多次爆破能量下滑块位移法分析滑坡稳定性

爆破荷载对滑坡体的作用过程实际是爆破引起滑体滑面位移累加的过程;将滑坡滑移面简化为拉裂段、剪切段和蠕滑段,建立了滑坡振动的物理模型和滑块的力学模型,基于剪切段和蠕滑段的本构方程得出滑坡滑动过程的应变能公式,同时分析得出了爆破地震波衰减能量、重力势能以及滑坡体阻尼耗能公式,通过能量守恒最终计算出剪切段和蠕滑段的位移量,并给出单次和多次爆破振动下滑坡的总位移量表达式。以码头隧道洞口滑坡为例,获得每个条块的单位滑移量,并判定滑移破坏首先是剪切和蠕滑交接处,其次为剪切段顶端,最终是蠕滑段末端,同时得到单次振动滑坡滑移量为83.92 mm,假定一次爆破影响相同,监测滑坡临界破坏总位移量为670 mm,只需7.98次爆破滑坡即发生滑移破坏。

基于滑块位移法大桩帽刚性短桩荷载传递特性分析

通过分析室内模型试验和数值模拟成果发现,随着荷载的不断增加,大桩帽刚性短桩桩帽下地基土体最终发生侧向整体剪切滑移破坏,而下部桩体则发生向下刺入破坏。据此,提出了一种滑块位移法分析桩帽下地基土体的荷载-位移关系,而下部桩体的荷载-位移关系则采用荷载传递法进行分析。然后,基于上、下两部分的位移协调条件,叠加得到大桩帽刚性短桩的荷载-位移关系曲线(P-s曲线)。同时,采用模型试验结果对此方法进行了验证,结果表明,采用此方法得到的P-s曲线与试验结果吻合良好。最后,利用本文计算模型分析了不同的帽桩直径比D/d以及桩长与桩帽直径比L/D对大桩帽刚性短桩承载力的影响,结果表明,在软土地基中宜采用帽桩直径比D/d>2和桩长与桩帽直径比L/D<10的带帽桩。

锚固岩质边坡震后位移实时动态Newmark滑块位移法

Newmark滑块位移法在计算锚固岩质边坡震后位移时,一般假设边坡屈服加速度系数为定值,没有考虑在地震时程中因滑块下滑引起的锚索轴力实时动态变化对边坡屈服加速度系数的影响。基于拟静力模型,针对典型锚固岩质边坡,考虑锚索轴力实时动态变化对边坡屈服加速度系数的影响,推导出锚固岩质边坡在地震作用下锚索实时轴力、边坡实时屈服加速度系数和震后位移计算公式,提出了锚固岩质边坡震后位移计算的实时动态Newmark滑块位移法。结合算例分析表明:随着滑块位移的增加,锚索实时轴力和边坡实时屈服加速度系数会相应增大;实时动态Newmark滑块位移法较传统Newmark滑块位移法计算的震后位移要偏小,且两者之间的差异会随着边坡整体稳定性的提高而逐渐减小。实时动态Newmark滑块位移法弥补了传统Newmark滑块位移法未考虑锚索轴力实时动态变化影响的不足,可为地震作用下锚固岩质边坡稳定性分析提供参考。

基于Newmark滑块位移法的岸坡地震稳定性简易分析方法

国外码头抗震设计规范普遍采用地震永久变形分析岸坡稳定性,而地震永久变形一般是由基于Newmark滑块位移法确立的经验公式或图表计算得到的,但我国水运工程抗震设计规范并无类似方法。为此采用Newmark滑块位移法对3 600条拟合于我国水运工程抗震设计规范反应谱的人工地震波进行分析,确定了滑块位移的统计特征和分布。由此提出了一种简易分析方法,并通过一个实际码头岸坡案例说明了方法的实施过程。研究结果表明:1)基于Newmark滑块位移法确定的永久变形均值是岸坡屈服加速度的函数,其变异系数是屈服加速度和峰值地面加速度比值的函数,且永久变形服从对数正态分布;2)可将表达式计算得到的永久变形均值同规定的限值进行直接对比来分析岸坡稳定性,也可通过计算一定保证率下的变形来分析。

