粘弹性有限变形本构模型

从一种高聚物出发,对粘弹性有限变形本构关系进行研究和探讨,利用这种新的本构关系在理论上计算一种高聚物材料的有限变形,并通过对比分析模拟计算结果与以往结论,展示了研究粘弹性材料有限变形本构理论的新方法。     

复合加固矩形木柱受压应力应变模型

为了研究钢筋加固量、碳纤维布包裹方式等对内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压应力应变关系的影响,基于27根方木柱和9根矩形木柱的轴心受压试验结果,提出了碳纤维布约束矩形木柱的强度计算方法,推导了复合加固矩形木柱的承载力计算公式,并在此基础上提出了复合加固矩形木柱受压三折线应力应变本构关系模型.基于这种模型计算得到的木柱受压应力应变曲线与试验值吻合较好,从而验证了内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固矩形木柱受压三折线应力应变模型的适用性.     

锈蚀箍筋约束混凝土的本构关系模型

在役钢筋混凝土结构的箍筋往往发生锈蚀,对约束混凝土的应力-应变关系具有显著影响。鉴于此,综合考虑箍筋锈蚀对峰值应力和应变软化段斜率的影响,建立了锈蚀矩形箍筋约束混凝土的本构关系模型。首先揭示了箍筋锈蚀对约束混凝土应力-应变关系曲线的影响规律;然后基于36组锈蚀矩形箍筋约束混凝土棱柱体的轴压试验,建立了锈胀裂缝宽度和配箍特征值与峰值应力和应变软化的修正系数之间的关系;进而在经典的Kent-Scott-Park模型基础上,通过引入峰值应力和应变软化的修正系数来考虑箍筋锈蚀的影响,建立了锈蚀矩形箍筋约束混凝土的本构关系模型。分析结果表明,模型预测结果与试验数据吻合较好;随着锈胀裂缝宽度的增大,约束混凝土的峰值应力逐渐降低,而应变软化段的斜率逐渐增加。     

分数导数Kelvin粘弹性土中管桩的扭转振动

将管桩桩周土和桩芯土均看作粘弹性介质,同时运用分数导数Kelvin粘弹性本构模型描述桩周土和桩芯土的应力应变关系。仅考虑桩周土和桩芯土的环向位移,通过Fourier变换和分离变量法求解了桩周和桩芯分数导数Kelvin粘弹性土的扭转振动。考虑桩周土和桩芯土对管桩的作用力,建立了分数导数Kelvin粘弹性土中管桩的扭转振动方程,通过求解管桩的扭转振动得到了频率域内管桩桩顶的扭转复刚度。结果表明:桩周土本构模型参数α1和Tb1对管桩的扭转振动有一定的影响,而桩芯土的本构模型参数α2和Tb2对管桩扭转振动的影响与频率有关;桩芯土与桩周土剪切模量比μ小于1且μ较大时,扭转复刚度实部和虚部随频率变化曲线波动较大,而μ大于1时其对管桩扭转振动的影响很小;管桩壁厚、长径比和管桩与土体的剪切模量比Gp对管桩的扭转影响较大。     

矩形钢管混凝土受弯构件材料本构关系与失效判据研究

为了正确评估矩形钢管混凝土(CFST)受弯构件的承载力,提出钢管和核心混凝土材料本构关系的修正模型,建立CFST受弯构件的承载力失效判据。首先,考虑受拉区钢管双轴受拉有利应力状态及受压区钢管双轴拉压不利应力状态,并基于矩形CFST轴压短柱试验数据库,通过回归分析建立约束混凝土峰值应力表达式,在此基础上建立矩形钢管混凝土材料本构关系的修正模型。其次,基于构件承载能力极限状态,并合理考虑受拉区钢管的应变强化段,提出矩形CFST受弯构件的承载力失效判据。最后依据纤维模型法和试验数据库对比分析CFST受弯构件的不同材料本构关系和失效判据的精度及适用性。结果表明,所建立的CFST构件材料本构关系和承载力失效判据能够更加准确地反映矩形CFST构件的抗弯能力,具有更高的计算精度和广泛的适用性。     

