沟谷型泥石流特征参数的等代面积递归精细求解

为解决“沟谷型”泥石流在不规则断面处特征参数的精细求解问题,笔者以曼宁公式为基础,建立“等代”面积递归逼近的数学模型,实现了最深泥位、流体速度、威胁范围的求解计算,其结果比较符合实际。利用该模型在豫西某泥石流受威胁对象段任取10个断面进行研究分析:①计算出10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇等降水概率工况下最深泥位、流速、行洪断面大小,研究其随雨强大小的演变规律。②定量分析了各断面泄洪能力强弱。③结合泥石流强度判定标准对所选区域进行危险度分区,划分了极高危险区、高危险区、中危险区、低危险区。该模型不仅可以为预测泥石流各项指标提供基本参数,而且可为灾害防治提供科学依据。研究成果对泥石流的精细化防治方面具有重要支撑作用。

板式柱帽对板柱结构等代框架宽度取值的影响

针对水平荷载作用下带板式柱帽的板柱结构等代框架计算模型中等代梁宽度的取值问题 ,运用有限元分析软件ANSYS6 1对 6组 3 1种不同几何参数的板柱结构进行了水平荷载下的弹性计算 ,研究了等代梁宽度与框架几何尺寸的关系 ,得到了等代梁宽度的计算公式。计算结果与振动台试验结果的对比表明 ,提出的公式具有较高的计算精度。

盾构法隧道等代层参数反演的ANSYS方法

在盾构法隧道中将衬砌周围由于盾尾空隙的闭合、注浆充填作用和盾构推进对周围地层的扰动等形成的特殊圈层概化为具有平均意义的等代层。根据实测地层位移资料,用位移反分析法可较准确地获取等代层的参数。采用ANSYS有限元程序中的优化设计模块反演地层参数,以期对盾构法隧道设计与施工有一定的借鉴意义。

六面体单元下预应力等代荷载计算

对于具有复杂几何形状的桥梁,用体单元进行有限元分析有得天独厚的优势。预应力在有限元分析中一般按等代荷载考虑,但体单元的预应力等代荷载计算很少见到讨论。笔者提出一种运用高斯积分和牛顿迭代法的数值算法计算体单元情况下的预应力等代荷载,该方法能够适应各种复杂的预应力钢束形状。经过算例检验,该方法有很高的精度。

地下结构横断面抗震设计的等代平面框架法

文章针对目前传统反应位移法所采用的"延米框架"模型进行了分析,指出其误差来源及应用局限。并借鉴板柱结构在水平作用下等代梁的物理概念及设计理论,提出了一种适用于存在纵梁-柱体系的地下结构抗震计算的方法——等代平面框架法。为验证等代平面框架法的有效性,基于实际工程案例,构造不同结构和土层参数进行内力计算,并将其计算结果与"延米框架"模型和动力时程法进行对比分析。结果表明,等代平面框架法的内力计算精度高,计算量少,对不同结构和土层条件的适用性好,且可应用于侧墙开孔部位的抗震设计,具有很强的实用性。

柔性防护系统环形拦截网分区等代模型

环形网是被动柔性防护系统中的重要结构单元,其冲击变形具有明显的多柔体非线性动力学特征,其计算模型的构建是柔性防护结构理论研究的难点与关键点.为了建立环形网的计算模型,首先通过柔性被动网整体结构足尺冲击试验,获取了环形拦截网的区域化变形特征以及网环的典型变形状态;其次通过网环拉伸试验与数值仿真计算的方式得到了各典型变形状态下,网环的荷载位移关系,建立了分区等代计算模型;最后通过与网片顶破试验、动力冲击试验展开对比计算的方式校验了模型的准确性.研究结果表明:环形拦截网具有明显的分区域变形特征,网环(环形网的基本单元)具有3种典型变形状态,各变形状态的网环均具有两阶段受力特征;据此采用连接于圆心、初始长度为网环半径的“X”形4桁架单元模拟单个网环,将典型变形状态下网环的荷载位移关系等效为桁架单元应力应变关系,连接对应节点形成整片网的单元模型,根据网环所处的变形区域赋予桁架单元相应的应力应变关系,建立了整片环形网的高效率分区域等代模型;通过与静力试验及动力试验的对比,模型计算误差小于10%.

边梁对板柱结构等代框架宽度取值的影响

用等代框架法计算板柱结构的关键是确定等代框架的宽度。为得到带边梁板柱结构的等代框架宽度取值系数的计算公式 ,用SAP91有限元计算程序对 5组 33种不同几何参数的板柱结构进行了计算 ,以研究结构几何参数对等代框架宽度取值系数的影响 ,并与钢筋混凝土板柱结构的振动台试验结果进行了对比。结果表明 ,所提出的公式具有较高的计算精度。

