经验模态分解边缘效应抑制方法综述

由Huang提出的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法,在对非线性、非平稳信号进行平稳化处理时表现出了它特有的分析能力。但是它本身也存在不足之处,在利用三次样条插值求上下包络时,由于不能确定两端点处的极值,使得拟合出的包络线有可能偏离实际的包络线,这种现象将严重影响EMD分解的质量。针对这个问题,许多抑制边缘效应(有的文献也称:端点效应)的方法已被提出。本文对其中主要几种方法:镜像闭合延拓法、极值点对称延拓法、自回归模型(AR模型)延拓法、时变参数ARMA模型延拓法、正交多项式拟合法、神经网络的数据序列延拓法、支持矢量回归机法及窗函数法等作了一个归纳总结,阐述了各种方法的原理、抑制效果及存在的局限性。

岩样尺度、孔道及端部摩擦效应的数值分析

采用FLAC3D分析岩性参数、软化方法、网格划分和加载速率对圆柱岩样单轴压缩应力-应变曲线的影响,并基于优化参数分析岩样尺度、孔道及端部摩擦效应。当峰后软化模量增加、剪胀角增大、抗拉强度降低、单元划分变细或加载速率减小时,轴向应力-应变曲线的峰后软化段趋于陡峭。在单轴压缩时,端部光滑岩样一端产生Λ形破坏带,长径比对强度无明显影响;端部固定且长径比大于2时,岩样在中部产生X形破坏带,其峰值强度大于端部光滑岩样,且随长径比变化不大;端部固定且长径比小于2时,强度和平均模量随长径比减小而增大。孔道岩样的平均模量与孔径无明显关系;在相同围压下强度随着孔径增大而降低,峰后软化曲线趋于陡峭。完整和中空岩样的破坏均从岩样中心逐步向周边扩展,中空岩样形成2个同顶点圆锥面破坏带。数值模拟与试验结果比较吻合,可用于相关岩体工程设计和分析。

基于线桥一体化模型的高速铁路桥梁地震反应分析

为提高高速铁路桥梁地震反应分析的精度,针对CRTSⅡ型板式无砟轨道体系的结构特点,提出考虑无砟轨道体系纵向约束效应的线桥一体化分析模型。以京沪高速铁路上自振特性不同的若干跨32m简支梁桥及大跨度连续梁桥为背景,采用线桥一体化模型与传统不考虑轨道约束的模型对比,分析轨道体系对高速铁路桥梁动力特性及地震反应的影响。结果表明:CRTSⅡ型轨道体系对高速铁路桥梁的地震反应影响与各跨桥梁动力特性的相对大小有关;不考虑轨道体系时,可能低估简支梁桥部分桥墩或连续梁桥制动墩的地震反应;受端刺纵向刚度的约束作用,连续梁两侧简支梁桥各墩的地震反应呈凸抛物线形分布。建议采用线桥一体化模型对CRTSⅡ型无砟轨道体系高速铁路桥梁进行地震反应分析。

国标GB/T 50266中圆柱试件高径比取值问题研究

国标《工程岩体试验方法标准》(GB/T 50266-2013)和电力行业标准《水利水电工程岩石试验规程》(DL/T 5368-2007)中,建议对于能制成圆柱形试件的各类岩石,圆柱直径宜为48mm^54mm,高径比宜为2.0~2.5,而国际岩石力学学会(ISRM)推荐的高径比为2.5~3.0,但目前我国工程界与学术界普遍采用高径比为2的圆柱形试件,也就是高径比取了国标建议值的下限.针对这一问题,基于莫尔-库仑准则,根据常见岩石的强度参数,反算了轴向压缩时剪切破坏模式下的最危险破裂角,结果表明:对于大多数岩石,3倍高径比基本可以消除端部约束对真实强度的影响,说明ISRM的推荐值具有科学性.结合国标GB/T 50266-2013对高径比的建议值,推荐采用2.5倍高径比,既可消除端部约束对真实强度的影响,也在国标建议值范围内,同时也与ISRM推荐值接轨.

有约束梁的整体稳定

探讨两种约束对梁整体稳定的影响,并提出用于设计工作的实用方法。其一是梁在平面内的端部约束,以框架梁为代表。现行钢结构设计规范没有这方面的规定,需要加以补充;其二是梁跨度范围内的侧向支承点对梁稳定提供的约束。计算这类梁的稳定,需要考虑各段之间的相互约束。现行规范只给出支承点为等间距时的等效临界弯矩系数,缺少不等间距时的计算方法。所推荐的用计算长度表现约束效应的计算方法既具有普遍性,又概念清晰。还论述了承受端弯矩梁段的非弹性影响,并提出相应的计算公式。

考虑层相互作用的框架柱计算长度

在放弃了传统计算长度系数法的三个理想化假定后 ,提出了有侧移框架失稳时考虑层间支援的框架柱计算长度的计算方法。对于两层框架 ,求解一个一元二次方程得到各柱柱端的转动约束 ;对于三层框架 ,求解一个一元三次代数方程 ,得到各柱柱端的转动约束。进而由传统公式或规范附表可得到计算长度系数值。对于更多层的情况 ,先确定薄弱层 ,并假设薄弱层的上下层柱远端的梁端约束全部提供给与薄弱层相邻层的柱 。

输电铁塔中连续轴压杆计算长度系数的讨论

输电铁塔中的主杆通常是连续的轴压杆件,在设计中常用计算长度系数考虑结构对于构件的支撑作用,然而无论是DL/T 5154-2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规程》还是ASCE10-1997《美国输电铁塔设计导则》,对于上下段压杆对于中部压杆端部约束的有利影响都未考虑,将其作为强度储备忽略其作用,使得设计偏于保守。通过简化的理论分析模型,按照弹性弯曲理论,推导出连续轴压杆的计算长度系数的计算公式,通过对计算长度系数的观察,连续轴压杆中部压杆的端部约束要强于两端铰接的单根构件,上下段压杆对于中部压杆有一定的支撑作用,且支撑作用随着上下段压杆与中段压杆长细比相对比值的增大而增强。