岩石的单轴拉伸及其本构模型

在１０种岩石单轴拉伸试验的基础上，分析了岩石在拉应力作用下非弹性应变随应力增加而增加的规律性，提出了能够表现岩石受拉变形破坏全过程的非线性粘弹性本构方程。通过对拉应力作用下岩石本构模型与裂缝扩展模型的比较，讨论了岩石在受拉过程中非弹性应变增加与裂缝扩展之间的关联，发现了两者时间效应特征的相似规律性。     

Kelvin半无限体内部受集中力作用时的粘弹性解

假定半无限体为线性粘弹性介质,其在内部集中力作用下的应力为三维复杂力状态,应力球张量和应变球张量之间符合弹性关系,而应力偏张量和应变偏张量之间为Kelvin粘弹性应力应变关系。利用半空间体内部受竖向和水平向集中力的Mindlin弹性理论解,根据准静态粘弹性-弹性对应原理,在相同荷载条件下,首先对弹性解进行Laplace变换,然后将弹性解中的物理参数用线性粘弹性理论中经过Laplace变换的物理参数来替代,最后再进行Laplace逆变换,从而求得半无限体的位移、应力粘弹性解。结果验证表明,理论结果是正确的,并为实际工程的粘弹性沉降提供了理论依据。     

设置粘弹性阻尼器的框架结构动力分析

粘弹性阻尼器 (Ved)是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置。文中根据粘弹性阻尼材料的应力 -应变关系 ,推导了粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合层间单元刚度矩阵及单元控制力向量 ;并基于框架结构的空间特性 ,建立了设置 Ved框架结构在考虑空间协同分析基础上地震反应时程分析的控制方法 ;最后 ,应用文中的方法 ,对设置粘弹性阻尼器人字型支撑的钢筋混凝土框架结构进行了结构地震反应时程分析 ,并根据计算结果对其减震效果进行了分析讨论。     

具有水平表面岩土斜坡粘弹性位移解析解

阐述了暴雨、降雨和流水侵蚀等自然条件下,天然岩土斜坡由于自重作用而发生的二次蠕变现象,以及由于人为的某种原因改变了天然斜坡原始的地应力,而引起的二次蠕变现象。近期,提出了粘弹性力学蠕变柔量解法,给出了一种新的弹性位移理论公式和相对应的通用于 5 种不同本构关系的粘弹性位移理论公式,使弹性和粘弹性对应原理的理论描述简化。以岩土斜坡的二次蠕变现象为例,阐述了 2 种理论公式的应用方法,即由弹性位移解析解求解粘弹性位移解析解的简单解法。依据古德曼给出的具有水平表面岩土斜坡弹性位移解析解,将其中的力学参数式作简单的代数变换,分别引入 5 种粘弹性本构关系的蠕变柔量和广义蠕变柔量的解析式,得到具有水平表面岩土斜坡的符合 5 种粘弹性本构关系的粘弹性位移解析解。     

泥板岩流变试验与粘弹性本构模型研究

某水电站泥板岩变形是该坝区地下洞室群和高边坡研究的主要问题，探讨泥板岩粘弹性本构模型有重要意义。选取泥板岩岩芯做成简支梁进行流变试验，在梁上取10个测点贴上应变片，在梁的中央施加集中荷载，用应变仪测定10个测点的应变片在各级长期荷载作用下随时间变化的应变量。根据所测定的应变量来反演泥板岩粘弹性本构模型，得到了符合泥板岩的粘弹性流变本构模型。     

碾压混凝土坝三维黏弹性分析模型研究

将碾压混凝土施工层面影响带视为横观各向同性体,应用复合材料力学分析理论,深入研究了碾压混凝土坝施工层面影响带的变化规律,提出了具有横观各向同性体性质的渐变规律分析模型,反演分析了反映层面渐变特性的相关参数;据此研究并提出了相应的碾压混凝土三维黏弹性分析模型。实例分析表明,提出的分析模型能较好地反映碾压混凝土施工层面影响带对坝体结构性态的影响。     

筑堤地基的粘弹塑性分析

介绍了软土地基变形的时间依赖性及蠕变效果,采用修正剑桥模型对软黏土进行了弹塑性分析,并在修正剑桥模型基础上考虑了次固结指数α的影响,提出了表现粘弹塑性性质的JL模型,对计算值与试验结果进行了对比分析,分析结果较好地反映了实测结果。     

