有限元可靠度分析中随机场离散方法

用随机场模型描述随机结构参数的空间变异特征 ,讨论了可靠度随机有限元分析中随机场的离散方法。提出了选择随机场离散方案的 4个基本要求 ;利用线性回归理论建立基于优化的随机场离散方法。该文采用的离散方法独立于有限元的单元离散过程 ,并适用于非正态随机场。分析表明 :线性回归理论建立的随机场离散方案比其他方法有更大的灵活性和更高的效率     

地下洞室群的弹粘塑性有限元分析

针对岩石类介质,基于Perzyna的弹粘塑性理论,采用弹粘塑性本构模型,建立了相应的有限元列式,并从理论和经验两方面讨论了迭代过程中时间步长的限制问题。对某洞室围岩稳定性所进行的分析,考虑了洞室开挖过程中的粘性效应,得到了洞周围岩的位移,应务随时间变化的规律,为地下洞室施工的适时支护提供了依据。     

岩体初始地应力场对地下洞室围岩变形及应力的影响

基于施工力学的分析方法,建立了地下洞室开挖仿真计算的有限元列式、施工过程中岩体初始地应力场的释放上的卸荷是影响洞室稳定的主要因素,结合工程实例计算,分析了初始地应力场对地下洞室围碉变莆、应力的影响,结果表明,岩体的初始应力场侧向应力分量愈大,洞室侧墙内缩位移愈大而环向压力测有所减小,并使得顶拱沉降位移减小,环向压应力增大。     

地下洞室形状优化设计

洞室开挖会使围岩周边产生应力集中 ,产生拉应力与压应力。围岩出现拉应力对洞室稳定十分不利 ,通常通过改变洞室形状和轴比来消除围岩中的拉应力。本文提出一种使洞室拉应力σθ=0 ,而压应力最小的确定洞室最优几何形状的方法。     

土层随机地震反应的动力可靠度计算

研究了土层的随机地震反应分析方法，建立了基岩输入地震动加速度功率谱函数为白噪声和过滤白噪声时土层的动力可靠度计算理论。结果表明，首次超越破坏机制比疲劳破坏机制计算简单，它既能给出土层在时间t内首次超出某一限值b的破坏概率，也能给出在某一限值时的破坏时间，是进行土层地震动力可靠性分析的有效方法。     

深埋地下洞室围护结构热负荷的动态计算

深埋地下洞室围护结构的传热量对空调能耗具有一定的影响。在连续穿通式送风方式与连续工况下,对壁面传热过程进行模拟计算,结果表明：非稳态过程中,壁面热流及壁面和室内的温差随时间逐渐减小,而壁面换热系数随时间逐渐增大;围护结构的耗热量占内热源的产热量的一定比例,因此围护结构的热负荷在空调设计计算时不应忽略。     

利用块体理论对地下洞室稳定性的研究

随着我国近几年来加快基础设施建设的逐步实施,我国西南地区一系列大型地下厂房式水电站已建和待建。作为高危行业之一的地下工程建设,一直以来工程事故频率相对较大,人类也更加重视对地下工程的稳定性分析的深入研究。块体理论的发展对洞室的稳定性打好了基础,本文以四川大岗山水电站地下主厂房为研究对象,通过将全空间赤平投影法以及矢量分析法两种分析方法结合的方式,来对地下洞室围岩稳定性进行分析。     

地下洞室断面形状的优化设计

基于初参数数值解法计算隧洞衬砌的变位和内力可以得到很好的解答,而复形法是优化设计中的常用方法,将这两种方法合二为一,给定内力控制值,对隧洞的断面形状进行优化设计的初步探讨,在工程具有一定的实际意义。     

土坡可靠度的随机BISHOP法

将土的容重、粘聚力、内摩擦角作为随机变量。变量为非正态分布时，对变量进行当量正态化，求其当量的数字特征值，并考虑对变量进行截尾处理。随机变量相关情况下，对协方差矩阵利用ＪＡＣＯＢＩ方法进行处理，然后利用基于有限元法随机方法进行迭代，随后将传统ＢＩＳＨＯＰ法的极限状态方程中安全系数Ｆ_３取１，推得随机ＢＩＳＨＯＰ法极限状态方程，求土坡可靠指标β值     

表决系统的模糊－随机可靠度计算

本文在同时考虑模糊性和随机性的基础上，应用模糊数学的原理和方法，建立了表决系统的模糊－随机可靠度计算的基本理论     

随机介质模型波场的有效统计特征

通过弹性波方程的交错网格有限差分正演,模拟了平面地震波在单层矩形介质模型中的传播及其自激自收时间记录.将理论记录剖面(垂直和水平分量)分割成5个不同的时间区段.在5个不同的时间区段上,分别计算剖面的统计特征:横向中心波数、纵向中心频率和波场能量相对值.这样,对应每一个弹性随机介质模型,均可计算得到15个不同的波场特征量.进一步引入了相对标准差的概念,并由此得到了若干有效波场特征量.通过正演模拟,依次研究了当介质的自相关长度变化、介质的自相关长度和粗糙度因子变化及介质的自相关长度和扰动标准差变化时的波场特征.讨论了介质模型发生变化时,对应的波场特征量的变化特点.     

