标准线性固体土模型条件下桩的动力响应分析与应用

在桩侧土为标准线性固体模型条件下,建立了成层土中考虑桩端和桩侧土作用的有限长桩,桩顶受纵向激励情况下的定解问题,用拉氏变化(Laplace)求得桩顶阻抗函数和速度频率响应的函数,然后利用卷积定理和傅立叶(Fourier)逆变换求得任意激振力作用下桩顶速度响应的半解析解,并研究了模型中各个主要参数对桩顶响应及速度响应曲线的影响,并分析了缺陷桩和不同土参数对曲线的影响,得到了许多新的有意义的结论。

大直径GFRP抗浮锚杆蠕变试验及蠕变模型

为深入探究在长期应力作用下大直径GFRP抗浮锚杆的力学性能变化,通过施加长期荷载对GFRP抗浮锚杆进行了室内足尺试验。试验结果表明:试验锚杆在其破坏荷载的38%~45%荷载作用下才发生蠕变。通过标准线性固体模型对GFRP抗浮锚杆的蠕变规律进行分析,对刚度随时间变化曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合度较好;进一步结合损伤力学理论和蠕变模型推导了GFRP抗浮锚杆的抗拔承载力,实现了GFRP抗浮锚杆长期承载力的精准预测,为GFRP锚杆在抗浮工程中的应用提供理论依据。

地球介质的非定常参数黏弹模型

用开尔文黏弹模型对实验蠕变曲线和冰后期地面抬升观测曲线进行反演,得到相关的黏弹参数,发现所有的黏弹参数都随实验（或观测）时间长度发生有规律的变化,表明黏弹参数是实验（或观测）时间的函数.在此基础上提出非定常参数的黏弹模型,将通常采用的剪切模量μ2、弛豫时间τ和黏度η相应地从常数修正为时间的函数μ2（t）、τ（t）和η（t）,检验表明修正后的开尔文模型可以更好地符合实测蠕变曲线.用修正后的μ2（t）对软流层的黏度进行估算,其值约为4.6×10^20Pa.s.

沥青路面加热型密封胶的低温黏弹性模型

为了描述加热型裂缝密封胶在低温条件下的应力-应变本构关系,以标准线性固体模型为基础,利用玻尔兹曼叠加原理对密封胶在拉伸-松弛过程中的力学行为进行分析,建立密封胶拉伸-松弛阶段的理论方程.采用ASTM D5329的粘结试验方法,选择6种加热型密封胶进行常应变拉伸-应力松弛试验,3种应变量分别为2.25 mm、3.75 mm和6.90 mm,采用标准线性固体模型拟合试验数据,求得拉伸和应力松弛回归方程.实验结果表明,标准线性固体模型可以较理想地拟合密封胶在低温条件下的黏弹性力学行为,应变量越小,模型的拟合精度越高.

粘弹性阻尼器的计算模型及分析

介绍了阻尼器的构造与力学性能,研究分析了用于分析粘弹性阻尼器的3种计算模型,并通过实例试验进行了试验结果与计算模型的对比分析,得出了相关结论。

西北地区农村最低生活保障标准测定与评估——基于宁夏回族自治区的实证研究

本文运用扩展线性支出模型(ELES),以宁夏回族自治区为例,分析了西北地区农村最低生活保障标准的确定,提出并测算了三条不同层次的农村最低生活保障线。结果发现,从消费支出角度测算的农村最低生活保障线远远高于目前政府所执行的标准,农村居民的基本消费被严重低估。因此,在西北地区农村最低生活保障标准的确定过程中,要充分考虑农村居民消费的相对性和多样性。特别地,随着经济社会的发展和财政收入的增长,政府要及时提高农村最低生活保障的水平。

ZN-1型粘弹性阻尼材料模型参数修正研究

为了给被动约束阻尼(PCLD)结构的动力学分析提供更精确的粘弹性材料数学模型,进行了ZN-1型粘弹性阻尼材料模型参数修正的研究。以模型参数为优化变量,以PCLD悬臂梁固有频率和损耗因子的误差最小为优化目标,采用混合遗传算法修正了ZN-1型粘弹性阻尼材料模型参数。修正模型参数后PCLD梁动力学特性计算值比原始模型更接近于试验值。

含分数阶导数的粘弹性固体模型及其应用

从分数导数的定义出发 ,提出了在粘弹性经典模型理论中用Abel粘壶取代传统的牛顿粘壶的新观点 ,构造出来的含分数导数的标准线性体可以很好地描述真实材料的松弛和蠕变现象 ,并且其松弛模量和蠕变柔量可以严格作到Stieltjes卷积为单位阶跃函数 ;含分数导数的标准线性体模型可以在很宽广的频率范围内同时很好地模拟真实材料的存储模量和损耗模量 。

