考虑结构面震动劣化效应的岩质边坡块体动力稳定性评价

为解决岩质边坡块体在地震作用下的动力稳定性评价问题,基于结构面的循环剪切数值试验研究结构面的震动劣化效应,从而构建结构面震动劣化数学模型;结合坐标投影原理提出考虑结构面强度震动劣化效应的块体动力稳定性系数计算方法;基于数值分析法研究地震波波动特性对岩质边坡块体稳定性的影响,并进一步基于突变理论提出位移动力响应放大系数突变判据,最后形成一套以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数共同评价块体动力稳定性的评价体系,拓展地震作用下块体动力稳定性评价新思路。研究表明,结构面震动劣化效应不仅受循环剪切幅值、循环剪切次数及相对运动速度影响,还与起伏角度密切相关;通过算例证实了考虑结构面震动劣化的块体动力稳定性系数计算方法的准确性,所提出的以块体动力稳定性系数时程曲线和位移动力响应放大系数的共同评价体系更加安全可靠,将促进块体动力稳定性理论的发展,对边坡地质灾害的防治具有重要的科学意义和应用价值。

超前支护立柱动力稳定性与可靠性研究

针对超前支护立柱顶端受轴向载荷作用,建立立柱阶梯柱形结构的动力偏微分方程,经过转化为二阶常微分Mathieu型参数方程,利用Bolotin方法对其动力稳定性进行数值计算。建立立柱结构的安全余量方程,并成功求解动力不稳定区域边界。分别分析活柱与缸筒不同长度比、立柱不同弹性模量以及活柱与缸筒不同直径比等因素对立柱动力稳定性的影响。结果表明:随着活柱与缸筒长度比的增大,立柱稳定性降低;随着立柱弹性模量和活柱与缸筒直径比的增大,立柱稳定性提高。在此基础上,进行立柱结构的非概率可靠性分析,得到立柱结构的非概率可靠度,即立柱结构的非概率可靠度与活柱和缸筒长度比增减性相反,与立柱弹性模量、活柱与缸筒直径比增减性相同。

远场水下爆炸冲击作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法

高坝大库的抗爆与防护是国防安全的重要研究课题。该文针对远场水下爆炸冲击作用下混凝土重力坝的稳定安全评价问题,研究了远场水下爆炸冲击波的传播及其与坝体的相互作用过程;基于波动理论和平面波假设,建立了重力坝爆炸动应力场的简化理论计算模型,最终建议了一种远场水下爆炸冲击波作用下重力坝动力稳定性的简化时程分析方法;同时结合工程实际,采用该方法对某混凝土重力坝的动力稳定性进行了分析。结果表明:在远场爆炸冲击荷载作用下,重力坝的稳定安全系数呈现出先增后减再增并最终保持恒定的变化规律;下游坝面反射形成的拉伸波与剪切波的共同作用是导致建基面稳定安全系数降低的主要原因。

铁路基床底层风积沙填料长期动力稳定性研究

为了研究铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性,以和若铁路某试验段路基为研究对象,开展现场动力响应试验,试验车速分别为5,20和30 km/h,轴重分别为14.5 t和23.5 t,分析动应力随列车速度、轴重及沿深度的变化规律,基于现场测试和以往动三轴试验成果,将临界动应力和累积塑性变形作为评价参数,分别从动强度和动变形2个方面评价和若铁路基床底层风积沙填料的长期动力稳定性。研究结果表明:1)当列车以不大于30 km/h的速度运行时,车速对基床动应力值的影响很小,但轴重的影响十分显著,不同轴重作用下动应力衰减系数沿深度的变化曲线基本重合,动应力经过基床表层衰减约39.7%,传递至基床底层底面衰减约84.6%。2)在和若铁路基床底层范围内,列车荷载产生的动应力为12.86~53.05 kPa,小于风积沙临界动应力66.02~100.21 kPa,从动强度角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。3)基于基床填料的累积塑性应变模型,采用分层总和法计算了和若铁路基床层的累积塑性变形,结果发现列车荷载作用下基床变形主要集中在第1个月,累积变形量为13.59 mm,小于规范允许的月沉降量25 mm,从动变形角度来说,风积沙用作铁路基床底层填料满足长期动力稳定性要求。研究成果可为沙漠地区路基填料选择及基床结构设计提供参考。

