考虑岩体抗剪强度各向异性特征的边坡稳定分析方法

在Sarma法的基础上,利用岩体连通率指标对临界滑裂面搜索过程中岩体的抗剪强度参数进行修正,得到了考虑岩体各向异性的搜索结果.通过算例证明,所获得的临界滑裂面和优势结构面的倾角一致,通过漫湾、三峡等实际工程案例进行了合理性验证.     

吸力等效膨胀力在非饱和膨胀土边坡稳定性中的宏观作用评价

非饱和膨胀土边坡的失稳问题是岩土工程中迫切需要解决的工程难题之一.对吸力等效膨胀力和基质吸力进行测试分析和比较;通过考虑基质吸力非均匀分布和等效膨胀力非均匀分布条件下的南阳非饱和膨胀土边坡稳定性计算,分别探讨3种计算方法的差异,并对计算结果进行对比.研究结果表明,通过吸力等效膨胀力可以反映非饱和膨胀土的基质吸力的宏观贡献;研制的膨胀力测试装置使膨胀力试验的精度大大提高,还大大缩短了膨胀力试验的测试时间;基于卢肇钧提出的非饱和土理论公式的强度折减有限元分析方法具有较大的优越性.     

基于实测结构面网络的岩体渗流特性分析

以甘肃北山核废料处置预选场址中的某均质区为研究对象,利用实测迹长与隙宽的关系确定隙宽并根据以往的压水试验资料对隙宽进行修正。基于数字化量测方法获得的结构面网络模型,考虑实际地应力的作用,采用离散元方法进行渗流—应力耦合分析,确定了均质区内各测区的等效渗透系数及主渗透方向。根据现场观测的结构面填充和胶结及以往压水试验的反演,将垂直于最大水平主应力方向的结构面隙宽替换为花岗岩等效隙宽进行渗流分析。此外,提出一种反映实际渗流快慢的等效路径渗透系数,该渗透系数是基于连通路径上不同渗流段渗透系数的综合值。在确定等效路径渗透系数计算方法的基础上,研究了各测区最大,最小等效路径渗透系数及其方向(最短渗流路径)。结果表明,该均质区岩体中真实渗流路径上的等效路径渗透系数明显大于渗流断面上的等效渗透系数,而且往往取决于渗透系数最小的渗流段。     

地震诱发工程岩体结构面滑移概率分析

基于非平稳随机地震动模型,编制快速合成人工地震动的程序以实现对工程地震动的随机抽样。对工程岩体地震响应进行等效线性数值计算时,定义结构面的水平等效加速度(时程),将结构面水平等效加速度(时程)的最大值超过其屈服加速度(滑移阈值)作为岩体失稳的极限条件;基于地震动随机抽样和等效线性化时程计算,提出一种随机地震动作用下工程岩体沿结构面的滑移概率和稳定可靠度的计算方法。考察某工程岩体在附近3个潜在震源影响下的结构面的滑移概率和稳定可靠性。结果表明,震级相差不大时,远场地震诱发该工程岩体的失效概率小于0.01%;近场地震作用下,工程岩体的失效概率为26.1%。     

非均匀分布孔洞材料的梯度本构关系

提出了一种对非均匀分布孔洞材料的分层等效方法,宏观上可等效为材料参数随厚度变化的梯度材料．利用有限元方法建立代表单元体(RVU)的三维多层模型,并施加必要的边界条件,计算出各层的平均应力应变,将上述值代入多孔橡胶的本构方程(该方程由所选多孔橡胶的应变能函数推导),即可计算出描述等效梯度材料宏观力学性能的等效弹性参数,从而确定了非均匀分布孔洞材料的梯度本构关系,分析了2种典型的非均匀分布孔洞,从中可看出分布类型的影响．     

基于等效单自由度体系的结构滞回耗能估计

提出了研究单自由度体系和多自由度体系在地震作用下耗能关系的重要意义;建立了结构的等效单自由度体系能量方程,得出与原多自由度体系滞回耗能及变形能关系公式,据此提出了基于等效单自由度体系的多自由度结构体系总滞回耗能估计方法.分别对质量为均匀分布,楼层剪切强度和剪切刚度为均匀及不均匀分布的8幢5层剪切型多自由度体系和其等效单自由度体系输入典型地震动,计算滞回耗能及变形能,并将计算结果进行比较分析.结果表明,通过等效单自由度体系来估计剪切型多自由度体系的滞回耗能,是一种计算简便且较为准确的方法.     

