基于带面内转角自由度四节点平板壳单元的板壳非线性分析

针对矩形平板壳单元在工程结构,例如大跨度桥梁数值分析实践中的广泛应用,采用具有给定位移模式的纵、横向离散条带描述单元整体位移场.该位移场由2个部分构成,即单元中面膜位移和横向挠曲变位,其中面内位移由包含节点转角自由度在内的节点位移参数沿纵、横向条带顺次插值得到,而横向变位表示为双3次Hermite多项式乘积形式.单元模型确保位移及应变分量在单元内部和相邻单元之间连续,物理概念明确,提高分析精度与可靠性.通过选取受弯方形薄板弹塑性分析及圆柱壳体大变形、大转动2个经典算例,发现本文计算结果与经典解析解以及其他数值解十分接近.提出的板壳单元位移模型可以有效地解决复杂板式结构稳定极限承载力分析问题.     

一种筒状多孔空气分布器的数值模型简化

利用计算流体力学技术并结合粒子成像测速实验及现场实测对空调中常用的孔径分别为0.5,1.0和2.0 cm,自由出流面积比(Rfa)分别为4.9％,10.4％,15.5％和19.6％的孔板及凯天KTSF-3.5KD筒状多孔空气分布器周围流场分布进行研究,提出一种筒状多孔空气分布器的数值模型简化方法.研究结果表明:孔间间距是影响简化风口位置的主要因素,孔间间距越小,简化风口距原风口的距离越小;简化风口的高度可取实际风口的高度;简化风口湍流和速度边界可采用二维孔板空气射流完全混合起始位置(combined point,CP)的湍流参数及速度廓线,温度边界可采用与实际风口相等的均匀送风温度;采用简化风口得到的速度及温度模拟值与粒子成像测速实验值及现场实测值较吻合.     

道路结构型地层瑞利波相速度频散曲线的完整求取

研究在实数域如何完整地求取道路结构型地层的瑞利波频散曲线.在以往研究工作的基础上采用附加层法,即假定原模型的最底层介质厚度为有限,再在其下部添加一个与表层介质物性相同的半无限空间,可使原复数域的求解问题转化到实数域进行,则利用瑞利波频散方程,用二分法可得原模型的多模式相速度频散曲线.在采用附加层法进行计算时,一般假定的层厚度较大,会出现高频数值溢出现象.为此,利用二分法的特点,当计算过程中数值趋于较大时,采用较小的有限值进行替代,并且保证不改变原计算结果的正负特性,避免传递矩阵法计算中高频数值的溢出.对2个假定的三层介质模型进行模拟计算,结果表明原模型瑞利导波曲线与附加层法的计算结果完全吻合,同时附加层法计算出了高频区域泄漏波模式的相速度频散曲线,从而验证了附加层法、高频溢出处理方法的正确性和可行性.     

柔性网面土工格栅加筋土挡墙工程特性

为研究柔性网面土工格栅加筋土挡墙的工程特性,分析其工作机理,进行室内试验.试验测试墙背侧向土压力、垂直土压力、筋带变形以及面墙变形情况,研究挡墙侧向土压力和垂直土压力分布、筋带应变分布、挡墙潜在破裂面以及面墙变形规律等.研究结果表明:侧向土压力沿墙高呈非线性分布,每层的侧向土压力随施加荷载增大而呈线性增大,但其增大速率远小于理论值增大速率;增大加卸载循环次数也会使得残余侧向土压力增大;垂直土压力沿筋材长度方向呈均匀分布,挡墙第1层的垂直土压力略小于理论值;施加荷载会使得拉筋应变分布发生变化,筋带在试验荷载作用下可以满足强度要求;由广义库仑法得到的潜在破裂面与筋材最大应变位置较吻合;面墙最大侧向变形发生在第3层和第4层,面墙中间位置有鼓出现象.     

