粘弹性梁在随从力作用下的动力稳定性

运用微分算子形式推导出了时域内同时考虑拉伸与剪切粘性及转动惯量的粘弹性梁在切向均布随从力作用下的统一屈曲运动微分方程,该方程具有广泛的通用性,适合于任一粘弹性模型。进而得到三参量模型粘弹性非保守梁的屈曲运动微分方程。采用幂级数法建立两端简支、两端固定和左端简支右端固定等支承条件下三参量模型粘弹性梁离散化的动力方程——复特征方程。通过拟牛顿法,得到了一阶复特征值的负实部(衰减系数)及虚部(衰减振动频率)与切向均布随从力的变化曲线。

粘弹性非保守板屈曲运动微分方程的建立

从二维粘弹性本构关系出发,通过微元体的受力平衡分析,经过一系列拉普拉斯变换,得到了粘弹性非保守矩形薄板在拉普拉斯变换形式下屈曲运动微分方程的一般表达式,该式适合于任一微分型粘弹性模型,可以退化为多种情况,具有广泛的通用性。

采用面向对象有限元法程序分析逆作法施工

将现代软件工程方法(面向对象方法)与有限元方法结合起来,开发了对逆作法施工进行数值模拟分析的面向对象三维有限元分析软件。其中土体力学本构模型采用修正剑桥模型,并且用试验数据进行了程序验证。然后用该程序对某市人防工程逆作法施工进行了数值模拟计算分析,通过两方案比较,最后提出有关施工建议。

多孔介质的变形场-渗流场-温度场耦合有限元分析

在推证多孔介质三场耦合数学模型微分控制方程的基础上，系统地推导了６结点三角形单元的固液两相介质 的温度场、变形场、渗流场三场耦合问题的有限元格式，开发了我国的三场耦合数值分析软件ＣＤＳＴ，并对该程序的 可靠性及分析精度进行了验证，最后运用该软件对一工程实例进行了三场耦合有限元分析。

大直径钢管桩土塞效应的判断和沉桩过程分析

港口工程和海洋工程中出现了越来越多的大直径超长钢管桩。由于这种桩直径较大,土塞的形成对桩的可打入性和承载力有较大的影响。鉴于此,根据大直径和超大直径钢管桩土塞性状的特殊性,考虑了桩直径对侧壁摩阻力、端阻力的影响,引入了尺寸效应系数,重新建立了土塞微分体的静力平衡方程,提出了采用改进的静力平衡法进行土塞效应判断,同时采用波动方程法近似模拟土塞与桩管内壁的相互作用,建立了简化的土塞与桩壁相互作用模型,并用该方法进行实际工程的打桩分析,分析结果表明该方法对土塞效应的判断、打桩过程的预测等与工程实测数据吻合较好。

海洋工程中桩身自由站立稳定性影响因素分析

由于海洋工程中的钢管桩具有直径大、桩壁薄和超长的特点,桩的自由站立稳定性分析是桩基设计的重要组成部分。结合海洋工程的设计实例,借助三维非线性有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,研究了桩身倾斜度、支撑情况以及水平荷载等因素对桩身自由站立稳定性的影响规律,并将线性分析方法和非线性分析方法得到的结果进行了比较。

动力打桩一维波动方程的改进及其工程应用

对桩的可打入性进行准确的分析和预测是打桩施工的关键环节,同时也关系到整个工程的进度与成败。近年来,在海洋工程和港口工程中都出现了大直径、超长桩,由于这种桩的重量大对桩的可打入性有显著影响,考虑桩身自重和桩周土阻力,对打桩分析的一维应力波动方程进行改进、推导。采用有限差分法求解波动方程,编制计算程序结合实际工程进行打桩分析,分析结果与实测数据吻合较好,表明经改进的动力打桩一维波动方程能很好的预测桩的可打入性及打桩过程中桩身应力分布情况。

超长桩施工中桩身稳定性的三维非线性有限元分析

随着海洋油、气开发活动逐渐由近海向深海发展,出现了大直径、超长、深贯入的打入桩,打桩施工中采用的桩锤也随之加重．由于桩的直径大,桩壁薄,在打桩施工前或施工中更换桩锤时,伸出海底面的接桩段在自重、锤重和环境荷载的共同作用下容易产生失稳破坏．借助三维有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,对实际工程进行了桩的自由站立稳定性模拟分析．研究了线性算法与非线性算法在结果上的差异,并对不同的桩身倾斜度、自由站立长度以及桩顶作用水平荷载等工况进行对比分析,总结规律性．研究结果表明,线弹性算法的计算结果偏于危险,桩身倾斜度、自由站立长度以及水平荷载的大小对桩的自由站立稳定性均有较大的影响．

桩周土体静阻力模型研究及在打桩中的应用

基于桩侧土体和桩端土体的变形与破坏机理不同,以及土力学理论、有关室内和现场试验结果,并为简化起见,分别采用双曲线模型、理想弹塑性模型来描述桩侧土体静阻力和桩端土体静阻力特性。考虑桩身自重及桩周土体阻力作用建立了一维动力打桩波动方程,采用有限差分法进行求解,编制了基于上述土体模型的打桩分析软件ADP,并用该软件对某海洋桩基平台的打桩工程进行了数值分析。结果表明,本文建立的模型更符合实际情况,有助于提高分析精度。

土体疲劳对打桩分析的影响

在动力沉桩过程中,桩长时间连续运动导致桩侧土体强度的降低,使土体产生疲劳效应。结合一维应力波动理论,桩—土相互作用模型和土体疲劳的不同计算方法,编制计算软件,对渤海某油田采油平台的桩基工程进行打桩分析,预测沉桩过程所需的锤击数、桩周土静阻力以及桩的极限承载力。比较不同的桩侧土体疲劳计算模式的分析结果,并用工程实测数据验证计算值。为工程设计和施工提供参考。

混凝土材料的动力损伤特性研究

本文根据混凝土试样在模拟爆振台上的爆振损伤试验，利用声波作灶扰动损伤测试主要方法，推导了用波速表述的爆振损伤本的构方程及动力损伤演化律，理论模型的计算结果与试验结果吻合较好。

逆作法施工的面向对象有限元数值模拟分析

将现代软件工程方法与有限元方法结合起来 ,开发了逆作法施工分析的面向对象有限元分析软件———TDM ,土体弹塑性模型采用修正剑桥模型 ,并用之于某市火车站北口人防工程逆作法施工数值模拟计算分析 ,通过两方案比较 ,最后提出有关施工建议 ,可为设计师们提供有益参考。

冲击荷载作用下岩土材料能量耗散的有限元分析

当海上平台落物或商船抛锚会对海底管线造成一定的损害。通常的防护措施是管线的上部覆盖一层岩土材料,耗散部分落物冲击。运用非线性有限元程序Ls-DYNA/ANSYS对岩土材料耗散冲击物产生的能量的能力进行了数值模拟。对于碎石层的计算结果与挪威海洋工程规范中依据实验得到的结果一致,验证了该程序用于研究材料层能量消散能力方面的适用性。由于缺乏与粘土相关的研究,该文采用Ls-DYNA/ANSYS程序对粘土材料层消散能量能力进行了分析计算,成果可供海底管线保护设计的参考。