扣件失效对动力稳定装置-轨道系统动态响应的影响

为研究扣件失效对动力稳定作业下轨枕动态响应的影响,基于多体系统动力学理论建立稳定装置-轨道刚柔耦合系统动力学仿真模型,搭建试验平台验证仿真模型的合理性。通过改变稳定装置的激振频率和垂直下压力,研究不同作业工况和扣件服役状态下轨枕的动力学响应特性。结果表明:激振频率和下压力对扣件正常服役下的轨枕横向位移和加速度影响较大,对扣件失效下轨枕的动态响应影响较小;扣件失效数量越多,系统总能量传递效率越低,扣件失效数量为1和2时,系统总能量传递效率比扣件正常服役时低21.11%和31.19%。

平行轴涡动黏性充液转子动力稳定性计算和影响因素分析

超重力离心机转子系统在临界转速之上存在液-固耦合激振诱发的失稳区域,该失稳区域的存在直接威胁充液类超重力离心机转子的安全稳定运行,同时严重制约了离心机转子向高转速、大型化方向发展.本研究旨在探究充液离心机转子的液-固耦合机理及减振措施,通过建立黏性充液转子的流体动力学方程,结合连续性方程以及边界条件并耦合转子的动力学方程,开展超重力充液类离心机转子的动力稳定性的计算方法研究.首先,推导扰动形式的纳维-斯托克斯方程,采用有限差分的数值计算手段求解上述扰动形式的流体动力学方程,得到壁面处的流体压强与流体剪切力并进行数值积分;其次,将所求液体等效主刚度系数及交叉刚度系数与转子动力学方程进行耦合,并采用状态空间法降阶求解动力学方程的阻尼衰减指数和涡动频率.经过对比充液转子系统在变转速区间内的阻尼衰减指数变化瀑布图与交叉刚度变化瀑布图,发现充液转子的稳定性是转子系统的阻尼、刚度、充液比和流体黏性等多个特性参数作用的结果,具体表现为增加转子系统外阻尼以及降低系统交叉刚度对抑制转子失稳与振动具有明显效果.

降雨前后高路堑边坡动力稳定性分析

通过Flac3D软件编写程序建立非饱和边坡渗流模型,根据西南地区气候条件,选取150 mm/d降雨量连续降雨3 d,进一步输入震级为0.1~0.4g的EL地震波,分别对降雨前后边坡在地震作用下的动力稳定性进行研究。结果表明:(1)同一高度位置,边坡水平位移随着地震震级增加而变大,破坏更加严重(2)随着震级增加,降雨前后边坡动力稳定安全系数均逐步降低;(3)降雨对边坡在低震级作用下的稳定安全系数影响较小,对高震级下的稳定安全系数影响更为显著。

基于液化判别的尾矿坝动力稳定性分析

在连续降雨并输入水平、竖直方向地震波的工况下,模拟尾矿坝坝体的动力反应,分析坝基覆盖层和尾矿砂层的液化情况,提出一种考虑液化区域影响的尾矿坝动力稳定性计算方法,并将此方法用于海口镇尾矿坝下游坝坡的动力稳定性分析中。结果显示:连续降雨时的动力稳定安全系数比无降雨时低0.07左右,考虑液化区域的动力稳定安全系数比不考虑液化区域的小0.10左右。

单层鞍型网壳在地震作用下的动力稳定分析

根据网壳结构的动力稳定判别准则，分析了单层鞍型网壳在Ｐａｓａｄｅｎａ波（取不同时间压缩比）作用下的稳定性能，并将其动力稳定临界荷载与静力临界荷载相对比，得出了一些重要结论。

