基于摄影测量技术的岩体结构面参数的获取

为了更高效、全面、安全的获得岩体结构面参数,建立了两种从三维模型中获取结构面参数的算法：ply2parameter算法和scanline算法。Ply2parameter算法在三维模型上对表现形式为平面的面状结构面采样,根据采样得到的结构面顶点集合,使用主成分分析计算结构面的法向量,计算岩体结构面参数。sancline算法计算出在三维模型上沿着虚拟测线标记出的面状结构面和表现形式为迹线的线状结构面的参数。最后对结构面进行优势分组;以甘肃北山的一个岩石露头为例应用上述两个算法。将得到的结果和野外实测的结果对比,显示出了良好了相关性。     

复合岩石层面剪切试验的研究

本文在不同粗糙度和不同正应力的条件下,对复合岩石层面的剪切试验进行了讨论,建立了复合岩石层面抗剪强度的准则及复合锯齿状层面的抗剪强度准则。实验表明:光滑层面的初剪与复剪抗剪强度具有峰值转换性;剪切位移具有弹性回复位移,并存在着剪切法向收缩现象;剪切滑移造成层面两侧岩石的张裂破坏。     

Topographies of seismic velocity discontinuities and penetrations of subducting slabs beneath the Sea of Okhotsk

The existence of discontinuities, the topographies of the 410 km and 660 km discontinuities, and the penetrations of subducting slabs near the 660 km discontinuities beneath the Sea of Okhotsk were studied using Nth root slant stack and digital records from networks in Germany and the western United States. Results show the obvious evidence for reflected and refractive phases associated with the 410 km and 660 km discontinuities. There may be discontinuities at other depths such as 150 km, 220 km and 520 km. The 410 km discontinuity is elevated and the 660 km discontinuity is depressed respectively, consistent with the expected thermal signature of the phase transitions. The subducting slab has penetrated into the lower mantle in the northern part of the Sea of Okhotsk, while it is stagnant on the 660 km discontinuity in the southern part.     

控制性结构面对地下洞室围岩稳定性的影响

控制性结构面的展布和工程特性往往决定了地下洞室的布置和工程结构形式。以糯扎渡的主厂房为原型,通过地质条件和岩土结构特征的分析,采用Flac3D数值模拟方法,研究Ⅰ级结构面对洞室群布置的控制作用和Ⅰ-2类结构面对围岩应力、变形的影响。结果表明:Ⅰ级控制性断层与洞室最近边墙(端墙)的距离小于80 m以后,洞室围岩的应力急剧增加;在距离小于60 m后其变形也急剧增加,对围岩的稳定不利。和洞室轴线小角度相交的缓倾角结构面对围岩应力的影响较大,中等倾角的结构面对围岩的变形影响较大。     

共面波导不连续性等效电路的研究

针对共面波导不同不连续性需采用不同的等效电路分析的问题,该文结合矩量法的物理内涵,推导出共面波导不连续性的等效电路模型.将等效电路模型分别应用于开路端、阶梯、直角拐角、T形结等不连续部分,计算所得S参量与IE3D仿真结果进行比较,最大误差不超过5%,平均误差不超过2%.与IE3D仿真结果良好的一致性表明,该模型具有较高的精确度与通用性.     

特殊岩体爆破孔网参数研究

本文强调结构面对岩石破裂的控制作用,基于结构面特性建立了特殊岩体的孔距和抵抗线计算公式。     

基于赤平极射投影法的岩质边坡破坏模式预测

以苗家坝水电站右坝肩岩质边坡的测绘为例,引入赤平极射投影的方法,基于优势结构面和其他随机结构面的特征和现场调查研究成果,深入分析了边坡自然状态下的变形破坏模式和地质历史演变过程,进而对开挖工程边坡可能出现的主要变形破坏模式进行了预测,得出了右坝肩边坡的主要变形破坏模式、形成机理及发生可能性和规模。这种方法不仅考虑到了结构面的空间组合关系、结构面的成因和性质,同时也考虑了边坡变形破坏模式出现的地质演变过程,一定程度上从时空观的角度分析边坡的变形破坏模式,就工程本身而言,更有实际意义,是边坡变形破坏模式研究的一种综合思路。     

模拟不连续介质的非连续有限元法

在传统有限元的框架上提出一个能模拟诸如裂纹、节理等非连续性结构的新技术--非连续有限元法,该方法通过反映非连续场和尖端渐进场的附加函数来丰富传统有限元的近似模式,以达到场内非协调的目的;该技术允许整个非连续性结构独立于网格,使得在模拟非连续性结构（裂纹、节理等）的演化发展时无需重剖网格.详细讨论了非连续附加函数的构造,并用弱解形式推导了非连续有限元格式,并给出算例.     

基于结构面粗糙度随机场表征的抗剪强度变异性

岩体结构面抗剪强度参数具有变异性是客观事实,而受限于室内外直剪试验成本而导致抗剪强度变异性指标获取困难是目前制约岩质边坡可靠度评价发展的主要原因之一。鉴于此,本文提出了一种利用少量实测结构面粗糙度曲线样本和岩块物理力学参数,结合JRC-JCS剪切强度模型、随机场理论和非侵入式离散元数值试验,获取结构面抗剪强度参数变异性指标的方法。将此方法应用于某隧道进口段岩质边坡可靠度评价中,研究发现：（1）该岩质边坡主控结构面粗糙度纵坐标方差为0.012 5 cm2,相关距离为0.75 cm,生成的随机粗糙度曲线与实测样本相似;（2）结构面粘聚力和内摩擦角均值分别为0.427 MPa和54.9°,标准差分别为0.229 MPa和4.47°,变异系数分别为53.63%和8.14%;（3）此边坡稳定性系数服从正态分布,失稳概率为2.8%,可靠度为1.52。