波浪作用下的海床响应及其对建筑物稳定性的影响

应用动弹性固结有限元法,求解了随机波浪作用下饱和海床土体中的孔隙水压力、有效应力和位移的瞬态响应,并对海洋建筑物的稳定性进行分析。建立的有限元计算模型中采用了动弹性固结理论和线性渗流理论,海床可为具有任意边界条件的分层分块弹性多孔介质;利用简单条分法对海床和建筑物进行稳定性分析,在滑动面上考虑波浪附加应力的影响。孔隙水压力响应的理论计算结果与模型实验的量测值吻合的较好。计算表明,近海工程中考虑海床土体受到的波浪附加应力时,海床和建筑物的整体稳定安全系数将降低,降低幅度主要与海床面上的波浪压力、海床的渗透性有关。     

规则河谷中计算水坝动水压力的解析方法

提出两种规则河谷水坝，即平面扇形河谷圆筒拱坝和半椭圆形河谷重力坝动水压力的解析解。算例表明：这一方法具有计算简捷，精度高的优点，可作为检验各类数值方法计算精度的手段。在实际河谷与水坝体型可近似地表为理想形态条件下，本方法也可以给出一定的实用结果。     

半椭圆形河谷上沉积层地震响应研究

利用有限元－边界元－无限边界元耦合模型（ＦＥ－ＢＥ－ＩＢＥ），分析了在ＥｌＣｅｎｔｒｏ地震分别作为 Ｐ、 ＳＶ 波入射条件下，半椭圆形河谷上沉积层的地震响应。还研究了有限元和边界元网格尺寸对计算精度的影响。计算结果表明：在给定河谷形态、尺寸和材料性质条件下，沉积层表面各点的响应显著放大。     

辐射阻尼与峡谷自由场分布对拱坝动应力的影响

利用频域边界元－无限边界元与时域有限元在时域内耦合而建立的耦合 模型能够较好地模拟拱坝地基的辐射阻尼，并能考虑峡谷自由场幅值、相位 的空间分布对拱坝动力响应的影响．本文利用该模型分析了谐波作用下拉西 瓦拱坝的动应力，并通过比较计算，研究了上述因素的影响，得到了一些有实 际意义的结论．     

岩体动静力稳定分析的三维离散元数值模型

离散单元法是一种适用于不连续岩体稳定分析的数值方法，可用于模拟岩体的大变形及系统的失稳破坏过程。提出了一种可用于岩体动静力稳定分析的三维离散元模型的凸多面体角边修圆模式及接触关系检测算法，此法将接触区域分为角区域、边区域和面区域，采用分级检索。对于接触刚度、阻尼系数、时步等参数作了讨论，同时建立了相应的动力学模型，并验证了振动台上的两刚块振动实验结果。结果表明：计算所得的加速度、位移过程曲线与试验结果吻合较好。该模型可分析在静力与动力作用下岩体的大变形失稳过程。     

地震非均匀自由场输入下的拱坝非线性反应分析

针对高拱坝抗震研究的需要,完成了有限元边界元无限边界元耦合模型地震非均匀自由场输入下的拱坝非线性反应分析。用此模型对溪洛渡拱坝进行计算分析的结果显示:非均匀自由场幅差和相差对拱坝反应有显著的影响,一方面幅差和相差带来结点运动的相互牵掣,降低拱坝主体的响应,另一方面强化了局部扭曲,在某些情况下可能带来局部拉应力和横缝开度的大幅度升高,而且可能会改变坝体动力反应机制和规律。因此对重要的高拱坝抗震设计,有必要考虑横缝非线性、地基辐射阻尼及自由场幅差和相差的影响。     

岩体结构面三维循环加载本构关系

研究岩体结构面在循环加载条件下的三维力学性质。通过对二维数值模型合理推广,建立三维本构模型。法向加卸载本构为逐步硬化的双曲线函数。切向模型基于加载为双曲线函数、卸载为线性函数的本构方程建立,并引入剪切方向角描述三维切向接触特性。考虑峰值剪切现象,以切向塑性功为主要参数,建立峰值摩擦角和剪胀角的磨损方程。以初始剪胀角和残余剪胀角为主要参数建立剪胀方程。数值计算结果与试验曲线的对比表明,该模型体现了各向异性结构面的非线性受力变形特性、表面磨损和不均匀剪胀行为,能较好模拟三维循环加载本构关系。     

气浮结构的静稳性分析

建立了结构气浮静稳性分析的理论方法。导出了非对称多体气浮结构的初稳性高度的计算式。理论计算得到的稳心半径与模型试验和现场原型试验的测算值非常吻合 ;通过稳性高参数与静稳性曲线切线斜率的比较 ,气浮结构的静稳性分析理论和浮态分析理论得到了相互验证。所建立的气浮结构静稳性分析理论和浮态分析理论符合实际情况 ,可以在工程中应用 ;由于气浮力折减系数的影响 ,气浮体的浮稳性比对应的实浮体的浮稳性差     

拱坝横向配筋的非线性地震反应分析模型

研究了高拱坝横向配筋对于拱坝的抗震加固作用。根据横缝配筋的非线性本构关系,并依据刚度准则和强度准则建立了相应的计算模型,通过对实际工程BigTujunga拱坝的应用,初步验证了模型的合理性。计算结果表明:拱坝横向配筋可以显著控制横缝张开、加强拱坝整体性并一定程度减缓由于应力重分布导致的梁向应力恶化的程度,对提高拱坝抗震安全性是有利的。     

一种分析层状介质—结构相互作用的多元耦合模型

从全空间频域动力基本解出发，考虑到层状介质中多种波成分的存在，提出了一种可以同时传递Ｐ波和ＳＶ波的动力无穷元，并与文中提出的一种具有面力衰减特性的动力无限边界元耦合，建立了层状介质—结构动力相互作用问题的无穷元（ＩＦＥ）—无限边界元（ＩＢＥ）—有限元（ＦＥ）—边界元（ＢＥ）耦合模型。该模型在分析层状介质—结构相互作用时，具有以下优点：回避了复杂的层状介质基本解，可以考虑波的斜入射。数值计算结果表明了所提出的耦合模型对分析层状介质上结构的动力响应具有良好的计算精度。