青藏铁路风火山隧道气温轨温试验及无缝线路设计

研发了适合青藏高原恶劣气候环境的气温轨温自动采集存储系统.首次对青藏铁路风火山隧道内外的气温和轨温进行了为期1年的连续测试,获得了其变化特点.在此基础上,进行了风火山隧道无缝线路锁定轨温设计.利用有限单元法建立了无缝线路轨道结构的有限元模型,分析了风火山隧道无缝线路采用长钢轨贯穿隧道布置方式的可行性,计算了轨温过渡区的钢轨温度力梯度和最大钢轨伸缩位移.计算结果表明:当轨温过渡区长度为30-50m时,风火山隧道无缝线路可采用该种轨条布置方式,但需要布置一定数量的防爬设备.     

基于完全气动弹性模型的冷却塔干扰效应风洞试验研究

针对某核电站两相邻200 m高超大型冷却塔,基于完全气动弹性模型通过风洞试验对其风致干扰效应进行研究.研究表明:干扰效应使共振响应显著增大,但仍以背景响应为主;双塔串列时,尽管由于上游塔的“遮挡”效应使得下游塔最大平均响应减小,但最大均方差由于干扰效应略有增大,响应极大值基本与单塔一致;斜列时,当上游塔尾流作用在下游冷却塔时,响应放大系数最大;基于整塔响应极大值定义的干扰因子可保证将单塔风荷载放大干扰因子倍后得到的最大响应与群塔的最大响应相等,由此考虑风向频率后得到的推荐干扰因子与规范值基本一致.     

桥台支座布置方式对连续梁桥地震反应的影响

为了避免桥台的地震破坏,提出一种新型桥台支座布置方式,通过双向滑动支座、弹塑性挡块和拉压连接装置的联合作用来工作.以2座连续梁桥为例,通过新型桥台支座布置方式和传统桥台支座布置方式的对比研究,分析了挡块屈服力、桥台约束刚度对桥梁横向地震反应的影响.结果表明:对于传统桥台支座布置方式,桥台承受的地震力随着地震强度的增大而增加,存在地震破坏风险;对于新型桥台支座布置方式,可以通过调节挡块横向屈服力来控制桥台地震力,既可使桥台分担一部分结构地震惯性力,又可避免桥台破坏.进行抗震设计时,可以根据具体的桥梁和对应的地震动输入,选择合适的桥台挡块横向屈服力,以使整座桥梁的地震反应达到最优状态.     

基于AI的农村公路养护管理评价方法研究

综合考虑影响农村公路养护管理的各要素, 采用层次分析方法, 建立了包含目标层、准则层、 指标层的农村公路养护管理评价三级指标体系. 针对综合评价中知识学习积累问题, 研究了基于人工智能的模糊神经网络方 法在农村公路养护管理评价中的应用. 结合模糊理论和神经网络方法, 采用模块化设计思想初步建立了农村公路养护管理评价 的结构模型, 在评估系统中嵌入专家知识, 采用模糊理论对评价指标进行模糊化处理, 再利用多层神经网络进行数值分析, 最后将结果反模糊化, 实现对农村公路养护管理系统的综合评价. 同时通过实例说明了系统学习、系统评价的过程, 实例验证了所建模糊神经网络模型的可行性与有效性.     

朔黄重载铁路路基斜向高压旋喷桩加固效果

摘要：结合朔黄重载铁路路基加固前后检测试验数据和斜向高压旋喷桩的加固机理,对斜向高压旋喷桩技术加强既有线路基的综合效果进行了探索研究。研究表明,斜向高压旋喷桩能显著提高路基的强度、刚度、承载力及路基45°扩散线以内土体的密实度,是一种快速有效的既有线路基加固技术。     

山区高速公路岩体边坡稳定性处理技术

在分析岩体边坡稳定性的基础上,建立受非均布线形荷载作用的地基力学模型,应用叠加原理推导出岩体表面在上述荷载作用下,预应力锚索-地梁结构中垂直于梁轴线的平面内的地基中深z处的应力和位移计算公式,为研究预应力锚索-地梁结构在岩体中传递规律提供了理论基础.并以湖南省常张高速公路K123＋160-K123＋369边坡为实验区域,现场实验得出在对锚索施加预应力后,锚索预应力通过地梁传递给被加固的岩土体,其传递方式在垂直于地梁轴线的平面内是以梁轴线与该平面的交点为端点的近似橢圆的等值面形式由内向外呈逐渐衰减趋势分布的.藉此证明预应力锚索-地梁结构在山区高速公路岩体边坡中是一种可靠的处理技术.