饱和土动力分析的无条件稳定交叉迭代法

对于饱和土地震和固结问题 ,用位移 -孔隙水压(u- p)方程来描述。土和孔隙水的相互作用对这样一组耦合方程 ,运用交叉迭代进行解耦。讨论了交叉迭代法的基本思想 ,证明了常规的交叉迭代法是条件稳定的。介绍了Zienkiewicz给出的一种高效的无条件稳定的隐式 /隐式交叉迭代法 ,并依据 Park的思想详细证明其稳定性。用地表受突加竖向荷载时的动力反应数值算例说明此交叉叠代法能有效地减小计算量     

也谈robustness的中文定名

《科技术语研究》2006年第1期上有文章对robustness的译名提出建议,该文提到:“robustness在信号处理和声学领域中经常出现,国内专家有按音译为‘鲁棒性’的,在国标中也定为鲁棒性;ro-bust是一种信号处理技术或算法,它对模型的失配不敏感,所以robustness恰当的翻译应当是‘宽容     

有关竹屋架的几个问题

几年来,随着基本建设事业的巨大发展,在建筑工程中广泛利用竹材这一问题,业已得到普遍的重视,并已列入国家的重点科研专题。 由于竹材是天然材料,而且强度高,生长快,砍伐容易,因此竹材很早就被用来作为建筑材料,在我国很多的历史文献上可以找到不少这方面的记载。 例如宋朝文人王禹称在他有名的“黄岗竹楼记”中写着:‘黄岗之地多竹,大者如橼,竹工破之,刳去其节,用代陶瓦,比屋皆然”,这描写了竹材用于屋疬围护部份的例子。 马可孛罗游记里也有用竹杆搭建竹结构房屋的记载,描述元人的野战行宫。 竹缆做成的竹索桥以及溜索桥是最早的悬式桥梁…     

刚性桩复合地基在不同荷载下的桩土分担特性

利用解析解答对刚性桩复合地基在竖向荷载下的工作特性进行了较深入的分析，着重讨论了桩土应力比及荷载分担比等随复合地基荷载、垫层厚度、垫层模量、桩长、桩间距、桩间土模量和桩端土抗力系数等因素变化的规律．计算结果表明，竖向荷载作用下，桩土应力比随复合地基荷载、垫层模量、桩长和桩间距的增加而增大，随垫层厚度和土体模量的增加而减小，同时也表明复合地基的设计参数有合理的取值范围．     

也谈robustness的中文定名

《科技术语研究》2006年第1期上有文章对robustness的译名提出建议,该文提到：“robustness在信号处理和声学领域中经常出现,国内专家有按音译为‘鲁棒性’的,在国标中也定为鲁棒性;robust是一种信号处理技术或算法,它对模型的失配不敏感,所以robustness恰当的翻译应当是‘宽容性’。”^[1]笔者完全赞同上述文章的建议。今结合土建结构工程专业领域,提出一些看法供讨论。robust的含义一般有“稳固”、“结实”、“强壮”、“有活力”或汉语方言中“皮实”的意思。英文往往一词多义,用在不同的场合常有不同含义或延伸出差异,需按具体情况和情景译成相应的汉语。在信号处理领域将robustness翻译成“宽容性”甚为贴切。近年来,robustness一词在英文的结构工程专业中牵涉到结构的安全性时经常出现。国内结构工程领域的不少人士就套用了其他专业中已有的译名,于是在中文的专业书刊和论文报告中出现了新奇的术语“结构鲁棒性”,即英文中的structural robustness。从事结构工程专业的人士习惯于与杆件、板、壳之类打交道,如今怎么又来了一个棒,不知底细的人搞不清楚。其实,structural robustness的意思比较清楚,就是“结构整体性”,或者叫“结构整体牢固性”。1968年,伦敦Ronan Point地区有一幢22层装配式混凝土结构的高层公寓因一户厨房发生煤气爆炸,爆炸压力推出房间的一整块外墙板,于是上层房间的外墙板和楼板就失去了支撑而下坠,坠落的楼板依次撞击下层的楼板,使得公寓楼房的一角发生连续倒塌,一直塌到了底层的现浇混凝土结构。这起事件引起了国际结构工程界的极大关注,开展了相关研究,并相继在建筑结构设计规范中增加了要加强结构整体牢固性的具体技术要求(但我国至今尚无细致的规定和要求),robustness一词在结构工程领域的频繁出现也始于那个时候。所谓structural robustness,就是结构出现局部破坏后不致引发大范围连续破坏倒塌的能力。我国唐山地震的直接死亡人数有24万,而9年后同样大小的7.8级地震袭击智利百万人口的瓦尔帕莱索城死亡人数仅150人,其主要原因就在于唐山当地房屋的整体牢固性太差。2003年湖南衡阳发生震惊全国的火灾,当时着火的面积相当有限,但却有16名消防战士牺牲,很大程度上是因为结构的整体牢固性太差而引发连续倒塌,最终酿成惨剧。这几年由于恐怖袭击盛行,对structural robustness的研究更成热门。要避免因为恐怖爆炸而造成建筑物的损伤,是很难做到的,但是可以设法避免爆炸造成的建筑物局部损伤引发大范围连续倒塌的灾难性后果,这就要靠建筑结构的整体牢固性。在1988年的国际标准ISO2394《结构可靠性一般原则》中有一段定义：“structural integrity(structural robustness)是结构的一种能力,能在火灾、爆炸、撞击等类似事件或发生人为错误的情况下,其破坏程度不会扩大到与开始遭受局部损坏不相称的地步”,这里将robustness与integrity即整体性作为同义语。欧洲EN规范《结构设计基本原则》中,对robustness的定义也相同,在提到robustness时,专门写成“robustness,or integrity”。在英国规范BS81101-1：1997《混凝土结构设计》中,专门有一小节解释robustness,译文如下：“结构的设计应使结构不敏感于偶然作用。尤其是,当结构出现局部的损坏或有个别构件失效时,不会引发大范围的结构倒塌。”在不少的英文结构工程论著中,讲到robustness时往往再加上or integrity,大概与robustness这个词汇在不同场合可有不同理解有关。前面已提到,“robust”有“皮实”之意,即身体结实,不易得病,或经久耐用,不宜损坏,意为适应性强,对非常情况也不敏感。在信号处理中对模型的失配不敏感,这时的robust用中文表示意为“宽容”。在结构工程中对爆炸、地震等偶然作用不敏感,坏了局部也不会扩大,这时的robust用中文表示意为“整体牢固”。可是现在,这些都变成了“鲁棒”,而此鲁棒(宽容)又非彼鲁棒(整体牢固)。本来在中文中比较清楚的含义都成了稀里糊涂的“棒”。笔者以为,在传统的老学科如土木工程中引入“鲁棒”这样一个词,有些让人摸不着头脑,不如“整体牢固”通俗确切,也有可能“鲁棒”一词能会显出更大新奇的学问,但除此以外,似乎很难看出有什么别的好处。维护中文的纯洁性不排斥中文中有外文的音译词,但如果已经有了确切的中文词汇时,就不建议再用外文音译,在国标中也应慎重。     

