基于分数阶Kelvin模型的饱和黏土一维流变固结分析

引入基于Caputo分数导数的弹壶元件修正Kelvin模型,以描述饱和黏土的一维流变本构关系。沿用Terzaghi饱和土一维固结理论的假设推导流变固结方程,引入Laplace变换和基于Fourier级数展开的Laplace数值逆变换解法进行数值求解。通过与基于整数阶导数模型解析解的对比,证明数值解法的有效性。通过对文献中一维流变固结试验结果的模拟,验证修正Kelvin模型的适用性。然后分析弹壶元件中分数导数阶数和黏滞系数对地基流变固结进程的影响。计算结果表明,在固结开始相当长的一段时间内,孔隙水压的整体消散速度要快于Terzaghi一维固结理论,但在固结后期则会慢于后者;而且在整个固结过程中,地基沉降速率都要慢于后者。总体来看,地基沉降滞后于孔压消散,并且分数导数阶数越小或黏滞系数越大,这种现象就越明显,而且沉降稳定需要的时间越长。

一种基于磁流变阻尼器的减振降噪装置设计

根据减振装置的结构与隔振原理,建立了单自由度的隔振模型,利用隔振传递率分析降噪效果,研究了磁流变阻尼器对降噪的影响.根据单自由度隔振模型,可设计用于实验室的减振降噪台.测试实验台的力传递函数幅频特性可知:对于给定频率的激励,实验台能降低30～40 dB的噪声.

用于月球登陆器软着陆的磁流变缓冲器设计与分析

根据月球登陆器软着陆过程中对缓冲系统的要求和磁流变缓冲器特点,基于Herschel-Bulkley本构模型和登陆器软着陆的动力学方程,在Matlab/Simulink软件中建立了磁流变缓冲器缓冲的数学模型和不同冲击速度的控制电流模型,给出了月球环境中月球登陆器缓冲时不同时间的过载、速度和行程。设计了2个磁流变缓冲器,采用串联和电流控制实现了月球登陆器软着陆二级缓冲。分析结果表明:磁流变缓冲器可用于月球登陆器。

昆明地区压实红黏土蠕变特性研究

红黏土的工程特性地区差异很大,针对昆明地区高填方压实红黏土,对其在不同压实度、不同含水率与不同竖向荷载条件下进行了长期单轴蠕变试验来研究其蠕变特性。研究结果表明：在压实度大于92%时,压实度对蠕变影响不大;对在同一压实度情况下,当含水率低于21.26%时,压实红黏土蠕变随含水率的增大而变化较小,当含水率超过这一值时,蠕变随含水率的增大而增长较快。为了进一步分析含水率对压实红黏土蠕变的影响,引入次固结系数,发现同一压实度下,在含水率15.83%~21.26%区间内存在沉降最小含水率,并通过建立蠕变模型,计算工后沉降量,确定其沉降最小含水率为18.33%,低于最优含水率20.77%。