土石坝地震永久变形的危险性分析

本文将地震地面运动模拟为零均值平稳高斯随机过程,以Newmark滑块模型为基础,建立了土石坝地震永久变形的概率分析模型,利用Monte-Carlo数值模拟检验,证明了在随机地震作用下土石坝永久位移服从正态或对数正态分布,通过大量综合计算,给出了永久位移概率分布参数与可能滑动体平均地震加速度功率谱参数之间的经验关系,针对一个算例,对土石坝地震永久位移进行了危险性分析。     

基于量纲转换的SBFEM基础动刚度连分式求解改进

在求解无限域地基动刚度的比例边界有限元法中(SBFEM),以刚度矩阵与柔度矩阵构成的混合变量为基本模式的连分式方法,是近年来较为流行的方法。然而在真实场地参数条件下,连分式中的各阶刚度、柔度系数矩阵元素值间的数量级存在较大差别,使得无限域动刚度的计算结果存在数值不稳定等问题。针对以上问题,首先引入算例验证了采用改进连分式法计算结果的合理性;然后基于改进连分式法分析了参数无量纲程度对计算精度的影响,从而提出了基于量纲转换的SBFEM基础动刚度数值求解模型,即将场地真实参数转换为无量纲形式,基于转换后的参数计算动力刚度矩阵,随后将计算结果还原量纲。最后,通过参数敏感性分析以及对不同风化程度场地条件下无限域动刚度的比较,验证了采用上述方法计算结果的精度和工程适用性。     

混凝土双轴动态试验及其数据处理方法

为研究多种应变速率、不同荷载比例下混凝土强度的变化规律,利用大型混凝土静、动三轴试验系统对混凝土立方体试件进行双向应力状态下的动态试验,在取得的大量试验数据基础上,探讨混凝土动态试验中的数据处理方法.针对混凝土受力状态复杂、其动态强度的影响因素众多等特点,提出利用人工神经网络方法来综合量化多种因素与混凝土动态特性之间的数学关系.通过与传统动态试验数据分析方法进行比较后得出:利用人工神经网络来分析多种因素影响下的混凝土动态特性,是一种简便、适用的新方法,具有良好的应用前景.     

一种用于有限元疏密过渡的新型十三节点单元

提出一种新型的十三节点单元,通过将母单元积分域分成四个子域,在各子域中分别建立线性化的插值函数并进行数值积分,确保了疏密单元之间的协调性,进而将四个子域的积分结果按自由度进行累加即可得到该单元的数值积分结果.该单元在保证疏密单元交界面位移协调的基础上,实现由一个粗(疏)单元向四个细(密)单元过渡.新型十三节点单元精度与普通六面体单元或四边形单元相当.若应用于大型工程结构的有限元分析,可在不损失精度的前提下有效减小计算量.算例表明该单元有良好的数值精度和实用性.     

坝体-地基-库水系统的动力有限元分析及其应用

基于有限元耦合声-结构方法(The coupled acoustic-structural method,CAS),结合阻抗边界条件,流体采用ABAQUS声学介质模拟,建立了有限元-无限元耦合的坝体-地基-库水系统的数值模型。该方法可对库底吸收边界条件、库水表面重力波和库尾辐射边界条件进行模拟。作为工程实例对满库Konya重力坝进行了分析,同时建立了附加质量-无质量地基模型作为对比。结果表明,附加质量模型算得的坝面动水压力分布明显偏大;附加质量-无质量地基模型的计算结果夸大了坝体动力响应。此外,该耦合模型计算效率较高,可对坝体-地基-库水系统进行更真实的仿真模拟。     

基于裁剪造型的等几何分析方法求解波导本征值问题

等几何分析方法使得几何模型和分析模型能够用NURBS统一表达,避免了模型转换过程,但由于其分析域是由张量积面片构成,很难处理截面形式复杂的多联通域问题。裁剪造型等几何分析方法通过背景曲面和裁剪曲线将复杂带孔结构作为一个被NURBS曲线裁剪后的参数区域直接映射而成,只需要一个参数空间就可以表示任意复杂的拓扑结构,该方法既保留了传统等几何分析方法的优点,又实现了对复杂多孔结构的处理。本文将裁剪造型的等几何分析方法扩展到TE波的波导本征值问题,对复杂多孔结构的截止波数进行有效求解,并通过相应的数值算例验证方法的有效性和高精度性。     

高拱坝地震损伤破坏的数值模拟

本文在假设混凝土宏观均质的基础上考虑细观不均匀性的影响,采用带残余强度的双折线损伤演化模型和带幂函数下降段的损伤演化模型,结合带拉伸截断的摩尔-库仑破坏准则,探讨了高拱坝在地震作用下的裂缝扩展和破坏形态.某即将兴建的拱坝的计算结果表明,混凝土大坝破坏主要由拉应力引起,开裂从坝顶中部开始,裂纹主要出现在坝体上部,其余部位基本保持完好.计算结果得出的最终破坏形态与模型试验基本一致.     

三向等压荷载历史对混凝土的强度和变形特性影响的研究

通过试验,研究了混凝土载后抗压强度,抗拉强度与所经历的三向等压荷载历史的关系,给出了无量纲形式的经验表达式。同时还通过试验研究了三向等压荷载历史对混凝土声速的影响,以及强度与声速之间的关系。在对试验资料进行分析的基础上,进一步给出了三向等压条件下,御载曲线中平均应力σm与平均应变ξm之间的微分表达式,研究了其中参数的变化规律,进一步从混凝土结构的细观角度进行推导,同样得到了这一表达式。     

高土石坝地震动态分布系数研究

与低坝相比，高土石坝受地基刚性的约束减弱，坝体的自振周期延长。在坝体地震反应中，高阶自振周期容易与地震卓越周期迂合，高阶振型的振动易于被激发放大，从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同。现行《DL5073—1997水工建筑物抗震设计规范》对土石坝动态分布系数的规定适合于150m以下的土石坝，已不能适应高土石坝建设的发展需要。因此，利用反应谱法，研究了高土石坝地震动态分布系数，得到了随着坝高的增加，振型数目、高阶周期与地震卓越周期的迂合几率以及加速度分布的变化规律，最终给出了坝高大于150m的土石坝的切速度分布。     

基于声固耦合法的拱坝-库水-地基相互作用分析

为了研究拱坝库底吸收边界对坝面动水压力分布及坝体动力响应的影响,本文基于声固耦合法结合阻抗边界条件对库水表面重力波、库底吸收边界、坝体-库水交界面和库尾辐射边界进行模拟.建立了大岗山拱坝-库水-地基系统有限元模型,通过计算地震条件下不同库底反射系数的坝面动水压力及坝体动力响应,算例验证了提出模型的准确性.结果表明:库底...