蒙特卡洛法与有限元相结合分析边坡稳定性

蒙特卡洛随机搜索法与弹塑性有限元法结合,求解边坡稳定问题。根据有限元分析的应力和孔隙水压力结果计算给定滑动面的安全系数。利用随机走步法不断更新试算滑动面,使其安全系数不断减小。通过比较一定数量的试算滑动面,确定边坡临界滑动面及其对应的最小安全系数。本方法通过随机搜索克服了大多数常规优化方法易陷入安全系数局部极小的问题。同时,本方法利用有限元法分析的应力和孔隙水压力结果,按有效应力法计算边坡安全系数,可分析施工过程中应力和孔隙水压力变化对边坡最小安全系数的影响。数值算例分析说明了所提出的确定边坡临界滑动面的方法的有效性和优越性。     

压实黏土梁弯曲开裂性状试验研究

裂缝的存在显著降低黏土层的防渗性能。研制了土梁弯曲试验装置,研究了不同含水率压实黏土梁张拉开裂性状,分析了裂纹扩展过程,并采用PIV技术揭示了裂纹尖端的应变局部化现象,获得了不同含水率下压实黏土的开裂应变。试验结果表明:三点弯梁拉伸区可能出现多个应变局部化区域,其中靠近跨中的一个发展为宏观裂纹;裂纹宽度随中点挠度近似呈线性增长,且受含水率影响较小;含水率对土梁开裂特性和开裂应变影响很大,随着含水率由32.6%增至37.0%,土梁断裂挠度显著增加,裂纹尖端的应变局部化区域变大,开裂应变从2.4%增大至4.1%,跨中荷载挠度曲线呈现由跳回型向跳过型变化,荷载峰值明显降低,土梁由脆性断裂逐渐转变为延性断裂。     

任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应精确解

基于Biot理论,考虑流体和固体颗粒的压缩性以及惯性、黏滞和机械耦合作用,得到了表面任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应的精确解。文章首先导出了以无量纲位移表示的矩阵形式的控制方程,并将边界条件齐次化。采用分离变量法求解不考虑黏滞作用的特征值问题,得到一组关于空间坐标的正交函数基。在此基础上,利用变异系数法和基函数的正交性,得到一系列可以通过状态空间法求解的相互解耦的关于时间的二阶常微分方程组及相应的初始条件。最后通过算例验证本文的正确性。     

土结接触面黏聚区域模型及渐进累积破坏分析

首先探讨了土结接触面的含义、接触面相对位移的组成以及接触面的破坏形式,然后提出以黏聚区域模型描述接触面滑动和拉裂破坏变形、邻近非接触面单元描述接触面基本变形的分析思路,建立了基于黏聚区域模型的无厚度接触面单元,有效避免了接触面厚度确定的困难。在强化有限单元法（ FEM⁺⁺ ）的框架内完成了接触面模型的数值实现后,以直剪试验的模拟揭示了土与结构接触面的渐进累积破坏过程,说明了接触面模型与平均剪应力–剪切位移试验曲线的差异,并对模型本构参数的选取进行了阐述。     

位移相关土压力对深基坑围护结构的影响

根据深基坑工程土压力发展的特点,本文建立了土压力与位移的相互关系,推导了基坑开挖面上土体达到主动土压力时围护结构墙体所需极限位移的计算公式,结合了按弹性地基梁模型编写的有限元程序mmethod,计算了杭州市一地铁车站围护结构的内力和变形,并与实测数据进行了比较,也为其他深基坑工程土压力的取值提供一定的参考。     

串接电机高速转子必须关注临界转速问题

电动工具的品种很多,如冲击电钻,曲线锯、圆盘锯、电、砂带机和木铣机等,它们的动力源多数采用串接电机,可以实现功率大(800-1200W或以上)、转速高(20000-28000rpm),但是多数电动工具常见故障或毛病是:机械振动;噪音;电刷火花; 当然还有少数可排除的故障,如擦铁、开关卡住等.     

低掺量水泥固化土的力学特性及微观结构

针对某滩涂淤泥,开展不同淤泥初始水的质量分数、不同水泥掺量的固化土无侧限抗压强度试验、一维压缩试验以及扫描电镜试验,研究低掺量水泥固化土的力学特性与微观结构特征,探讨其与常规掺量固化土的差异. 结果表明：分界水泥掺量、最低水泥掺量与淤泥初始水的质量分数的线性关系明显;与常规掺量固化土相比,低掺量固化土的强度增长明显较慢,压缩性降低较少;固结屈服应力随水泥掺量增加而增大,在较低掺量区,固结屈服应力与水泥掺量具有非线性关系;低掺量固化土屈服前、后的孔隙形态特征以及孔隙排列特征差异较大,当固结压力小于固结屈服应力时,孔隙未呈现出明显的定向性且排列较为混乱,当固结压力大于固结屈服应力时,随着荷载的增加,孔隙形状变得圆滑,复杂程度降低,孔隙排列逐渐趋向于有序.     

人工制备土的结构性及其对应变局部化的影响

采用人工制备土方法和固结不排水(CU)剪三轴试验开展研究. 通过在宁波滨海粉质黏土中加入少量水泥和盐粒构造多组结构性强弱不同的人工结构性土,固结不排水剪三轴试验结果表明：水泥掺量为2%的试样的结构性与宁波原状粉质黏土最为接近,达到了利用人工制备结构性土来模拟原状土的效果. 随着水泥掺量的增加,人工结构性土的有效黏聚力近似呈指数形式增长,有效内摩擦角没有明显变化,初始变形模量增大. 在相同围压下,随着土体结构性的增强,试样更易发生应变局部化并出现剪切带破坏;应力-应变曲线出现软化,峰值点应力增大且对应轴向应变呈减小趋势. 对于同一种土体,结构性差异对剪切带倾角值影响不大,Mohr-Coulomb理论对剪切带倾角的预估值与实测值较为吻合.     

平面弹性力学问题的离散元网格自适应方法

根据连续介质平面弹性力学离散及元法的基本原理，分析了解决平面弹性力学问题的离散元网格自适应方法.基于界面位移提出了离散元相对误差评价指标及相应的后验误差分析方法.在此基础上给出了连续介质离散元法网格自适应策略.与有限元法相比，离散元法的网格自适应策略具有原理简单、无奇点和单元畸形、实施方便的优点.2个典型的数值算例表明，提出的离散元相对误差评价指标以及相应的网格自适应策略能够很好地模拟平面弹性力学应力集中现象和边界效应，自适应网格与相应的有限元分析结果一致.     

周期荷载作用下成层饱和地基二维稳态响应

为了研究动力作用下饱和地基的动力固结问题,根据Biot平面动力固结方程,运用积分变换和矩阵传递的方法,建立了周期荷载作用下单层和多层地基的二维Biot动力固结的函数表达式.根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用周期荷载时任意层内任意点应力(包括孔压)、位移(包括流体流量)的一般积分形式解.并根据算例,研究了在周期荷载作用下地基的位移、应力、孔压变化的一般规律.算例表明,由于地基中波的反射、干涉,在水平向和竖直向各个物理量会出现多个极值的现象,远异于静力固结.