二维相关红外光谱法及标准线性固态模型对天然橡胶热氧老化机理的研究

对天然橡胶复合材料进行了不同时间下的热氧加速老化实验并分析其老化机理.采用红外测试研究天然橡胶在热氧老化过程中可能的基团变化规律,同时对不同老化时间下的红外结果进行二维相关分析,发现老化产物的生成速率依次为酯>过氧化物>醚;核磁交联密度测试表明总交联密度(XLD)与网链分子量(Mc)及横向弛豫时间(T2)有很好的对应关系,XLD随着老化时间的增加而增加,即天然橡胶热氧老化过程中交联反应占主导地位;示差扫描量热(DSC)测试发现,随着老化时间的增加,玻璃化转变温度(Tg)升高,玻璃化转变区变宽,表明交联反应占主导地位,与核磁交联密度测试结果一致.通过对天然橡胶进行压缩应力松弛实验,采用修正的标准线性固态模型(SLS模型)进行拟合分析,发现在短时热氧老化过程中,老化以氧化和交联反应为主,与核磁交联密度及DSC实验结果一致.

地震衰减模型的研究进展

由于地下介质是非完全弹性的,地震波在地下传播过程中会出现衰减现象.为了正确模拟出该现象,国内外学者提出了许多切实可行的方法.本文通过调研大量的国内外相关文献,对描述衰减的模型进行了归纳总结,将其划分为两个主要类别:基于标准线性固体的近似常Q模型和分数阶常Q模型,并阐述了这两类模型进行波动方程正演模拟的基本原理、发展现状及优缺点,以及高时间精度和空间精度数值模拟技术的进展.在衰减模型中,分数阶常Q模型可以准确高效地描述某些频带内的地震波吸收衰减效应,并且能够解耦地震波传播过程中的振幅衰减和相位畸变.因此,本文对分数阶常Q模型进行了重点介绍,并基于此进行各向同性介质黏弹性波方程正演模拟,模拟冻土层中的地震波传播并分析冻土层对地震记录的影响.最后,对分数阶黏弹性波方程进行总结与展望.

黏弹性介质VSP记录模拟及在估算Q值研究中应用

采用标准线性固体模型,本文建立了黏弹性介质完全匹配层吸收边界的高阶速度一应力交错网格有限差分算法,并对黏弹性介质中的地震波传播进行了数值模拟.基于黏弹性波动方程正演模拟提供的零偏VSP全波场数据,本文进行了质心频移法计算Q值的反演分析.结果表明,反射波、转换波及短程多次波对频谱的影响较大,对Q值反演造成一定误差.本文的结论为实际零偏VSP资料估算地层Q值提供了有益的指导.

纱线的应力松弛性能

以标准线性固体模型为基础,利用玻尔兹曼叠加原理对纱线在拉伸松弛过程中的力学行为进行分析,建立纱线应力松弛的理论方程。在应变一定、拉伸速度不同情况下和拉伸速度一定、不同应变条件下分别对涤/粘纱和竹浆纤维/棉纱进行拉伸应力松弛实验,求得纱线在各种情况下的应力松弛回归方程及其相关系数,理论计算和实测结果在拉伸和松弛阶段都符合得很好。实验结果表明:该模型能够很好地模拟纱线在小应变下的松弛性能;在其他条件相同的情况下,拉伸速度越大或纱线应变越大,纱线的松弛时间越短,松弛现象越明显。

应力波入射黏弹性节理的传播特性研究

应力波传播特性的研究是进行工程动态稳定性评价的基础。依托柱状节理玄武岩开挖爆破试验,考虑节理岩体的蠕变和应力松弛特性,提出了黏弹性节理的等效标准线性固体模型,采用"位移不连续理论",获得了应力波入射黏弹性节理的传播方程,并探讨了应力波入射黏弹性节理的传播规律。透射系数随入射波频率的增大而减小,而反射系数整体上呈现出随频率的增大而增大的趋势。在临界入射角内,随入射角度增大,转换波(T_(sp),T_(ps),R_(sp)和R_(ps))均先增大后减小且转换波的透射系数(T_(sp)和T_(ps))最小,反射同类型波(R_(ss)或R_(pp))先减小后增大,透射同类型波(T_(ss)或T_(pp))则基本没有变化;应力波在节理处发生了复杂的能量转移,随入射角度增大,反射同类型波和反射转换波之间能量此消彼长并在某一角度附近几乎同时达到极值,同类型波的部分能量转移到转换波,但其能量仍远高于转换波。

