确定土层自由场地震动的二维简化模型

为了研究均匀土层自由场地震动的二维简化模型,首先利用弹性波动理论,得到土介质的二维波动方程,采用分离变量法来求解该方程,根据土层上下界面的边界条件确定土层竖向振动的特征频率和振型;根据波沿水平方向向无穷远处传播的衰减特性确定波沿水平方向衰减系数,得到土层自由场自由振动的相对位移的解析解。然后,采用振型叠加法求解强迫振动情况下的波动方程,得出二维情况下均匀土层在地震作用下沿水平方向相对位移的解析解。通过上述计算,得到了土层自由场地震动的二维简化模型。通过具体算例,分别对研究的二维简化模型与一维剪切梁模型进行了比较。比较结果表明,地下土层水平维度对于均匀土层自由场地震动反应的影响很小。     

岩体中爆炸与冲击下的破坏研究

阐明了揭示岩体中爆炸与冲击真实的变形与破坏过程必须继续研究基于微观物理原理和细观物理力学的理论。建立简单工程实用的介质在爆炸和 冲击作用下的统一的分阶段连贯的不同时空尺寸的动力构模型，必须研究材料爆炸和冲击下的在不同的特征能量尺度及其传输速度下统一的分阶段连贯的动力破坏过程和动力破坏准则。     

具有复杂构造的随机载对结构材料的热效应

温度对材料的耐久性有着直接的影响。循环荷载可引起热效应。热效应是变形与破坏动态过程所致 ,是亚稳状态分解的结果 ,是过剩能量消耗的一种形式 ,并认为热释放由裂纹产生过程所致。首先讨论了具有复杂构造的随机载对结构材料的热效应 ,方法的核心为逐步消去中间的过渡循环 ,使之变成简单随机过程。然后又假定简单随机过程由幅值随机的完整周期振动构成 ,频率为单位时间内零穿越次数 ,并最后求得耗散系数 ,闭合了热传导方程 ,最后讨论了各种热状态。     

非接触性动态位移测试方法的研发及应用验证

基于Hough变换圆检测原理研发了非接触性动态位移测试方法,采用振动台进行了应用验证.结果表明,Hough变换具有良好的圆检测效果.图像计算效率与角度、半径的检测步长的选取相关;选取较大半径检测步长时,图像处理速度将大幅提高;选取较大角度检测步长时,图像处理速度提高并不显著.通过不同试验验证了自行研发的非接触性位移测试方法在不同频率正弦波输入、图像中不同半径标靶圆及相机-标靶不同物像空间距离特性条件下均具有良好的识别效果.工程实用角度,非接触性位移测试方法可以同时捕捉多个测点的位移及有效解决测试量程受限的问题,并可避免由于接触对被测体产生的干扰.     

隧道在纵向地震作用下的动力响应分析

为了探讨盾构隧道结构在纵向地震动力作用下盾构管片的振动特性。通过将土-结构相互作用简化为等效刚度弹簧建立了模型,并推导了结构在地震作用下的运动方程。然后利用中心差分法求解所得到的运动方程,求得每段管片在不同时刻的位移。进一步研究了土-结构剪切系数、地震纵波速度和结构连接刚度3个因素对隧道盾构管片位移的影响。计算结果表明,随着土-结构之间剪切系数增大,管片最大位移随之增加,结构之间的相对位移减小。而降低结构之间的连接刚度后,土-结构之间的相对位移减小。波的传播速度越小,结构与地层之间相对位移越大,易导致滑移现象出现。因此,选取具有较快波速的坚硬地层、提高土与结构之间的剪切力以及设置合理的抗震缝距离将有助于增加结构的抗震性能。     

成层地基中不同土层分布对地下结构的抗震影响

为了研究清楚成层地基中由于不同土层的分布而引起地下结构的地震响应,借助FLAC3D有限差分分析软件,通过设置土体的Hardin/Drnevich阻尼,合理地描述土体在动力作用下的滞回曲线和滞回圈,从而建立不同地质条件下的分析模型,分析地下结构在不同地基中的地震反应。结果表明,当结构处在软弱土层时,其在水平地震作用下的反应明显大于结构位于其他土层情况下的地震反应。当结构处在硬土层,或有较好的持力层,并有隔层软弱层的地层时,结构在地震作用下相对较安全。工程设计中可以通过合理地选择地下结构所处土层位置,避免未来可能地震引起的不良影响。     

振动信号批处理软件平台的搭建与应用

基于Matlab软件GUI程序编写平台及振动信号预处理,数值积分及频谱分析的基本原理,研发了面向对象、具备友好界面的振动信号批处理软件平台,此软件可以提高振动信号数据处理效率。依次验证了各程序计算模块的正确性,并试算了不同数据量条件下该软件的数据批处理能力。结果表明:该软件可以适用于不同体量数据的处理,满足用户对振动信号处理的基本需求。     

不同刚度地铁地下车站结构振动台试验测试数据的时频特征分析

以模型结构整体剪切刚度量化微粒混凝土和石膏模型结构的刚度比,根据小波包变换的频带分布特征确定频带与结点的输出关系,并基于最小熵准则的最优基选择算法,对比分析了不同刚度三层三跨地铁地下车站侧墙加速度反应的时频特性.研究结果表明:最优小波包变换方法具有自适应的频域分辨能力,能较好地解决频带重叠现象.采用最优基小波包变换技术能有效挖掘出由结构材料不同引起的模型结构加速度反应的时间-频率-能量之间的差异.在强震作用下,微粒混凝土模型结构加速度反应的特征频带总能量高于石膏模型结构;石膏模型结构加速度反应在0～6.25 Hz频带的能量集中程度高于微粒混凝土模型结构,在＞6.25～ 12.5 Hz频带内的能量累积速率较微粒混凝土模型结构快;石膏模型结构加速度反应各特征频带进入快速能量累积的时刻均早于微粒混凝土结构.     

分区破裂化现象的研究进展

通过对分区破裂化现象的发现过程进行回顾、对分区破裂化现象的研究现状进行综述,对深部巷道围岩的受力变形的特点有了更好的认识,并利用弹塑性理论、断裂力学理论、非线性科学理论等对分区破裂化现象形成的机理进行了探索,得到了一些有益的结论.在现场观测到了分区破裂化现象,从试验上再现了分区破裂化现象的一些主要特点,在数值模拟方面能...     

不同加载应力路径下饱和砂土力学特性试验研究

通过全球数字系统(global digital system, GDS)动三轴测试系统,对砂土进行了常规三轴压缩试验和偏压固结下的等p(平均应力)、等σ_3(围压)、等σ_1(围压)等不同应力路径的试验。通过对所有的实验结果进行了对比分析,研究了砂土材料在不同应力路径下的应力-应变、变形特性、强度特性。试验研究结果表明,等压应力路径试验中试样都是先体积收缩随后出现体积膨胀现象,这与高围压下砂土的剪胀性变化情况不一样;偏压固结试验中,整个加载阶段前期表现为应变硬化,但是后期的软化现象不是很明显,这与等压固结试验应变硬化-软化现象略有不同。虽然常规三轴和偏压固结下的σ_3等试验采用的是两种不同的固结方式,但是达到的峰值强度基本上是一样的,说明固结方式对于试样的强度没有太大的影响。偏压固结试验中,不同的应力路径达到峰值强度时所对应的轴向应变是不同的,而且峰值强度也不一样,说明不同的应力路径会对砂土的强度造成影响,同时也说明了砂土力学特性对于应力路径的依赖性。