双点压力机滑块位移差的计算分析

双点传动的压力机同步性是影响压力机精度的主要原因,而曲柄转角相位差、曲柄半径误差、连杆长度误差对压力机的同步性影响最大。本文通过数学计算推导出以上主要误差所造成的滑块位移差的计算公式,求出滑块位移差的最大值,并对计算结果进行了分析。该结果为双点压力机同步的调整提供了理论依据。

岩质边坡震后位移Newmark滑块位移法研究进展

针对地震作用下常用于岩质边坡稳定性评价的Newmark滑块位移法,分析总结近年来国内外学者对Newmark滑块位移法的改进及其应用,指出了目前Newmark滑块位移法用于计算岩质边坡震后位移存在的不足,进一步阐述今后的研究方向。

基于极限分析的边坡实时动态Newmark滑块位移法

Newmark滑块位移法常被用于计算边坡的震后位移,但其计算过程所使用的均为边坡失稳瞬间状态的参数,并未考虑到滑坡体在地震时程中不断变形下滑所引起的参数变化。基于极限分析原理,考虑滑坡体下滑转角对各做功功率以及边坡几何参数的影响,推导了边坡实时屈服加速度系数、实时角加速度以及震后水平位移的计算表达式;使用Matlab编程并以地震波记录时间间隔为单位对滑坡体的动态参数进行实时更新,实现了实时动态的Newmark滑块位移法计算过程;将该方法应用于典型边坡算例中,并与传统的Newmark滑块位移法进行了对比。结果表明:边坡实时屈服加速度系数会随着滑坡体转角的增大而增大,考虑实时动态效应的边坡震后位移比不考虑的结果要小,且两者之间的差异会随着边坡整体稳定性的提高而逐渐减小。该方法弥补了传统Newmark滑块位移法应用中忽略实时动态效应的不足,其成果可为相关边坡的抗震设计与震后变形计算提供新的参考。

基于PDV技术的惯性滑块式振动位移传感器设计

为了研究在爆炸冲击作用下,防护结构体防护作用的效果,需要测量其内部位移。基于光子多普勒测速(PDV)技术,设计了一种惯性滑块式水平位移传感器,PDV系统采用了长景深的测量探头,保证了较大的位移测量范围,传感器结构采用了一种极低摩擦系数的滑动套衬与光轴滑块,减小了位移测量误差。冲击实验的测量结果证明,该传感器测量范围达±2 cm,实现了较长时间的振动测量。

大位移量十字滑块联轴节的理论探讨和应用

十字滑块联轴节是机械零件中传动联轴节的一种类型。因它结构简单,制造方便,特别是能适应被联接的两轴轴线径向有一位移量e和允许两轴轴线有一偏斜角度α,不同于其它联轴节的特征而被广泛应用在各行各业的机械设备结构中。 本文主要介绍笔者多年来在实际工作中,对十字滑块联轴节位移量e进行理论探讨所获得的计算公式。以使进一步挖掘十字滑块联轴节的自身潜力,引伸到一些机械设备结构中去,扩大其应用范围。

近远场地震下高陡边坡的动力响应及永久位移分析

基于软硬互层边坡的有限元模型,研究了边坡在近远场地震作用下的动力响应规律,得出远场地震对边坡动力响应(动力放大系数、最大剪应力和最大主应力)的影响总体比近场地震显著;通过将时程分析法与规范中的拟静力法计算的安全系数进行对比,明确了拟静力法在地震动力稳定性评价中的不足;基于有限元时程分析法计算出的边坡临界加速度代入Newmark滑块位移法公式中,得到了考虑地震近远场特性影响的边坡永久位移,并与弹塑性有限元数值模拟结果进行了对比,得出Newmark法计算结果偏小,且远场地震作用下的永久位移比近场地震作用下分别增大35%(Newmark法)和21%(弹塑性有限元法);最后基于Jibson and Michae提出的边坡稳定性评价的永久位移量进行了边坡的稳定性评价,得出以永久位移1 cm作为岩质边坡从一个轻度破坏到中度破坏程度的评价临界值较为合理。

