深基坑降水与地面沉降变形三维耦合数值模拟

以比奥固结理论为基础，考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化，将地下水渗流场和土体应力场进行耦合，建立了深基坑降水与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型，并采用三维有限元数值分析方法，以上海市环球金融中心深基坑降水为例，模拟预测了基坑中心水位降至标高-23．4m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征．结果表明，该模型稳定性好，收敛速度快，能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构。     

承压含水层地下水开采流固耦合渗流数学模型

以饱和多孔介质流固耦合渗流数学模型为基础,推导建立了适合描述承压含水层地下水开采过程渗流与地面沉降耦合的二维数学模型。并给出了一承压含水层定产量开采的数值算例,计算得出了渗流场的分布特征和中心位置地面沉降量的变化规律,探讨了流固耦合效应。结果表明,考虑耦合效应与否对于计算结果影响较大,本文模型更能反映流固耦合渗流的物理实质。随着时间增长孔隙压力减小,孔隙压力消散的程度越来越快;含水层内部的流固耦合作用较强,而其边界处因受边界条件约束,耦合效应表现则不够明显。中心沉降量随时间增长而迅速增大,且很快趋于稳定,固结沉降速度之快,说明流固耦合效应影响之大。这对于进一步深入认识因地下水开采而诱发的地面沉降机理及制定相应的防治措施都有重要的理论意义和指导作用。     

高层建筑荷载、地下水开采与地面沉降耦合研究

针对城市化进程中高层建筑不断增加,由地下水开采和高层建筑荷载叠加作用共同引发的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系推广到黏弹塑性,并考虑孔隙度、渗透系数、土体变形参数随有效应力的动态变化关系,建立高层建筑荷载、地下水渗流与地面沉降有限元数值模型,详细研究了地下水开采及高层建筑荷载叠加影响下的地面沉降特征.结果表明:地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下的地面沉降存在耦合效应,由地下水开采和高层建筑荷载叠加作用引起的地面沉降值小于同一条件单独抽水和仅存在高层建筑荷载作用下地面沉降值之和.耦合效应随着地下水开采层位埋深的变大而减弱.沉降初期,线性叠加效应明显,随着时间的延长,耦合效应趋于稳定.     

基于单变量理论的非饱和流固耦合模型的推导

岩土介质的应力场和渗流场是是一个相互影响的，互相联系的，统一的系统，岩土介质的应力场和渗流场的相互影响体现了两场之间的耦合关系？本文以新近提出的单变量的Bishop有效应力为基础，假定颗粒不可压缩，水气两相为轻微可压缩的流体且互不相容，推导出了非饱和土流固耦合模型？     

天然气水合物试采井筒−土壤三维非线性耦合模型研究

常规二维模型用于研究水合物井筒稳定性时,不能反映地层沉降变形对井筒的影响,为此,考虑渗流场、应力场和井筒内外压力场的多场耦合作用,研究水合物分解引起的储层特征参数在近井界面区域的时变特征;采用流固耦合理论,建立天然气水合物井筒?土壤三维非线性耦合模型,并以南海某水合物井为例,对井筒稳定性影响因素进行分析.研究结果表明:...     

饱和土体单向固结理论与应用研究--饱和多孔介质流固耦合渗流数学模型之应用

针对饱和土体1D竖向固结沉降问题,给出一个新的固结方程,利用该方程进行了定量计算和实例研究,且与经典固结理论进行了对比分析.结果表明,经典固结方程可认为是新提出的固结方程的一种简化,后者更能反映固结过程的物理实质.     

考虑几何非线性时梁(板)的弯曲变形计算

改进了梁(板)的挠曲线微分方程的求解,对弹性范围内梁(板)大变形情况下的弯曲变形计算给予修正,给出了考虑几何非线性时梁(板)弯曲变形计算的有限差分法,提高了计算精度.     

一类耦合非线性波相互作用模型初值问题解的全局适定性

本文利用Banach不动点原理对Hirota与Satsuma提出的一类耦合非线性波相互作用模型之初值问题进行了讨论，得到其解在Hs（R）XHs（R），S≥1，中的全局运定性。     

箔片动压止推气体轴承流固耦合数值模拟

针对鼓泡弹性箔片动压止推气体轴承的结构,在假设内部流体为层流、沿气膜厚度方向压力不变、忽略流体体积力和惯性力的基础上,建立了可压缩性流体Reynolds方程;采用有限差分法,在考虑流场为等温过程的条件下,对Reynolds方程进行了数值求解,得出轴承内部的压力分布。充分考虑鼓泡结构在压力作用下的弯曲变形,采用双向流固耦合模型,分析了顶层箔片的变形与压力场之间的相互作用,结合薄板弯曲模型得出的轴承顶层箔片的变形和气膜间隙分布,分析了轴承数、箔片结构对轴承性能的影响。研究结果表明:支承结构位置不当会直接影响气膜压力的分布,造成承载能力下降;提高轴承数、增大进出口气膜间隙比和轴承内外径之比,可以提高轴承的承载性能;节距比为0.5时承载性能最佳。该结果可为鼓泡弹性箔片动压止推气体轴承的结构设计提供参考。     