基于弹性模量缩减法研究结构体系可靠度

针对现有体系可靠度理论的两大难点,基于塑性极限分析理论研究建立了体系可靠度分析的弹性模量缩减法:首先以单元的可靠指标为控制参数,定义结构的可靠指标均匀度和基准可靠指标,并建立新型的弹性模量调整策略;进而通过系统地缩减各单元的弹性模量,以模拟结构的可靠指标重分布和失效状态转移,通过一系列弹性有限元迭代分析确定结构体系的失效概率.该方法从根本上回避了现有体系可靠度理论的两大难点,避免了繁琐的失效模式分析和多模式联合失效概率的相关性分析.算例分析表明,该方法不仅适用于静定结构,而且适用于超静定结构,计算格式简单,计算精度较高.     

基于模糊随机概率理论的可靠度分析模型

应用模糊随机概率理论，提出了考虑随机性和模糊性影响的结构可靠度分析统一模型－模糊随机模型；并给出了各种条件下结构可靠度分析表达式。研究表明，采用模糊随机模型作为各种情况下结构可靠性分析的统一数学模型更为科学合理、更符合工程实际。模糊随机模型和传统的随机模型是相容的，而且后者是前者的特例。     

一种复合材料弹性模量的计算方法

利用动态弹性模量测试仪测试采用粉末冶金和喷射沉积方法制备的SiC颗粒增强6066／SIC复合材料的弹性模量Ec.研究结果表明：对于粉末冶金方法制备的6066／SIC复合材料，SiC体积分数φ在0～40％时，E与9之间的关系近似为线性关系，数值拟合后可以表示为：Ec=69．8＋1．795φ；而对于喷射沉积制备的6066／SIC复合材料，当SiC体积分数在9％～15％时，E与φ之间关系为：Ec=69．8＋1．4029φ；为计算其他体系复合材料的弹性N模量，引入J因子，利用公式Ec（J）=[Σi=1 N（φiEi^j）]^1/J可以预测各种不同复合材料体系的弹性模量。对于粉末冶金制备的SiC颗粒增强6066／SIC复合材料体系，J取0．10。     

隧洞围岩拉压不同模量弹性理论的解析解

采用拉压不同模量弹性理论，探讨水工压力隧洞围岩变形规律，推荐了圆形隧洞弹性抗力系数与拉伸弹性模量、压缩弹性模量的数学表达式。结果表明，恰当地利用围岩拉压不同模量比，调整支护结构，可以充分发挥围岩的自持能力，从而为隧洞围岩支护设计提供理论依据。     

基于随机场的碰撞检测控制算法

在结合已有的预留碰撞算法基础上,提出了一种基于预测的碰撞检测控制算法。同时利用随机场模型方法扩展了这种算法,通过查看随机场序列,得到当前时间片上可能发生碰撞的范围,利用实体的特性与历史信息,大量减少相交判断的实时计算量,加快了碰撞检测的速度。     

拉压弹性常数不同对梁的弯曲强度的影响

岩石类材料(包括混凝土材料)在受拉与受压状态的弹性模量和泊松比是有明显差异的,本文推导了拉压弹性模量不同的矩形截面梁纯弯曲情况下弹性力学的解答.结果表明,不考虑拉压弹性模量的差异会引起较大误差.     

地下工程渗流场与应力场耦合的相似材料模拟

针对工程岩体中存在的渗流场与应力场耦合问题,在研制固液耦合实验材料的基础上制作了固液两相相似材料模拟模型,通过地下煤炭开采中渗流场与应力场耦合的相似材料模拟,得到了水在工程破坏岩体中的渗流以及岩体在渗流场作用下的破坏规律,确定了上湾保水采煤工作面的合理推进距离及基岩保护层的厚度。实验得出的结论和现场实践所取得的结论一致,进一步证实了实验的可靠性,这一实验的成功为以后研究渗流场与应力场的耦合开辟了新的途径。     

孔隙湿度对混凝土初始弹性模量影响

采用细观力学方法研究湿态混凝土中孔隙及孔隙水对材料初始力学性能的影响.混凝土材料细观孔隙分为活性孔隙和非活性孔隙两类,其中活性孔隙湿态情况下将由孔隙水填充.将非活性孔隙和孔隙水作为两类夹杂,理想无孔隙混凝土作为基体,基于等效夹杂理论和Mori-Tanaka平均场的思想建立了双类夹杂模型.该模型考虑了不同饱和度孔隙水的水化效应和粘滞性对混凝土力学性能的影响.理论结果和试验数据比较表明,该模型可以较为准确地预测孔隙及孔隙水对混凝土弹性模量的影响.