基于耗散能的海洋K0固结土统一修正剑桥模型

在海上风电桩基工程计算时,为方便土体本构关系的使用,减少土工参数的选取,对修正剑桥模型进行了改进.首先根据海洋工程中桩周土体通常为K0固结饱和土的特点,在修正剑桥模型的基础上,引入相变参数,推导出适用于剪胀性土体的屈服面函数;然后参考统一硬化模型的研究理念,引入耗散功作为硬化参量,结合传统弹塑性理论,对Collins的...     

基于改进伏斯列夫线的超固结土本构模型

基于作者提出的超固结土的统一硬化模型,本文进一步提出了以抛物线近似代替Hvorslev线的方法,该抛物线将零拉应力线与Hvorslev线表达成一条统一的剪切强度包络线,其在超固结比很大时斜率趋近于3;而对于中度超固结土、弱超固结土,抛物线接近于Hvorslev线;当超固结度为1时,与临界状态线一致。由于对土的潜在强度直接采用抛物线来计算,在模型中没有引用Hvorslev线斜率,故改进后的超固结土模型参数与修正剑桥模型的参数相同。通过对不排水三轴试验和排水三轴试验数据的预测,表明基于改进的Hvorslev线超固结土模型合理可行。     

不同含水率下非饱和黄土K0固结特性试验

针对非饱和原状黄土进行了不同含水率下的恒荷重K0固结试验研究,分析了含水率对割线模量,应力应变特性及侧压力系数的影响。试验表明,在其他条件相同的情况下,割线模量随着荷载的施加逐渐减小,最终趋于稳定,达到稳定值时的割线模量随着含水率的增大而减小,且与含水率线性相关;含水率越大,静止侧压力系数K0增长速率越快,至土结构完全破坏,K0趋于稳定;不同含水率的K0值最终趋于稳定,且稳定值差异性较小;提出了考虑含水率因素的连续加载条件下K0固结过程的变形模型,为研究黄土地区K0固结过程中土体变形特性及路堤沉降提供参考。     

超固结非饱和土的弹塑性双面模型

为了研究超固结非饱和土具有的应变软化和剪胀等复杂的力学特性,在弹塑性理论框架内,将巴塞罗那基本模型(BBM)与一种可描述材料循环塑性的硬化法则相结合,建立一个在静态及循环荷载作用下超固结非饱和土的弹塑性双面模型。该模型含有一个边界面和一个加载面,二者在应力空间中随着加卸载进行演化。采用径向映射法则和移动的记忆中心原理来反映超固结非饱和土的循环塑性特征。模型考虑了吸力和超固结的影响,在吸力等于零的时候退化为饱和黏性土的弹塑性双面模型;在无超固结且吸力不等于零的情况下退化为BBM模型。通过与相关静态试验数据的比较,所建模型可以较好地反映静态加载下超固结非饱和土的力学特征;此外,还利用模型对超固结非饱和土的动态力学特性进行了预测。     

基于Alonso模型的非饱和土弹塑性本构方程推导

Alonso模型是目前应用最广泛的非饱和土弹塑性本构模型.首先简要介绍非饱和土Alonso模型的原理与发展;然后在饱和土剑桥本构关系的基础上,推导出一个基于Alonso模型的非饱和土应力应变增量方程的计算公式,该方程与饱和土的本构方程形式相同,且能够考虑净应力和吸力二者对土体硬化规律的影响,从而为非饱和土弹塑性计算提供一条途径.     

基于k_0固结条件的淤泥土排水蠕变特性试验研究

通过k_0固结蠕变试验探讨饱和淤泥土在轴向加载和侧向减载条件下的蠕变特性。由试验数据知:排水条件下,两种应力路径的轴向蠕变规律基本一致,体积应变明显小于轴向应变,且随时间的延长呈现一定程度的剪缩与剪胀交替性。Merchant和Burgers蠕变模型对淤泥土都有较好拟合精度。二者的蠕变参数E_K、η_K、η_M均呈现随应力水平的增大而减小的变化规律,E_M随应力水平的变化则较为平稳,无明显增大或减小趋势,说明淤泥土的蠕变变形受黏弹模量影响较小,受土体黏滞系数及弹性模量影响较大。     

基于ABAQUS的土石料本构模型二次开发及其应用

利用ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT的二次开发平台开发土石料的沈珠江双屈服面模型,并以一面板堆石坝为例,结合ABAQUS的“单元增加/去除”技术进行了坝体施工和水库蓄水的仿真分析.算例计算结果与用自编程序计算结果的比较表明,利用UMAT子程序开发的土石料沈珠江模型结合“单元增加/去除”技术进行土石坝施工仿真计算是可行的,计算结果合理可靠,且开发周期较自编程序大为缩短.     

基于压缩曲线特性的超固结土水平应力分析方法

在传统的KSB原位水平应力试验线性分析方法中,通常由于e-lg p压缩曲线局部线性假设与实际情况的差异,导致超固结土分析结果与实际值相差较大.针对上述难题,以哈尔滨市某超固结粉质黏土地层原位水平应力试验结果为基础,通过水平向压缩试验模拟KSB贯入过程中土体的侧向力学响应,建立了基于压缩曲线特性的KSB非线性分析方法,从...     

