基于复合材料层合板理论的路面动力响应研究

根据层合板理论,将路面视为Winkler粘弹性地基上宽度为B的无限长厚板,研究了交通荷载下混凝土路面的动力响应,也同时考虑运动荷载速度的影响.运用Fourier级数和Fourier变换技术得到了运动荷载作用下路面动力响应积分形式的解答,并利用数值Fourier逆变换得到运动荷载响应的计算结果,分析了荷载速度对位移和弯矩响应的影响.     

移动荷载作用下Winkler地基的沥青路面动力响应

采用宽度为B的无限长正交各向异性薄板来模拟沥青路面结构,研究粘弹性Winkler地基上沥青路面的移动荷载响应,使得分析模型更接近于沥青路面实际情况.将轮胎与路面接触面积简化为矩形区域,运用三角级数和Fourier变换,在变换域中得到矩形运动荷载作用下路面的动力响应解答.并运用Fourier逆变换分析了荷载速度、地基阻尼路面竖向位移的影响,最后采用叠加原理分析了双荷载作用下路面的竖向位移响应.     

类矩形盾构隧道管片施工期内力分布规律研究

对于使用阶段的隧道管片结构,其受力特性通常可以简化为平面应变问题进行分析;而在施工阶段,由于隧道纵向荷载的差异,边界约束条件的不均匀,施工荷载的交叉影响以及盾构施工的时间空间性,导致施工阶段管片受力成为一个三维问题.本文以宁波软土地层大断面类矩形盾构隧道为背景,依据现场试验来探索类矩形盾构隧道衬砌结构在施工期受力、变形的规律.研究表明:施工阶段中衬砌弯矩、轴力整体呈上小下大、左右对称分布;脱出盾尾阶段为施工过程中的最不利工况,管片和螺栓的应力水平迅速提高,之后随推进距离增大逐渐趋于稳定,管片中柱接近纯受压构件.研究认为同步注浆和纵向、环向螺栓对管片应力变化影响均较大,建议加强对同步注浆工艺的控制,加强螺栓初期预紧力和后期复拧的管理.     

爆炸荷载作用下软土隧道动力响应数值模拟

以拟建宁波轨道交通建设工程盾构隧道为背景,在设定爆炸当量的基础上,通过数值模拟获得爆炸应力波在软土中的传播规律、隧道周围不同点压力、隧道衬砌结构速度和加速度时程曲线.进而通过分析得到爆炸时盾构隧道衬砌结构底板、顶板和左右侧帮各部位的位移、加速度和最大主应力分布状况,结构各部位所受爆炸冲击波荷载的特点及受载薄弱部位,可为隧道结构设计提供参考.     

采用粘弹塑性模型计算地基的变形

本文认为,当外加荷载小于土的连结强度时,土体表现为弹性,当外加荷载大于土的连结强度时,土体表现为粘弹塑性,故土的力学性质可以采用文献提出的粘弹塑性力学模型来分析。土的连结强度与土体本身的C、(?)、σ_3＇、有关。在此基础上,编制了计算程序,分析了两个例子,结果表明,土体的变形仅限于某一个区域内,采用粘弹塑性力学模型分析地基的变形与实际是比较吻合的。     

基于三维数值模拟的高填方边坡强夯效应研究

根据某拟建变电站高填方边坡地质资料建立三维数值计算模型,计算分析不同夯击能和夯击位置条件下边坡土体的竖向位移、水平位移和加速度等响应随动力时间的变化规律.不同工况下的计算结果表明:夯击主要影响表层土体,夯击能越大夯击区域表层土体位移越大,不同夯击能下土体影响区变化较小;夯击引起的土体加速度峰值随夯击能的增大而增大;夯击点离边坡面越远,夯击影响区有所增大而夯沉量有所减小,且边坡顶部和边坡面中部水平位移下降十分显著.研究结论可为类似高填方边坡工程强夯施工设计提供参考.     

模数式桥梁伸缩缝动力强度计算与影响因素分析

为了分析桥梁伸缩缝在车辆冲击荷载作用下损坏的机理,对桥梁工程中常用的模数式伸缩缝建立了有限元模型,提出了其在车轮冲击荷载作用下的动力响应计算方法,以及非对称循环荷载作用下结构脉动强度的分析方法.对典型的RBM160型桥梁伸缩缝进行了动力强度计算与影响因素分析.结果表明:(1)伸缩缝中梁跨中、中梁支座焊缝位置是动应力最大的位置,计算结果与实际工程中常见的伸缩缝破坏位置一致;(2)水平与竖向轮载共同作用下结构的最大应力显著大于竖向轮载单独作用,说明水平轮载对伸缩缝损坏影响较大,但是国内外规范关于水平轮载的取值存在差别,由此获得的伸缩缝最大应力差别较大;(3)伸缩缝最大应力随着汽车车速的增大而增大,可以通过限制车速来控制模数式伸缩缝的最大应力,确保结构的安全性;(4)中梁与横梁之间的焊缝是伸缩缝结构的最薄弱部位,该部位的最大应力与焊缝饱满度有关,通过优化焊缝饱满度可以减小最大应力,提高结构安全性.     