混凝土石膏复合墙板实用性计算方法

为方便混凝土石膏复合墙板新型结构的工程实际应用,根据其特点提出了一种适于工程界广泛采用的SATWE软件建模的材料等效简化方法．通过对混凝土石膏复合墙板的等效处理,对试点工程进行了分析计算,并与实测的动力特性结果进行了比较,计算结果与实测的基本振型吻合较好,充分说明简化方法的有效性．计算结果还表明,混凝土石膏复合墙板结构与纯钢筋混凝土剪力墙结构相比,具有良好的抗震性能．     

非均布高温钢结构梁单元切线刚度方程

基于广义Ｃｌｏｕｇｈ模型,建立了高温下的钢结构单元单元切线刚度方程,该方程考虑了材料非线性和几何非线性的影响,同时考虑了单元截面非均匀分布的影响,并用等效温度荷载较好地节热膨胀效应,该单元刚度方程形式简单,计算量小,便于工程实际应用。     

金沙水电站坝肩挠曲边坡稳定性及其影响因素研究

针对四川省金沙水电站坝肩挠曲体边坡地质条件的特殊性,基于地勘资料,研究了其地质构造特点、成因机制及失稳破坏模式,运用Hoek-Brown准则对挠曲体边坡岩体力学参数的合理取值进行了分析,并对其稳定性及影响因素进行了研究.研究结果表明:坝肩岩体层间能干性相差大是挠曲体形成的根本原因;对于挠曲边坡,在地勘及室内实验的基础上,运用Hoek-Brown准则确定岩体力学参数是合理的;结构面连通率及降雨条件下挠曲体充水对其稳定性影响显著,随饱和度和连通率的增加,稳定系数均先平稳下降,后急剧下降.依据研究成果,对坝肩挠曲体边坡提出了加固建议,可为类似工程提供参考与借鉴.     

含非均匀介质薄层状结构的声反射特性

应用有限元方法研究了含非均匀介质层的复合薄层结构中的低频(0~2 kHz)声反射特性,其中非均匀介质层为橡胶中周期分布的多孔介质体.文中将流体等效处理为(粘)弹性体;对多孔介质,提出在薄层、低频下忽略其骨架的运动,由Biot理论获得退化的孔中流体的基本方程,并将其等效处理为(粘)弹性体;利用Galerkin方法建立了有限元方程,分析了非均匀层中多孔介质的体积分数,孔中流体材料参数、层厚度及多层非均匀介质的不同叠合对其结构反射特性的影响.结果表明,一定条件下含多孔介质的非均匀层可明显影响结构较低频段的反射系数.     

人工非贯通节理试样力学强度特征试验研究

岩体中存在大量非贯通的节理.节理的几何尺寸、空间分布形式和连通率的大小等都是影响岩体强度的重要因素.本文用理论分析和实验测试的方法探讨了含有非贯通节理材料的力学强度特征和破坏机理.作者设计并制作了含有不同预制节理的水泥砂浆试件,完成了大量实验室力学试验,获得了试样剪切强度参数C、φ值与节理连通率的内在联系.在实验的基础上进一步用断裂力学理论,分析计算在不同连通率和法向应力作用下,节理发生初始扩展和峰值贯通破坏的条件,指出含节理材料发生破坏时,其尖端起裂角随着连通率的增大而变大,理论分析与实验结果一致性良好.     

非均匀场景下的协作定位基本限的研究

针对实际救援场景中由障碍物、复杂环境等因素导致的定位精度差的问题,提出将协作定位的思想应用于被困人员非均匀分布的实际场景中,在此基础上进一步提出了该场景下高效、低成本信标节点的布置.首先分析了协作定位系统的原理及其参数模型,并利用等效费歇尔信息矩阵(equivalent Fisher information matrix,EFIM)得到协作定位精度的基本限,即平方位置误差界(squared position error bound,SPEB),然后模拟2个实际中典型被困人员非均匀分布场景,在此基础上仿真,并比较模拟场景下协作模式与非协作模式的SPEB值,以及该场景下不同信标节点布置的SPEB值.仿真结果表明,被困人员之间的协作能够明显提高其自身定位精度,实际场景下信标节点的布置需要综合考虑建筑结构、成本、精度等因素.     

基于HDBSCAN算法的岩体结构面产状识别及分组方法

精准获取岩体结构面的产状信息是进行岩体稳定性分析工作的首要和关键步骤.针对基本DBSCAN算法在处理点云数据时存在聚类判据不足、参数敏感性较强等问题,提出了基于点云附加属性扩展聚类判据的HDBSCAN算法,旨在提高算法聚类的准确性及鲁棒性.同时,基于点云的颜色及密度属性实现了对自然状态下非全裸露岩体研究区域的分割和提取,减少非岩体结构面点云对结构面产状识别和分组的影响.将该方法应用于大石洞灰岩矿某一典型覆土岩坡,结果表明:该方法能够有效地剔除非目标点云数据,同时结构面产状提取和优势分组结果令人满意.与人工测量结构面产状方法相比,最大相对误差小于0.59%,具有一定的工程实用价值.     