基于动态灰色模型的地下工程地面沉降预测

对地下工程引起的地面沉降作实时准确的预报对指导施工有重要意义,利用动态灰色模型(MGM),可以根据适时更新的观测值建立实时的预报模型,从而使预报精度提高。文章通过工程实例,表明该模型能较好地应用于沉降预报,这对地下工程及岩土工程施工有一定的参考价值。     

基于BP网络与WPGM(1,1)组合模型的地面沉降预测

文章针对区域性地面沉降问题,从传统灰色模型出发,对其背景值进行改进,建立动态定权灰色模型,并结合BP神经网络建立组合预测模型。该组合模型克服了单一灰色模型或BP网络模型不能很好地处理原始沉降数列波动较大的问题。对某地一水准点的连续多年沉降量建立组合模型,对后期沉降进行预测,将预测结果与二等水准测量结果进行比较,主要采用后验差检验法和相对误差比较对模型模拟和预测结果进行了检验,结果表明该组合预测模型可以大大提高预测精度和鲁棒性。     

考虑群井效应下的预降水引发地表沉降计算与分析

潜水层基坑开挖前预降水处理会引起地表沉降,提前预测地表沉降数值对于实际工程具有重要意义。对于预降水处理引起的地表沉降值,采用理论计算和数值模拟的方法分别进行求解。理论计算考虑群井效应,提出预测水位降深曲线,以原地下水位和预测水位降深曲线为分界,分区计算沉降量,叠加后得最终沉降量;数值模拟采用PLAXIS 3D建模,用井单元模拟降水井,流固耦合对预降水期间周围地表沉降求解,并揭示群井效应下抽水流量和孔压变化规律。为验证理论计算方法可行性,用规范法计算结果和工程实测数据加以验证分析,结果表明,所用理论计算和数值模拟值方法能较好地接近实测值,具有一定的工程实用价值。     

概率积分法沉陷预计的边缘修正模型

针对概率积分法沉降变形预计曲线边缘收敛过快的问题,以2个不同主要影响半径的单元下沉盆地按一定比例的组合表示边缘修正模型的单元下沉盆地,按照叠加原理建立了地表移动盆地内任意点的沉降、变形预计模型,并根据多个观测站实测数据反演概率积分法及其边缘修正模型参数,建立了修正模型参数与概率积分法参数之间的统计关系。实例分析结果表明,边缘修正模型的预计结果更接近于现场实际,具有较高的实用价值。     

中国土地轮耕发展的数学模型研究

运用样本回归模型分析当轮耕影响粮食产量达到多少比例时,中央财政预计需相应安排多少专项补贴资金;通过对国家财政收入、国家人口数量、人均粮食需求、工业粮食需求、粮食产量、耕地面积变化、天气气候等数据进行计量分析,画出折线图并添加趋势线进一步分析,通过灰色预测模型并用Matlab编程对各项数据进行求解和检验;对未来粮食产量及土地轮耕面积进行预测.     

基于内模原理的非线性系统扰动抑制

 研究非线性受扰系统的扰动抑制问题.运用原点线性化方法,将非线性系统在原点线性化,对线性化后的系统根据内模原理设计扰动抑制控制器,通过所设计的扰动补偿项抵消扰动对系统的影响.运用仿真示例、通过前馈反馈和内模控制器作比较、验证所设计的控制器的有效性.     

多元非线性数学模型建立煤性-炉型耦合关系

论述了采用多元非线性数学模型建立煤性与炉膛性能参数耦合关系体系的方法，运用灰色关联分析方法，对炉膛燃烧器区域计算壁面热负荷与煤性因素进行关联度分析，确定主要影响因素，采用不同参数组合。运用多元非线性分析方法，建立了6种炉膛燃区计算壁面热负荷的数学模型，该模型具备较高精度，为锅炉选型提供了一种新的高效、可靠方法．     

一个非线性粘弹性本构模型及其在聚合物材料中的应用

在引用三维Stieltjes卷积形式的简化非线性粘弹性本构关系和三维本构关系的弹性回复对应原理的基础上,提出了一个新的非线性粘弹性本构模型,运用该本构模型对聚丙烯材料在不同应变率条件下的单轴拉伸和已知等幅循环应变历史两种情形的应力响应进行预报.理论计算表明,建立在弹性回复对应原理基础上的非线性粘弹性本构模型能够对聚合物一类非线性粘弹性材料的本构行为进行合理的描述.图9,参23.     

一种岩石非线性流变模型

岩石是一种复杂的工程介质,具有明显的非均质性、不连续性及各向异性等特点,其宏观流变表现为非线性流变变形.通过岩石非线性流变变形是时间的Weibull分布函数的假定,提出了一个新的非线性流变元件(NRC模型);通过NRC模型与西原模型的串联,建立了能够描述加速流变特性的岩石非线性流变模型(NRM);利用盐岩单轴压缩流变试验曲线对建立的岩石非线性流变模型进行辨识,获得了岩石非线性流变参数.岩石非线性流变模型与试验结果的比较,显示了所建非线性流变模型的正确性与合理性.