标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究

基于标准线性固体模型,结合球面波波动方程,给出了球面应力波的粒子速度v、粒子位移u、径向应力σr、切向应力σθ、径向应变εr、切向应变εθ、折合速度势、折合位移势在Laplace域的理论解.采用基于Crump算法的Laplace数值逆变换方法分析了上述物理量的传播特征.Laplace数值反演结果表明,线黏弹性材料对强间断球面应力波的初始响应为纯弹性响应,强间断在传播过程中包含了几何衰减和本构黏性衰减,应力、应变、粒子速度的衰减特性和粒子位移、应力、应变、折合位移势等物理量的稳态值同黏弹性球面波的理论预测一致.折合速度势和折合位移势的峰值随波传播距离的增加逐渐衰减,这与理想弹性理论给出的折合速度势和折合位移势不随传播距离变化的结论不同.折合位移势的稳态值与介质的静态剪切模量成反比,与稳态空腔压力成正比,与空腔半径的三次方成正比.

水工环氧防护修补材料应力松弛性能研究

对实验室研制的水工环氧防护材料的蠕变和应力松弛行为进行了试验研究。采用DMTA测试确定材料的起始弹性模量为1.41 GPa,结合蠕变实验结果,采用双推迟时间Kelvin模型和标准线性固体模型,通过Laplace变换得到了材料的应力松弛函数。结果表明:在-20℃条件下,标准线性固体模型得到的结果接近于双推迟时间的Kelvin模型结果,但较宽温度范围内Kelvin模型更接近于材料的实际物理状态。试验结果表明该环氧修补材料在低温情况下具有较好的力学松弛性能。

刚性滚筒与粘弹性基础接触问题分析

给出了求解刚性滚筒以给定速度滚过粘弹性基础问题的计算公式。利用Winkler粘弹性基础假设简化问题模型,并以标准线性固体模型描述粘弹性材料的本构关系,从而得出粘弹性基础接触区域的应力分布函数。最后的算例表明了运用该公式求解刚性滚筒与粘弹性基础接触问题的有效性。

电动扬声器悬置系统蠕变效应建模

对电动扬声器悬置系统的蠕变效应进行了分数阶建模。通过将标准线性固体模型中的牛顿黏壶替换为分数阶Abel黏壶,提出了悬置系统分数阶标准线性固体力顺模型。使用Klippel扬声器单元电阻抗激光测量系统,测量了2只具有不同橡胶折环的中频扬声器单元的电阻抗和传递函数(振膜输出位移/输入声压),并采用最小二乘法拟合实测曲线,得到了模型参数。通过与已有的考虑蠕变效应的4参数对数模型和标准线性固体模型拟合结果的对比,结果表明:分数阶标准线性固体模型能够准确描述力顺损耗因数随频率的变化规律,对蠕变效应具有更好的模拟精度。

4,4'-二氨基二苯醚扩链的聚氨酯应力松弛行为

以不同相对分子质量(Mn)的聚四氢呋喃二元醇为软段、44,'-二苯甲烷二异氰酸酯和扩链剂44,'-二氨基二苯醚为硬段,合成了一系列聚氨酯(PU)样品。从唯象的角度,利用标准线性粘弹(SLV)模型研究了其应力松弛特性,根据SLV模型的本构方程,计算出PU的两个松弛时间τ1和τ2,分析了软段Mn与硬段含量对其松弛行为的影响。研究发现,软段Mn对τ1的影响不大,对τ2的影响较大,Mn越高,τ2越大;硬段含量对τ1影响不大,对τ2有一定影响,硬段含量提高,τ2变小。

纱线蠕变性能研究

以标准线性固体模型为基础,利用叠加原理对纱线在拉伸—蠕变过程中的力学行为进行了分析,建立了纱线蠕变的理论方程。并分别在不同拉伸载荷和速度下进行了蠕变实验,得到了纱线蠕变的回归方程,理论预期和实验数据符合得很好。

黏声波动方程变机制数有限差分正演

实际地下介质普遍具有黏弹性,一般采用品质因子Q表征介质黏弹性程度。在勘探地震频带范围内,通常认为Q不随频率变化,这种常Q特征可以用广义标准线性固体模型进行较好地刻画,因此广义标准线性固体模型成为了黏弹性地震波正演模拟的首选。但是目前这类黏弹介质地震波正演方法往往使用固定的松弛机制数,存在模拟精度与计算效率不能较好统一的缺陷。本文基于广义标准线性体模型,提出了一种黏声波动方程变松弛机制数有限差分地震波场正演方法,即在模型不同区域使用不同松弛机制数、不同模拟精度的求解方式,以达到计算效率与模拟精度的统一。将本文模拟结果与解析解对比,分析模拟精度与机制数、Q值和传播距离的关系,确定不同机制数的适用范围;进一步对比变松弛机制数模拟结果与固定松弛机制数模拟结果的精度和计算效率,结果表明前者适用范围广,模拟精度高,并可有效提高计算效率。