应用“Maple”数学软件来推求非等效组态的光谱项

等效组态和非等效组态原子光谱项的推求方法是量子化学、结构化学和原子物理学研究的重要内容. 谱项的推求对于研究原子的结构和光谱是必不可少的. 受泡利原理的限制,含有多个同科电子的等效组态的光谱项的推求一直是研究的难点. 然而,对于由多个等效组态组合而成的非等效组态的光谱项的推求,人工方法推求困难会更大. 本文根据非等效组态在L-S耦合下量子数取值的组合特点,给出了非等效组态总轨道磁量子数为ML时出现次数的计算公式,提出了一种应用“Maple”数学软件来推求非等效组态光谱项的新方法. 其算法简明、快速、准确.     

电磁场计算中永磁体励磁等效处理方法的研究

永磁材料被广泛应用于各类电机中,对永磁体励磁作用的准确计算是永磁电机电磁场分析中的重要环节.本文对各种永磁体励磁等效处理的解析分析法和数值计算方法进行了研究,对各类模型的原理和实现方法作了比较,并对有限元数值计算中的边界等效面电流法和单元等效面电流法的应用提出了改进措施.     

环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析

环锚预应力混凝土衬砌是一种新型的水工压力隧洞衬砌形式，进行有限元结构分析时的关键是如何模拟环形预应力筋的作用．为此，提出了一种基于ANSYS的等效荷载法，用法向等效应力和切向等效应力模拟非均匀分布的锚索预应力，通过SURF154单元将其施加于计算模型．文中对一个无黏结预应力混凝土衬砌全部锚索张拉锁定后的应力状态进行了三维有限元计算，计算结果与实测结果具有良好的一致性．该方法还适用于有黏结曲线预应力筋的预应力混凝土结构有限元计算。     

含分布式内热源复合平板等效导热系数模型

复合材料广泛应用于能源工业等诸多领域，其等效导热系数是预测复合材料温度分布的关键参数。现有复合材料等效导热系数模型的分析对象大多不含内热源，对于核反应堆燃料等含分布式内热源复合材料的等效导热系数的研究还不够深入。该文针对含分布式内热源两相复合平板的导热问题，推导了预测其平均温度的等效导热系数理论模型，通过与无内热源情况对比，分析了内热源分布等因素的影响规律。将内热源随机分布对平均温度的影响分解为均匀分布加扰动的形式，分析了内热源偏离均匀分布时对等效导热系数的影响。结果表明：在一定条件下(如内热源分布较分散),内热源非均匀分布对平均温度的影响较小。研究结果可为今后研究核反应堆燃料的等效导热系数奠定基础。     

巨型钢框架结构动力分析的简化计算模型探讨

为了减小动力分析时结构的自由度数量,本文对常用的某结构形式的巨型钢框架结构体系,首先推导巨型构件的等效抗弯刚度和等效剪切刚度而得到其等效模型,并通过自振特性分析和地震作用时程分析,对等效模型和精确杆件模型的计算结果进行分析和比较.计算结果表明,等效模型具有较好的计算精度,可满足工程实际初步设计的要求.     

开裂预应力混凝土T梁的承载能力试验研究

通过对张拉前、后的预应力混凝土T梁裂缝进行观测,发现施加预应力对裂缝在中性轴以下的部分具有较好的加固效果.对开裂T梁与完好T梁的对比等效静载试验结果进行分析,结果表明:中性轴以上区域裂缝处的压应力越大,裂缝不可逆的闭合趋势越强;在2期恒载及运营期反复交通荷载作用下受压区的非受力裂缝可能自愈,表面处理后将不影响结构耐久性;非受力裂缝对于预应力混凝土T梁短期整体抗弯刚度无明显影响.最后指出对于开裂预应力混凝土T梁可以用等效静载试验方法或长期监测确定其承载力.     

海上多模块浮式平台连接器系统等效结构刚度

以某实际应用的双模块半潜型浮式平台为例,提出了基于平台模块主体、过渡加强区、连接器本体的三级区域串并联的连接器等效结构刚度计算方法.建立了各级区域的三维精细有限元结构模型,其中过渡加强区采用多点耦合方法,连接器本体采用接触非线性分析方法,最终获取了该平台连接器的等效结构刚度.分析结果显示:不同区域结构刚度量级基本一致,...