双曲柄多连杆压力机滑块运动曲线研究

采用杆组法,获取了双曲柄多连杆机构各铰接点处的位移方程,在ADAMS中建立了参数化仿真模型,研究了连杆长度、连杆夹角及偏心距改变时滑块位移、速度曲线的变化规律,有助于双曲柄多连杆压力机的研发。

考虑爆破累积损伤效应的含泥化夹层边坡滑移分析

反复爆破振动是诱发滑坡的重要因素,特别是含泥化夹层的复杂岩质边坡。为揭示多次爆破振动下含泥化夹层复杂岩质边坡失稳破坏机制,根据能量守恒定律,基于Newmark滑块位移法,考虑爆破累积损伤效应,引入泥化夹层强度折减系数,建立了多次爆破振动下含泥化夹层边坡累积滑移量计算和临界爆破振动次数预测方法。探讨了剪切模量、倾角和连续率等泥化夹层参数对多次爆破振动下边坡累积滑移量的影响,并对泥化夹层参数敏感性进行了分析。研究结果表明:(1)考虑爆破累积损伤效应引起的泥化夹层强度参数劣化,边坡累积滑移量计算和临界爆破振动次数预测结果更加合理。(2)泥化夹层参数对多次爆破振动下边坡累积滑移量具有显著影响。随泥化夹层剪切模量的增大,边坡抵抗变形能力增大,累积滑移量减小。随泥化夹层倾角的增大,边坡剪切段滑移量无明显变化,但蠕滑段滑移量明显增大,总的累积滑移量随之增大。泥化夹层连续率越高,边坡累积滑移量越大。(3)参数敏感性分析表明,泥化夹层剪切模量对多次爆破振动下边坡累积滑移量影响最显著,其次是泥化夹层倾角,再次是泥化夹层连续率。

考虑滑面应变软化效应的边坡震后位移计算方法

Newmark滑块位移法计算边坡震后位移,认为边坡屈服加速度为恒定值,未考虑滑面的应变软化效应与地震时程中滑动体条块几何参数实时动态变化的影响。针对均质土坡,以拟静力极限平衡理论为基础,采用对数螺旋线滑面假设,考虑滑面应变软化效应及在地震时程中滑动体实时下滑转角对条块几何参数的影响,推导了考虑应变软化效应的边坡动态屈服加速度及震后位移计算表达式,并通过编程实现了边坡震后位移计算。结合算例分析表明,随着边坡下滑转角的增大,边坡动态屈服加速度呈先增大后减小的趋势;考虑应变软化效应计算的边坡震后位移大小介于使用土体峰值强度指标和残余强度指标计算的震后位移之间;随着边坡稳定性的减小,考虑应变软化效应与不考虑应变软化效应的震后位移计算结果皆随之增大,且两者差距会逐步增大。

测凸台高度机构计与分析

介绍了一种精密测量凸台高度的机构。在对机构传动原理介绍的基础上,图解法与解析法相结合分析了机构各运动构件的关系,建立了构件尺寸间的函数。应用Matlab软件平台编写程序获取滑块移动量与指示杆转角的变化线图,并求解了给定滑块位移下所对应的角度。设计了机构的具体结构,并标定了刻度,验证了此种分析方法的可行性与正确性,使机构的设计过程简捷明了。

人工土山的地震永久变形分析

人工土山的地震稳定性评价是其设计与建造过程中的关键问题之一,目前还没有得到很好地解决。采用等效黏弹性分析理论和Newmark滑块位移法对土山的地震永久位移进行研究,分析了不同高度、坡度和地震动条件下人工土山的地震永久位移。发现当坡度较缓时,山坡最大位移滑块和拟静力法的最危险滑块不论是所处位置还是大小均有较明显差别。最后,根据土山最大地震永久位移量和屈服加速度的关系,提出利用屈服加速度估算人工土山地震永久位移的简便计算方法。