基于时程分析的岩质高边坡开挖爆破动力稳定性计算方法

提出一种计算岩质高边坡爆破开挖情况下动力稳定性安全系数的时程分析方法。根据爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线,可计算得到特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力,并根据其相位确定惯性力作用方向,然后施加到各条块上。结合刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法,即可求得对应于该时刻边坡的稳定性安全系数。以某一时间步长进行整个爆破过程的计算,可得到相应的爆破动力作用下的边坡动力稳定性安全系数时程曲线。该法综合考虑爆破振动的幅值衰减、频谱特性和相位角的变化,突破了拟静力法中用综合影响系数折减爆破荷载的局限性,得出的边坡爆破振动稳定性安全系数随时间的变化规律,可较好地反映边坡稳定性在爆破过程中的变化过程,为优化边坡爆破开挖设计提供依据。

一种判定杆系结构动力稳定的新方法——应力变化率法

针对结构动力失稳的判定问题,提出了一种适用于杆系结构动力稳定分析的应力变化率法.基于杆系结构发生动力失稳时的总应变能突变特征,推导总应变能同杆单元应力变化率之间的关系,并分析应力变化率的变化规律,建立了判定系结构动力失稳的应力变化率准则.以四种突间杆系结构为例,应用应力变化率准则进行了结构的动力稳定分析,并将结果同位移准则分析的结果进行了比较.结果表明,应力变化率准则可以有效判定杆系结构的动力失稳,并且在判定结构的局部失稳方面非常有效和明确.

岩石高边坡爆破震动动力稳定分析

本文在评述有关岩石高边坡爆破动力稳定分析研究现状的基础上，提出了一种计算高边坡爆破震动动力稳定影响的联合方法。该法利用时程法和拟静力法的特点，综合考虑爆破地震波传播过程中的衰减、频谱结构特性及相位差等因素对边坡稳定性的影响。实例表明，用文所建议的方法，计算结果较传统方法更符合实际情况。

超限高层建筑地震作用下的动力稳定性分析

某高层建筑立面呈琵琶塔造型,结构形式为混凝土-钢结构混合结构,琵琶中线为混凝土剪力墙筒体,四周曲柱是截面为箱形的钢柱,其结构高宽比严重超限。使用ANSYS软件,采用时程分析法从两类动力稳定的角度对其抗震性能进行了研究。第一类稳定是基于Lyapunov运动稳定性定义的弹性动力屈曲问题,通过时间冻结法即动态特征值方法进行研究;第二类稳定本质上是动力极值问题,采用逐步增大地震荷载幅值求解结构稳定临界荷载的方法进行研究。计算结果表明,该建筑动力稳定性能较差,某些部位的杆件需要加强。该方法给建筑结构的稳定性分析提供了新的思路,可供不规则复杂结构体系设计时参考。

尹庄尾矿库动力稳定分析及溃坝风险评价技术研究

近些年,尾矿库安全生产问题已成为我国面临的公共社会问题,特别是一些大型尾矿库由于连续运行数十年,尾矿库系统、周边环境、地形地质等都更加复杂。因此,开展尾矿库抗震能力计算和一旦溃坝造成危害程度的评估,对于进一步加强尾矿库安全管理,减少尾矿库对周边设施的威胁程度具有重要意义。文中以首钢矿业公司尹庄尾矿库为研究对象,对尾矿库浸润线和坝体位移日常观测数据进行了系统的统计分析,掌握了坝体内部渗流状况和坝体变形状况;在此基础上开展了尹庄尾矿库动力稳定分析,得到了尹庄尾矿库抗震能力安全等级;定量计算了尾矿库不同溃坝模式造成下游淹没范围和致灾程度;提出了加强尾矿库安全管理和进一步降低尾矿库溃坝风险的对策措施。