Fatigue analyses of buildings with viscoelastic dampers

Viscoelastic damping devices are effective in mitigating the buffeting response of medium- to high-rise buildings. Their use has the effect of limiting displacements and accelerations, as well as of reducing number and amplitude of fatigue cycles. The structural behaviour, however, is somehow modified, and a standard Kelvin-Voigt model proves to be inaccurate in predicting the dynamic response. For an accurate analysis, in fact, a model able to account for the viscoelastic memory is needed. In this paper, the problem of estimating the fatigue life of structural components of tall buildings provided with viscoelastic dampers is dealt with. A dynamic model of the building in the modal space is established, able to account for the viscoelastic memory, as opposed to the classical modal strain energy method. A cycle counting procedure is then summarised, based on the separation of the dynamic response of the building into a quasi-static and a resonant part. The fatigue life is then evaluated using the well-known Palmgren-Miner rule. An application to a 15-storey building is included, aimed at quantifying the inaccuracies arising when the memory effect is neglected.     

粘弹性梁的随机反应理论分析

利用连续线性系统的随机振动理论,引入结构微分算子,采用模态叠加法,研究了粘弹性梁在随机干扰下的动力反应问题,详细研究了在平稳随机干扰情况下的梁的动力可靠度。     

粘弹性人工边界的有限元分析

采用数值方法集中比较了工程中广泛应用的几种人工边界在SSI体系分析中的动力反应,研究结果表明：粘性边界能较好的模拟土的边界但计算的位移会发生整体的飘逸,精度也不如粘弹性边界;粘弹性边界能很好的模拟土一结构相互作用体系中土的边界问题,但实现过程比较麻烦。     

粘弹性阻尼器在土木工程中的应用

首先介绍了国内外抗震研究情况,分析结构消能体系的原理,主要探讨粘弹性阻尼器在土木工程中的应用及前景,并综合国内外学者的大量研究成果,指出粘弹性阻尼器可广泛用于新建建筑的振动控制和已有建筑的加固,也为工程抗震提供了可靠的、科学的技术依据。     

粘弹性地基计算模型综述

结合土—结构相互作用的研究现状,主要应用粘弹性地基模型进行分析,重点介绍了几种常用的粘弹性地基计算模型,并分别作了阐述,对完善不同模型下粘弹性地基梁的计算方式有重要的意义。     

粘弹性阻尼器的计算模型分析研究

介绍了阻尼器的构造,研究分析了用于分析粘弹性阻尼器的三种计算模型,并通过实例试验进行了试验结果与计算模型的对比分析,得出了相关结论,对于阻尼器的模拟分析有一定的指导意义。     

粘弹性阻尼器的计算模型模拟分析

介绍了粘弹性阻尼器的构造与力学性能,研究分析了用于分析粘弹性阻尼器的3种计算模型,并通过实例试验进行了试验结果与计算模型的对比分析,得出了相关结论。     

应力波入射黏弹性节理的传播特性研究

应力波传播特性的研究是进行工程动态稳定性评价的基础。依托柱状节理玄武岩开挖爆破试验,考虑节理岩体的蠕变和应力松弛特性,提出了黏弹性节理的等效标准线性固体模型,采用"位移不连续理论",获得了应力波入射黏弹性节理的传播方程,并探讨了应力波入射黏弹性节理的传播规律。透射系数随入射波频率的增大而减小,而反射系数整体上呈现出随频率的增大而增大的趋势。在临界入射角内,随入射角度增大,转换波(T_(sp),T_(ps),R_(sp)和R_(ps))均先增大后减小且转换波的透射系数(T_(sp)和T_(ps))最小,反射同类型波(R_(ss)或R_(pp))先减小后增大,透射同类型波(T_(ss)或T_(pp))则基本没有变化;应力波在节理处发生了复杂的能量转移,随入射角度增大,反射同类型波和反射转换波之间能量此消彼长并在某一角度附近几乎同时达到极值,同类型波的部分能量转移到转换波,但其能量仍远高于转换波。