基于应变测量的隧道周边水土压力反演方法研究

周边水土压力变化是影响隧道结构安全的重要指标,但既有监测方法难以实现周边水土压力的长期准确测量.鉴于此,提出了一种基于应变测量的隧道周边水土压力反演方法.首先介绍了隧道周边水土压力的简化模型,并基于最小二乘法建立了应变-压力的反演矩阵;然后通过预埋光纤光栅传感器测量隧道结构断面的应变分布,并通过应变-压力之间的关系来反演隧道周边水土压力;最后分别通过有限元模型和隧道工程现场监测试验证明了反演的隧道周边水土压力的精度可满足工程需求.由于光纤光栅传感器在长期监测隧道结构断面的应变分布时具有的优良性能,因此通过应变-压力之间的关系反演隧道周边水土压力的方法可用于隧道周边水土压力的长期监测.     

脆性颗粒材料的超弹性软化模型及应变局部化模拟

在Volokh软化模型的基础上,考虑颗粒材料的变形和破坏机制,认为颗粒材料以剪切变形和破坏为主,提出了表示软化程度的软化因子概念,发展了两种能够部分表征颗粒材料力学行为特征的软化模式,并基于ABAQUS用户材料子程序(UMAT)开发相应程序.数值算例考察了上述模型模拟颗粒材料应变局部化现象和软化现象的能力.结果表明了所建议模型的有效性和可行性.     

油气输送管道应力分析及应变设计研究

人类进入21世纪,能源的全球供求矛盾呈现日益突出的趋势。如何保障我国石油安全有效地供给,已经成为我们面临的巨大挑战。该文针对油气输送管道所受的各种应力的分析,展开了基于应变的油气输送管道的设计讨论。若想对抗各种应力对油气输送管道的损害,需要加强油气输送管道强度和韧性。     

基于景观生态安全格局的土地利用总体规划环境影响评价

研究基于景观生态安全格局理论和最小累积阻力模型,以宜城市为研究区,利用GIS空间分析技术构建规划基期年(2009年)和规划目标年(2020年)景观生态安全格局,对比研究区生态安全状况,划分得到高、中、低3个安全等级并分析比较。研究结果表明:2009年和2020年的景观生态安全格局整体处于分布不均衡的状态,生态安全总体处于中安全水平和低安全水平;高安全区多集中于东部和西南部的低山丘陵地区,而中部和西北部的岗地多处在中、低安全区;2009—2020年宜城市总体生态安全状况变化不太明显,但略有提高,高安全面积所占比例最大,较2009年增加14.12 km2,中安全面积略有减少,低安全面积在研究时段内变化不显著。
     

衔架钢筋混凝土材料受力性能研究

为探讨带衔架钢筋混凝土材料的受力性能,设计了4组试验,现场预制4个混凝土构件,通过对4个构件的荷载-挠度试验、混凝土荷载-应变、下弦钢筋荷载-应变曲线对比分析,结果表明:1)在一定范围内,随施工荷载的增加,4个试件(S_1、S_2、S_3、S_4)的挠度呈线性规律增加,随后随荷载的继续增大构件裂缝逐渐增多,S_1、S_2、S_3、S_4构件彻底断了时施加的荷载分别为93.5 kN、113.8 kN、95.4 kN和107.2 kN,所对应的挠度分别为31.4 mm、41.5 mm、42.3 mm、45.1 mm;2)4个试件的挠度由0增至30 mm时,所需的荷载急剧增大,随后增大幅度有所减小;3)4个试件的应变均是随荷载增大逐渐减小,当荷载为0时应变也为0,随后几乎都是呈指数形式变化;4)S_1和S_2试件下弦钢筋的荷载为50 kN左右时,衔架钢筋完成了塑性状态到弹塑性状态的变化,当荷载为95 kN时又由弹塑性状态转变为塑性状态;S_3和S_4试件下弦钢筋在2种状态变化对应的荷载值分别37.5 kN和85 kN。     

干旱区夏季晴空期超厚对流边界层发展的能量机制

在全球干旱区,因其特殊的气候环境背景,夏季晴天常常会出现其他地区少见的超厚对流大气边界层(superthick convective boundary layer, SCBL),这种特殊的边界层结构具有重要的天气气候意义,但目前对这种超厚对流边界层发展机制理解十分有限.这既制约了大气数值模式中针对这种超厚对流边界层的参数化改进,也限制了超厚对流边界层与天气气候背景相互作用的科学认识.通过选取我国西北干旱区敦煌荒漠戈壁为代表性研究区,利用以往在该区域开展的陆-气相互作用观测试验资料及长期业务探空观测资料,从大气边界层发展的能量机制出发,对该地区出现的超厚对流边界层的发展过程进行分析.分析表明:从日际尺度看在持续晴空期即使在白天地表感热通量日积分值不变甚至减弱的情况下,大气对流边界层(convective boundary layer, CBL)的日最大厚度仍然表现为逐日持续增高的特点,且地表感热提供的能量无法平衡对流边界层发展所需要吸收的能量.主要原因是深厚的近中性残余层(residual layer, RL)在对流边界层发展过程中发挥了重要作用,通过夹卷过程从残余层进入对流边界层的夹卷能量是对流边界层逐日持续发展的关键能量补充.在夏季连续晴空期,对流边界层与残余层之间会形成逐日循环增长机制,使干旱区夏季发展出超厚对流大气边界层.     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

工程中张量概念的思考

本文针对用张量表示弹性力学基本概念的应用,从几何与代数角度分析张量,进而掌握其在力学表达式中的简明记法与意义。