单层球壳结构在简单荷载作用下的动力稳定分析

首先建立单层球壳结构动力稳定判定准则,进而对K8型单层球壳结构在三种简单荷载作用下的动力稳定性进行分析。通过研究同等荷载下不同单层球壳模型的动力稳定性,从而得出其规律。

九寨黄龙机场填方高边坡动力稳定性分析

九寨黄龙机场工程土石方总量超过4?07 m3,填方边坡最大高度102 m。填方地基为砂层、卵石层、粉质粘土、砾岩及泥岩等组成的第四系河流沉积,结构复杂,物理力学特性变化大,场地附近有3条大的活动断裂,地震烈度为Ⅷ度。作为拟静力法计算结果的补充,用三维有限元与拟静力分析相结合的方法对填方高边坡动力稳定性进行研究。结果表明:在烈度为Ⅷ度的地震作用下,填体发生大规模整体滑移的可能性较小,但可能发生分离式破坏;受边界条件的控制,填体稳定性对来自岷江断裂方向的地震要比来自雪山断裂方向的地震更为敏感。

有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用

利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序.通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑动的最小安全系数.

弦支穹顶结构动力稳定性分析方法

系统阐述了弦支穹顶结构动力稳定性分析方法,论证了基于严格数学定义的Lyapunov运动稳定性理论和方法不能对地震作用下的非线性、多自由度系统的稳定性提供有效判别准则.提出了基于B-R运动准则的改进判别方法,以此为基础结合结构的时程响应曲线判定弦支穹顶结构的动力稳定性,分别研究了水平、竖向和三向地震作用对不同矢跨比弦支穹顶结构动力稳定性、稳定形态及拉索形态的影响.研究表明,不同地震作用下结构的失稳形态不同,矢跨比对结构动力稳定性能的影响不同;矢跨比不同,对结构稳定性起控制作用的地震作用分量不同;地震加速度接近临界值时,一些拉索开始逐步退出工作状态,但在振动过程中可能重新产生张拉力.

动力稳定装置-轨道系统横向动力学响应分析

针对不同道床工况下轨道动力稳定车作业时轨枕的动力学响应的规律和最优作业参数选择的问题,文中建立了动力稳定装置-轨道系统横向动力学模型。利用MATLAB软件结合数值积分法对动力学模型进行了仿真求解,得到了不同道床工况下的轨道动力稳定车作业时轨枕动力学响应规律和动力稳定装置最优激振频率。结果表明,在同一激振频率范围内,随着道床横向刚度和阻尼的增大,轨枕横向动力学响应均值逐渐变小。文中的道床工况得到最优激振频率为31~33Hz。

反复微震作用下顺层及反倾岩质边坡的动力稳定性分析

水库蓄水后诱发的高频次微小地震在一定程度上会对区域地质体的稳定性产生重要影响。本文采用振动台试验、UDEC数值分析方法,对顺层、反倾两类典型岩质边坡在反复微小地震作用下的动力稳定性进行了深入研究。结果表明：两类边坡的加速度响应均表现出＂高程效应＂和＂趋表效应＂,且随地震作用次数的增加,坡体损伤（表现为层面与次级节理的起裂、扩展、贯通）不断累积,造成两类边坡的动力响应均呈现减弱的趋势;在反复微震作用下,边坡自振频率减低和阻尼比增大是其动力特性变化的基本规律;边坡累积永久位移随着地震作用次数的增加而增加,而稳定性系数则呈现递减趋势;在反复微震作用下,顺层坡的后缘竖向拉裂缝逐渐向下扩展并与下卧层面连通,边坡主要发生沿层面的整体滑移失稳模式;反倾坡首先在坡肩及坡面出现块体崩落,随后上部岩层逐层剥落,最终形成圆弧形破坏面,边坡以坡肩处发生落石、中上部岩层发生崩塌为主要破坏特征。