Numerical Analysis of Moisture Influential Depth in Concrete and Its Application in Durability Design

Determining the moisture influential depth in concrete under drying-wetting cycles is of great interest for investigation of chloride ion transport and thus the initiation of reinforcement corrosion. In this paper, the moisture transport processes during drying and wetting are modeled by diffusion and absorption. A predictor-corrector implicit scheme of finite difference method is used to solve the partial differential equations. The stability of moisture influential depth is then analyzed with the available numerical tool for both initially saturate and unsaturated concretes. The concept of equilibrium time ratio is proposed for drying-wetting cycles by the balance between water loss and intake during drying and wetting. According to this time ratio, drying-wetting cycles are classified into drying-dominated, wetting-dominated, and equilibrium ones. For drying-dominated cycles, the drying front will penetrate gradually into material while the influential depth is determined by wetting; for wetting-dominated cycles, the wetting front will progress into material while the influential depth is determined by drying. This classification has strong engineering implication and can give a more rational division of convection and diffusion zones of chloride ion transport. The case of concrete in marine splash zone is investigated to illustrate the application of influential depth in durability design of concrete structures.     

Numerical Analysis of Moisture Influential Depth in Concrete During Drying-Wetting Cycles

The influential depth of moisture transport in a concrete surface subject to drying-wetting cycles was analyzed numerically. The moisture transport was described by a diffusion model with different diffusivities for drying and wetting. A finite difference scheme was developed to solve the partial differential equations The influential depth was then investigated numerically for initially saturated and unsaturated concretes exposed to drying-wetting actions in marine environments using an equilibrium time ratio concept. The equilibrium time ratio was calculated numerically for a saturated condition and the moisture influential depth is shown to be a linear function of the square root of the drying time. However, this equilibrium time ratio does not exist for an unsaturated condition and the moisture influential depth depends on the initial saturation as well as the drying-wetting time ratio. The results indicate that this model gives more realistic predictions of moisture transport of in situ structural concrete and its durability.     

接触爆炸钢筋混凝土板的震塌效应

为研究震塌对防爆结构的破坏效应,进行了有限厚度钢筋混凝土板接触爆炸分析研究。现场试验归纳出爆炸成坑、爆炸震塌、爆炸贯穿和爆炸冲切形态。采用LS-DYNA程序对板体的变形、破坏动态过程等进行了数值模拟,通过对影响爆炸震塌效应参数的分析,引入了新的震塌破坏系数及破坏等级,提出了新的震塌厚度计算公式。结果表明,数值模拟与现场试验吻合良好;震塌破坏厚度与装药量、板厚及其强度性质等因素有关。