基于离散弹簧模型的裂纹梁随机振动分析

将裂纹等效为无质量扭转弹簧,利用广义函数描述裂纹梁的等效抗弯刚度,建立了具有任意开裂纹数目梁挠度振型和弯矩振幅的显式解析通解,并讨论了随机激励下裂纹梁挠度和弯矩功率谱密度及相应方差的计算方法.数值结果表明:本文建立的计算方法与Monte-Carlo模拟结果吻合较好.同时,裂纹深度越大,裂纹梁的挠度和弯矩功率谱密度的峰值越大,其峰值对应频率越小,而裂纹梁的跨中挠度和弯矩的方差也越大.

基于数值仿真的复杂岩体TBM掘进性能评估模型

为了评估全断面隧道掘进机(TBM)在复杂岩体环境中的掘进性能,本文提出了基于数值仿真的全断面TBM掘进预测模型。首先,采用4D-LSM和DDA耦合模型数值重现工程尺度完整岩体和节理岩体的TBM掘进测试过程,分析全断面TBM掘进过程中刀盘的力学响应和岩体的破坏特征;其次,研究节理间距、节理方向、岩体单轴抗压强度以及脆性指数对可钻性指数的影响;最后,引入单神经元对数值仿真预测模型进行修正,并与岩体特征模型进行对比分析,验证基于数值仿真的全断面TBM掘进性能预测模型的适用性。研究结果表明:TBM在低强度、高脆性以及节理发育的岩体中掘进效率更高,当节理面与TBM掘进方向之间的夹角为60°~75°时,最有利于TBM的运行。基于数值仿真的TBM掘进性能预测模型提供了一种经济、灵活的可用于评估复杂环境中TBM施工性能的方法。