基于规范反应谱的码头岸坡地震永久变形计算

由于岸坡地震永久变形是造成码头结构破坏的重要原因之一,因而验算码头岸坡永久变形是码头抗震设计的重要内容。Newmark刚性滑块位移法由于其便捷性在永久变形计算中得到广泛应用,目前已提出的基于天然强震记录的Newmark滑块位移经验计算式,不针对具体场地,主要用于区域性地震滑坡危险性分析。以《水运工程抗震设计规范》中的设计反应谱作为目标谱,生成了不同峰值加速度、适合于不同类型场地的人工加速度地震波;采用Newmark滑块位移分析方法,通过对加速度时程中超过屈服加速度的部分进行二次积分,得到了不同类型场地、不同峰值地震加速度下对应于不同屈服加速度时的滑块位移,对位移计算结果进行回归得到码头岸坡永久变形的简化计算式。另外,通过参考国外的相关规范和标准,提出了设防烈度下码头岸坡变形的限值建议值,为我国的码头抗震设计提供参考。

美国标准码头岸坡抗震设计方法

由于我国与国外同类港口工程岸坡抗震设计规范相比,在设计理念和设计方法等方面存在较大差异,这使设计人员难以适应海外项目的抗震设计要求,在很大程度上制约了海外项目的顺利实施。收集并归纳了美国标准中码头岸坡抗震设计的流程和具体操作方法,重点介绍了土体液化判别、拟静力法边坡稳定分析、土体液化残余强度和Newmark滑块位移法,并提供了一个按照美国抗震标准进行码头岸坡抗震设计的案例,为今后国外类似工程抗震设计提供参考。

重力坝坝头孤立坝体在地震作用下的抗滑分析

假设坝头处的贯穿性裂缝为一水平直线型裂缝,尝试用Newmark滑块位移法和普通的线弹性有限元时程分析相结合,近似计算这种带有贯穿性裂缝重力坝的上部孤立坝体在地震荷载中产生的滑动位移,评估了其抗震性能,并将Newmark法所得的结果与有限元接触模型的结果做了对比。计算结果表明这种受到损害的坝体确实具备一定的抗震能力,Newmark滑块位移法在合适的条件下能得到很好的结果,可用于近似计算已受损的重力坝上部孤立坝体在地震荷载中产生的滑动位移。

河道边坡滑动蠕变状态下强度参数反演计算的研究与应用

采用位移反演计算模型对辽宁东部某河道滑坡蠕变状态的强度参数进行反演计算,并采用数值模型对研究河段边坡滑坡整体位移情况进行模拟分析。研究结果表明:当边坡稳定试验数据失真或者缺少数据时,采用强度参数反演计算的参数较为可靠,内摩擦角为21°~23°时,粘聚力在22~25kPa,研究河段边坡滑块整体安全系数将达到0.974~0.981之间;研究河段的滑坡总体滑坡位移量坡脚小于坡顶,且随着坡顶向下有下沉趋势。研究成果对于河道边坡蠕变状态的强度参数反演和工程设计提供参考价值。

基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究

为了实现伺服压力机滑块位移在特定工艺条件下的精确控制,以四连杆压力机为研究对象,以实现拉深工艺曲线为例,提出了基于牛顿迭代法伺服控制系统的设计方案。通过几何方法建立曲柄转角-滑块位移的数学方程式,得到运动学方程并进行仿真,根据仿真数据拟合出曲柄转角-滑块位移的数学关系式;利用MATLAB软件拟合目标工艺曲线,基于牛顿迭代算法实现了利用滑块位移对曲柄转角的多点一次性精确求解,并进一步利用计算结果拟合出曲柄转角-时间的函数;推导出控制周期内目标工艺曲线滑块位移对应的脉冲频率与个数,利用STM32实现输出目标脉冲。研究结果表明,目标工艺曲线与滑块实际位移曲线基本吻合,证明了该控制系统的设计方案可以实现对滑块位移的精确控制。