基于Timoshenko梁的轨道系统动力响应模拟

推导了移动荷载作用下轨道位移的积分表达式 ,对轨道系统进行了离散化并进行了数值计算。

钓鱼城遗址始关门破坏机制研究与FLAC^(3D)地震动力响应模拟

古遗址赋存于岩土体之中,是岩土体的一部分,故尝试采用岩土工程分析手段对其破坏机制进行研究。在"5.12"汶川地震中,重庆合川钓鱼城古战场遗址的始关门出现了局部开裂、错位等变形破坏现象。地质勘察表明,始关门赋存于滑坡、裂隙等复杂地质环境中,故抽取了始关门的地质模型,采用有限差分软件FLAC3D对其进行了三维地震动力响应模拟,分析其变形破坏机制。结果表明,始关门应力集中明显,并在地震波作用下有明显位移出现。始关门破坏是各种地质因素综合作用的结果。"5.12"汶川地震是诱导因素,滑坡、陡崖裂隙等地质结构是主要原因,古城门自身强度减小是发生破坏的内因。模拟结果为始关门修复设计提供了可靠的科学根据,具有一定的研究意义和推广价值。

须弥山石窟5号窟窟檐的地震动力响应模拟

受自然环境的影响,宁夏须弥山石窟5号窟窟檐周边岩体风化严重,构造裂隙和卸荷裂隙发育,岩体的力学性质变差,直接威胁石窟窟檐和大佛的安全。为研究须弥山石窟5号窟窟檐的地震动力响应,根据现场勘察和倾斜摄影数据,建立了须弥山石窟5号窟的三维实体数值模型,并利用通用有限元软件ABAQUS对石窟造像及窟檐的地震动力响应进行了数值模拟计算,重点分析了石窟窟檐整体在地震作用下的应力场和位移场,进而利用应力等值线图结合现场调查判断了石窟窟檐整体可能产生的破坏模式。结果表明:在静力条件下,石窟窟檐局部产生应力集中,位移及应变都较小;在极端地震荷载作用下,石窟窟檐整体发生较大的不均匀沉降和滑动,威胁大佛的安全;石窟窟檐上的最大主应力和最小主应力数值都较大,石窟窟檐整体的破坏模式为拉张-倾倒破坏;在地震荷载作用下,地震波在混凝土中经过折射、反射、叠加,导致石窟窟檐中部的加速度放大系数比窟檐两侧的大,且石窟窟檐左侧的加速度放大系数大于右侧。该研究结果可为须弥山石窟5号窟窟檐加固设计提供科学依据。

基于MIKE21模型的沙河水库水量水质响应模拟研究

沙河水库是北运河上游水系重要的汇,同时也是多源污染的重要聚集处,呈现非常规水源补给的缓滞水体特征,作为城市景观水体,对水环境和水生态要求较高,因此,沙河水库的治理对下游的水质改善至关重要.为进一步全面提升沙河水库水环境质量,以昌平区沙河水库为研究区域,采用MIKE21构建库区二维水动力水质模型,对沙河水库水量水质变化情况进行了模拟,并验证了模型参数.在验证模型参数的基础上,分别模拟了水位调控方案与水质改善方案.水位调控方案模拟结果显示,沙河水库管理调控水位在34.0~35.2 m之间时,0~1.5 m水深区间占面积最大,物种最丰富,是最合适的水位调控区间.水质改善方案模拟结果显示,当对溢流污染进行全部截流时,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面CODCr平均减少28.44 mg·L^-1,NH3⁃N平均减少0.83 mg·L^-1,TP平均减少0.25 mg·L^-1,相比于现状模拟数据,降幅分别达到72.2%、59.3%、67.7%,CODCr已全部达到Ⅳ类考核标准,NH3⁃N仅有1 d超标,TP超标天数降低至7 d.在全部截流的基础上,配合湿地净化措施,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面CODCr、NH3⁃N已全部达到Ⅳ类考核标准,仅TP有1 d超标,超标日期为8月12日.