顺层边坡岩体结构变形分叉灾变特性研究

视顺层边坡岩层为岩梁结构,讨论了岩梁变形的前屈曲状态和后屈曲稳定状态的分叉特性,建立了岩层结构发生灾变的判据。     

三维弹塑性问题的比例边界有限元法

为了研究三维复杂结构的非线性硬化问题,在考虑关联流动准则的Von Mises塑性屈服准则和各向同性/随动硬化准则的本构模型中,引入一致切线模量,并基于比例边界有限元方法和平衡八叉树算法对本构模型进行求解。采用Newton-Raphson迭代法求解位移和应力的非线性方程,为了减少计算量,仅在比例中心点执行并储存迭代过程的变量,同时采用Fortran语言编制了求解程序。两个算例计算结果表明,该模型的计算结果具有较高的准确性。     

关于Bent函数的一些研究

利用布尔置换 ,构造了一种新的Bent函数 ,并对这类布尔函数的构造进行了研究 ,发现利用Bent函数的满足扩散准则的特性和布尔函数非线性度的中间结果可以构造出两类函数形式简单的 ,满足高次扩散准则的、具有较高非线性度的平衡布尔函数 ,从而拓宽了Bent函数的应用领域     

排水沥青混合料疲劳损伤耗散能变化比

为了给排水沥青路面的长期性能评价提供一定的研究基础,开展了高黏排水沥青混合料疲劳性能研究。在不同应变水平下对2种不同集料类型的高黏改性排水沥青混合料进行了四点弯曲小梁疲劳试验,采用劲度模量衰减以及能量法针对材料疲劳损伤过程进行分析;采用每一加载循环内材料耗散能变化比曲线跃变点进行材料疲劳损伤失效判定,并建立了包含耗散能变化比稳定值、材料组成体积参数等多因素在内的材料疲劳寿命预估模型。研究结果表明:应变控制模式下达到疲劳破坏标准时,高黏改性排水沥青混合料的劲度模量衰减仍处于平稳发展阶段,以此作为该材料疲劳失效判据并不恰当;传统累积耗散能与疲劳寿命存在良好的相关性,但低应变水平下稍有离散,且无法反映损伤过程的能量变化情况;而耗散能变化比曲线能够较为清晰地反映出材料在疲劳重复加载中的三阶段损伤过程,耗散能变化比稳定阶段表明整个损伤过程能量转化中材料自身损伤所需能量存在一固定比例,耗散能变化比稳定值表征了材料稳定的抵抗疲劳损伤的能力,并与材料疲劳寿命具有良好的幂函数关系,所建立的疲劳寿命预估模型能反映出材料疲劳损伤的本质;材料寿命预估模型拟合结果具有较高的拟合优度。     

岩土材料广义非线性强度理论的回顾及展望

强度理论是土木、水利、机械、航空、军工等工程材料强度计算和设计的基础理论,因此,开展岩土材料广义非线性强度理论(GNST)研究对工程岩体强度的构建具有重要参考意义。为探索复杂应力路径下岩土材料的非线性强度特征,本文开展了岩土材料GNST的综述工作。首先,系统地阐述了GNST(包括经典和经验准则)的研究进展;然后,介绍了笔者近5年开展的GNST最新研究工作,提出一种真正意义上的广义三维非线性Hoek‒Brown准则(NGHB准则),该准则可退化为现有的3种修正HB准则,且具有良好的预测性能,6种完整岩石和2种原位岩体的强度预测误差分别在2.0724%~3.5091%和1.0144%~3.2321%的范围内;最后,论述了GNST的发展和展望,提出了构建岩体强度指标以及确定原位工程岩体强度的新课题,开展GNST综述为构建原位工程岩体强度提供理论溯源和优选。     

横观各向同性岩土材料应变局部化现象的有限元模拟

岩土材料的各向异性性质与其微结构紧密相关,文中考虑到内摩擦角是应力状态、组构张量及材料主方向的函数,发展了适用于横观各向同性岩土材料的修正的 Druck-er-Prager 屈服准则． 基于 Cosserat 连续体理论,推导了该准则的一致性映射返回算法,形成了一致性切线模量矩阵,并利用有限元软件 Abaqus 的用户单元子程序(UEL)进行了数值实现． 通过将积分点材料强度随材料主方向及各向异性程度的变化关系与理论结果进行比较,验证了程序开发的正确性． 数值算例重点分析了材料主方向和各向异性参数对结构极限承载力及破坏模式的影响,且与经典连续体的结果进行了比较． 结果表明,文中方法能够较好地模拟具有横观各向同性的岩土材料的应变局部化现象．     

三维Boussinesq方程在有界区域的爆破性准则

研究了三维Boussinesq方程在带有光滑边界条件下有界区域的爆破性问题,由于耗散项和边界的影响,证实了方程中速度项的梯度控制其解的爆破性,并且速度场比温度函数起着更重要的作用.     

向量值有限平均MDP

讨论了向量值离散时间平均准则下的有限马氏决策模型；在采取确定性平稳策略时所得马氏决策过程为遍历的假设下，证明了存在一个至多在Ｋ－１个状态是随机的平稳最优策略，并给出了其线性规划算法。同时证明了存在强最优策略的充要条件是其存在强确定性平稳最优策略。     

复杂边界下同位网格和交错网格水流模型收敛性

为提高计算精度,研究简单和复杂边界情况下交错网格和同位网格平面二维水流模型的收敛性。采用有限体积法离散正交曲线坐标下的控制方程,使用S IM PLEC方法求解水位。比较水流动能、最大水位修正和剩余质量源随迭代的变化过程。结果表明:1)在简单边界条件下,交错网格模型收敛性较好;2)在复杂边界条件下,两套网格模型收敛性基本相同。在恒定流计算过程中采用动能标准比最大水位修正和剩余质量标准更能有效地判别模型的稳定性。