内蒙古东部牧区缺测数据条件下适宜ET_0计算方法优选

内蒙古东部牧区多地处偏远边疆,气象站点有限,应用FA056 Penman-Monteith计算ET0相对困难。为了在缺测气象数据条件下准确计算ET0,本文依据该区内典型气象站点资料,以FAO56 Penman-Monteith为标准方法,以FAO17 Penman、Priestley-Taylor、Irmark-Allen拟合法、Hargreaves-Samani法为对照方法分别对ET0进行计算,并对4种方法适用性进行评价。结果表明:Priestley-Taylor与Hargreaves-Samani法计算值较FAO56 PM法计算结果偏大,不适于该地区ET0计算。FAO17 Penman法和Irmark-Allen拟合法与FAO56 PM法计算结果平均相对误差小于15%,计算精度较高,但Irmark-Allen拟合法仅需气温和日照时间气象资料,因此,Irmark-Allen拟合法适宜缺测气象条件下内蒙古东部牧区ET0计算。     

基于K近邻和水动力模型的城市内涝快速预报

利用水动力模型模拟各量级降雨情况下的城市内涝演变过程,以内涝演变过程数据作为K近邻算法机器学习模型的训练集进行模型训练,采用大气数值模式预报降雨驱动经过训练的K近邻算法机器学习模型进行城市内涝快速预报,并以陕西省秦汉新城3场实测降雨检验了模型的预报性能。结果表明:该模型可在17s内快速预测出城市内涝积水,预报内涝积水面积平均误差不超过8%,积水量及积水深度平均误差不超过15%;该模型预报性能较好,可增强城市防灾减灾能力,有效降低生命财产损失。     

基于粒子群算法与最小二乘支持向量机的ET0模拟

以月最高气温、月最低气温、月平均气温、平均风速、日照时数以及相对湿度6个气象因子的不同组合作为输入数据,以FAO Penman-Monteith公式计算结果作为标准值,构建基于粒子群优化算法与最小二乘支持向量机的ET_0预测模型(PSO-LSSVM)。选取新疆额尔齐斯河流域哈巴河气象站1986—2013年的气象数据进行模型训练与预测,并与其他常用ET_0计算公式进行对比研究。结果表明,PSO-LSSVM模型能够很好地反映ET_0同各气象因子之间的非线性关系,其中气温条件是影响ET_0模拟精度最重要的因素,同时随着气象因子输入的减少PSO-LSSVM模型模拟精度有所下降;当分别基于辐射条件、温度条件计算时,PSO-LSSVM模型模拟结果较Priestley-Taylor公式、Hargreaves-Samani公式计算结果要优。基于多因子量化指标的ET_0预测模型实现了精度和实用性的统一,可为缺资料地区ET_0研究预报提供科学参考。     

基于响应面法的Fe0/S2O2-8体系氧化垃圾渗滤液去除UV254研究

为提高Fe⁰/S₂O^2-₈体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV₂₅₄的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe⁰)投加量、初始pH值和S₂O^2-₈与12COD₀的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe⁰投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S₂O^2-₈/12COD₀)为1.14条件下,UV₂₅₄的去除率达到最大值72%。     

超固结粉质黏土静止土压力系数原位试验研究

静止土压力系数K₀是岩土工程设计施工中的重要参数,其影响因素众多、变化特征复杂,合理地选取K₀测试分析方法是保证成果可靠性的关键。针对哈尔滨市超固结粉质黏土地层,开展了现场原位水平应力试验(KSB)、扁铲侧胀试验(DMT)与旁压试验(PMT)以及室内K₀固结试验,获得了超固结粉质黏土地层K₀分布特征,类比分析了KSB与其他测试方法的相关性、差异性和适用性。研究表明：KSB试验有效避免了常规“压入式”测试的经验性与扰动性问题,具有操作便捷、精度高等优点,测得场地超固结粉质黏土K₀值介于0.45～1.81之间,并沿深度方向逐渐降低;室内试验取样过程和PMT预钻成孔过程会引起原始水平应力释放,而再加载无法完全恢复其初始值,从而导致二者测试结果偏低;DMT的有效性取决于经验公式的选取,Marchetti公式高估了K₀值,而国内上海、苏州、杭州、西安等地区经验分析结果整体偏低,通过修正Marchetti公式,给出适宜于哈尔滨地区的超固结粉质黏土的K₀     

R/S分析法与GM（1，1）灰色模型相结合的鸳鸯池水库入库径流量预测

依据鸳鸯池水库1959-2015年实测入库年径流量系列,利用年代际径流量平均值、径流年内分配集中度分析了入库年径流量年际变化和年内分配特征,同时分别采用基本GM(1,1)、改进GM(1,1)以及R/S分析法与基本GM(1,1)灰色模型相结合的方法预测了入库年径流量。结果表明:入库年径流量时间序列有明显分形特征,H指数为0. 922;径流量时间序列具有状态持续性,即未来年径流量变化趋势与过去一致;年径流量系列长期记忆性以41 a为周期;经R/S分析后采用基本GM(1,1)灰色模型预测得出2013、2014、2015年入库径流量分别为3. 60×108、2. 97×108、3. 67×108m3,与实测值相比,相对误差分别为20. 69%、8. 97%、8. 10%,较基本GM(1,1)、改进GM(1,1)灰色模型的预测精度高。据此预测得出2020年入库径流量将比2015年增加8. 99%。