移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析

针对地铁隧道中曲线轨道的振动问题, 将整体式轨道视为单层离散支承Euler梁, 利用振型叠加法和Runger-Kutta法得到了移动荷载作用下曲线梁径向、竖向和轴向挠度以及扭转位移的时程响应解答, 通过参数敏感性分析, 揭示了不同工况下曲线轨道的空间振动特性. 计算结果表明: 在目前列车速度下, 列车移动荷载近似于准静态荷载作用, 轨道梁的位移曲线呈对称分 布; 钢轨扣件间距对位移影响较小, 扣件支承刚度是影响钢轨位移的主要因素; 随着速度的增 加, 横向荷载作用方向发生改变, 径向位移和扭转变形先减小后增大, 存在一个理想车速; 曲线半径对径向位移和扭转变形影响较大, 对竖向位移影响不明显, 在曲线半径增加情况下, 可以适当增加超高角以减小径向位移和扭转变形.     

基于单元广义应变差的管桁架结构损伤识别

在单元应变模态差基础上,提出了基于单元广义应变差法的损伤识别方法,该方法由冲击荷载作用下的结构位移时程响应求出单元应变时程响应,对全部时间点单元应变时程响应绝对值求和后得出单元广义应变。采用结构损伤前后的单元广义应变差作为网格结构损伤定位的识别指标,并以损伤单元广义应变差值大小确定损伤程度。通过对一个典型管桁架的数值模拟表明:该方法只需要一次冲击荷载作用下的时程响应,就能够有效地识别出结构损伤定位及定量,且抗噪声能力优于现有的基于单元应变模态差的识别方法。     

植被护坡中植物根系的阻裂增强机理研究

本文从复合材料的角度对植物根系的加固机理进行了分析,将含根系的岩土体看成一特殊的复合材料,其中岩土体为基体相材料,根系为增强相材料,根系犹如纤维,将对根土复合体起到阻裂增强作用.并运用能量原理对根系的阻裂增强作用进行了分析研究,得出根土复合体中某点的抗剪强度增量的计算公式及该点处根系的抗拔力和最大拔出长度的计算公式,得出某点抗剪强度增量主要与该点处根的面积比、面密度、长径比、抗拉强度、根士间的黏聚力及摩擦系数有关,及如果根系深入某点以下锚同段长度大于该点处的最大拔出长度,根系将被拉断的结论.     

软土场地热固结对能源桩受力特性的影响研究

能源桩具有较好的节能减排功效, 但软土场地能源桩的热交换会使桩周土产生明显的热固结沉降, 从而影响桩-土荷载传递规律及其承载特性. 本文根据温度效应的一维固结理论, 计算任意时刻桩周土体的热固结沉降, 结合佐腾悟双折线负摩阻力公式, 建立考虑桩周土温度效应的能源桩荷载传递模型. 算例分析表明 桩周土体的升温导致桩侧负摩阻力和桩身轴力增加, 中性点位置下移; 温度变化所产生的热固结沉降是影响桩身侧摩阻力的主要原因; 由升温导致的土体黏聚力和内摩擦角的下降对桩身侧摩阻力变化影响较小.     

一种统一非饱和土水-力-气三相耦合本构理论模拟方法

非饱和土在不排水不排气条件下土体仍会发生变形,因此非饱和土弹塑性本构理论模拟有必要考虑孔隙比的变化.本文推导了不同排水排气条件下(不排水、排气,不排水不排气,排水排气)非饱和土弹塑性本构理论预测控制方程,可用来预测非饱和土在不同排水排气条件下的力学特性行为.通过与试验结果对比分析可知,该方法能够较好地再现室内试验结果,描述非饱和土在不同排水排气条件下的水-力-气耦合行为.     

整体分析法在基坑变形与力学特性研究中的应用

为了研究整体分析法在基坑变形与受力中的应用,本文选取北京市某一采用复合土钉墙的基坑作为研究对象,运用FLAC 3D有限差分软件对该工程进行数值模拟,并结合现场实测数据进行分析,得到了该基坑侧壁侧向位移、土钉(锚索)轴力以及水泥土搅拌桩弯矩,并用现场实测数据验证了数值模型的可靠性.通过改变数值模型中水泥土搅拌桩这一影响因素,分析该基坑的侧壁变形、土钉(锚索)轴力的变化以及两者协同变化对基坑稳定性的影响.结果表明:基坑侧壁水平位移呈"弓"字形,两凸点位于基坑深度的1/3与2/3处、水平位移在1/3深度处最大;基坑水平位移随开挖深度的增加而增加,增长最大幅度是在第一步开挖时;土钉(锚索)轴力沿长度呈两头轴力小,距离临空面1/3长度处轴力最大,土钉从第1排到第5排轴力依次减小;水泥土搅拌桩不仅有挡水作用,还对基坑土体变形增长有一定的抑制作用;支护体系某一因素发生改变时,其不仅仅影响的是土体的变形,还有支护体系受力变化,两者共同作用来维持基坑的稳定性,所以分析时应将基坑土体与支护体系作为一个整体来考虑基坑的受力与变形.     

克莱因-戈登谐振子的魏格纳函数

在量子力学和非对易量子力学框架下研究了克莱因-戈登谐振子的魏格纳函数.首先,求解了不含时间薛定谔方程,然后,利用Bopp-平移方法,在非对易空间和非对易相空间中计算了克莱因-戈登谐振子的魏格纳函数.     

移动力作用下考虑自由振动与阻尼影响的简支梁桥动力响应理论解

对于移动力作用下简支梁的振动,推导了考虑阻尼和自由振动影响的动力学方程用以研究简支梁桥在车辆荷载作用下的动态挠度响应,并通过动力学有限元方法验证了该理论解的可靠性.利用该理论解探讨了影响车辆荷载冲击系数的主要因素,包括车辆的速度、桥梁的自振频率、结构材料类型和阻尼等,所得结论可为桥梁结构的减振降噪提供参考.     

交通荷载作用下软土路基-路面三维振动研究

基于Blot波动理论，研究了交通荷载作用下有限层厚软土路基-无限大弹性薄板（模拟路面）的三维振动问题，采用简谐矩形运动荷载来模拟交通荷载．通过引入势函数和Helmholtz原理，并利用Fourier变换技术，得到了矩形运动荷载作用下软土路基的应力、位移和孔隙水压力解答．利用Fourier逆变换得到数值结果，分析了不同荷载速度对地表竖向位移及路基中任意深度方向孔隙水压力分布的影响．     

由度量空间诱导的*-拓扑T~*和s-拓扑T~s（英文）

在多饱和模型下研究了由度量空间诱导的*-拓扑T~*和s-拓扑T~s.首先,为了构造*-拓扑T~*,提出了有限点集的概念.其次,在此拓扑空间中证明了每个内集是紧集,每个开集是饱和集,以及标准部分映射是连续映射.最后,在s-拓扑T~s中讨论了闭包算子、内部算子和*映射.     

弹性体涂覆砌体墙抗爆炸冲击数值模拟

采用LS—DYNA动力学有限元软件对弹性体涂覆砌体墙在爆炸载荷下的响应进行了数值模拟,并研究了爆炸荷载作用下结构的应力、速度、位移的变化及破坏过程．通过比较各种涂覆方式下的响应,对该涂覆技术的有效性进行了评估．数值模拟的结果表明：采用弹性体涂覆能有效提高砌体墙的抗爆炸冲击能力．     

宁波轨道交通孔浦站隧道施工力学效应研究

针对孔浦站地下区间隧道为软土地区及已有人行天桥桩基的工程情况,进行二维有限元数值模拟的盾构隧道施工力学行为研究.分析了衬砌隧道施工各个阶段隧道变形、地表及桩基的沉降情况,并提出工程建议,对宁波地铁隧道的近接施工有一定的参考价值.     

新疆三莎高速公路砾类土的临界动应力试验研究

采用砾类土重塑试样进行动三轴试验,基于试验结果绘制砾类土的εp-N关系曲线,得到砾类土在不同含水率、围压、压实度、动荷载作用频率和初始静偏应力时的临界动应力,分析各因素对砾类土临界动应力的影响规律,发现含水率为最佳含水率时砾类土的临界动应力最大,随着围压和压实度的增加,砾类土的临界动应力增大,循环荷载作用频率在1 Hz~2 Hz变化时,砾类土的临界动应力变化较小,0~10kPa范围的初始静偏应力对砾类土的临界动应力影响也较小.