等代参数法预测颗粒夹击过程中的能量损耗

带颗粒减振剂的碰撞阻尼以微细颗粒塑性变形的方式将振动能量永久消耗掉。为了定量地研究这种新型碰撞阻尼中的能耗情况,提出使用等代参数法利用已有的两球碰撞模型进行快速预测单个碰撞周期中颗粒夹击过程中的能量损耗。采用有限元方法对带颗粒夹击的两球碰撞过程模拟分析的结果与等代参数法预测的结果吻合较好。应用等代参数法的进一步的计算结果表明,在相同初始条件下带颗粒的夹击碰撞过程比不带颗粒的碰撞消耗能量更多,这一结果揭示了带颗粒减振剂的碰撞阻尼的性能优于传统的碰撞阻尼的原因,与已有的实验结果相吻合。最后通过有限元方法分析了颗粒与球直径比、颗粒材料、夹击颗粒数等参数对带颗粒夹击的两球碰撞过程的能量损耗的影响进行了讨论,进一步论证了等代参数法预测颗粒夹击过程中的能量损耗的合理性。研究结果可以用于带颗粒减振剂的碰撞阻尼系统的阻尼特性分析和整体仿真研究。

等代层法在隧道开挖计算分析中的应用

针对释放系数法在平面应变有限元中模拟隧道开挖过程的不足,提出了等代层法。与应力释放法相似,等代层法可以通过调整等代层弹性模量来模拟隧道开挖过程中围岩应力释放情况。结合重庆凤咀江隧道开挖断面的实测拱顶沉降对三维有限元模型中等代层弹性模量进行反演,根据反演参数对隧道开挖过程进行正分析,分析结果与实测结果具有较高的吻合度,证明了这种方法的可行性。

基于等代加速度的地下洞室抗震简化设计法

在基于性能的地震工程框架之下,地下洞室的地震稳定性评价方法可根据掌握难易程度、计算工作量、结果详尽程度划分为简化及精细两类方法。而当前对地下洞室的地震稳定性研究多针对动力数值方法,也即精细化分分析方法,而对简化设计方法设计较少。针对这一现状,引入拟静力形式的等代加速度法,对于等代加速度法应用于地下洞室群地震响应分析的一些问题进行了探讨。并在考虑洞室埋深和岩体性质的基础上,基于位移等效原则,通过数值试算,得到等代地震加速度修正系数的取值范围与回归公式。结果表明,当采用修正系数对利用等代地震加速度得到的结果进行修正后,与动力时程计算得到的结果吻合度较好。本文的研究内容为地下洞室地震稳定性的简化设计分析提供了一种新的思路。

双排桩等代刚度法的有限元分析

基于有限元ANSYS程序,利用等代刚度的方法,将双排桩体等效为单排桩体,从而为双排桩支护结构的桩顶水平位移提供一种比较简单的预测方法,为施工设计提供必要的参考.

曲梁中计入摩阻力的预应力等代荷载

在曲梁中预应力因摩阻力引起的应力损失随着曲梁曲率的增大而增加。因此，预应力等代荷载的计算必须计入摩阻力的影响。根据力学基本原理并利用微分几何基本公式，本文推导出圆弧曲线梁计入摩阻力的预应力等代荷载的完整公式。当利用计算机计算预应力曲梁时，利用该公式将得出准确的计算结果。

昆明泥炭质土地铁盾构等代层压缩模量试验研究

在城市地铁盾构施工过程中,地表沉降是重要的工程问题之一,不但影响地铁隧道的安全建设,更直接关系到周边紧临建筑物的正常运营。等代层压缩模量是控制地表沉降的关键参数,特别是软弱土层中的地铁盾构。等代层注浆材料与土体的混合比例关系、注浆后的养护时间是直接影响其压缩模量的重要因素。本文依托昆明地铁3号线石咀段泥炭质土层盾构工程,进行注浆材料与泥炭质土的不同比例关系及不同养护时间条件下的压缩模量试验研究。探索泥炭质土层中盾构等代层中浆体与土体的合理比例关系,并提出注浆后何时能达到预期的等代层压缩模量,为泥炭质土地区地铁盾构施工提供参考。

曲梁中预应力等代荷载的实用计算

在一般情况下，曲梁的预应力等代荷载公式比较复杂［２］，不便于应用。如果预应力钢筋置于某个圆柱面内，则不但公式大为简化，而且可用圆柱展开面上钢筋曲线的几何特性表达等代荷载。公式不仅几何意义明确，而且将空间计算化为平面计算，因此更具实用性。

等代刚架法计算深梁框架

对于深梁框架 ,根据深梁在整体结构中的力学贡献 ,将深梁简化为组合刚架 ,然后利用平面杆系结构分析程序进行内力计算 。

边梁对空心板柱结构等代梁宽度取值的影响

针对水平荷载作用下带边梁的现浇混凝土空心板柱结构等代框架计算模型中等代梁宽度的取值问题,运用有限元分析程序对4组28种不同几何参数的空心板柱结构进行水平荷载作用下的弹性计算分析,研究等代梁宽度与结构几何参数的内在关系,从而得到等代梁有效宽度系数的计算公式以及边梁抗弯刚度的增大系数,为进一步计算提供了依据.

节点等代建模的索穹顶结构模型连续倒塌分析

采用非线性动力分析方法,利用一组线单元模型等效替代节点实体模型,对Geiger型索穹顶结构模型进行节点等代建模的连续倒塌分析,并将仿真分析结果与试验实测数据进行对比。有限元分析结果表明:移除单根索后,数值模拟得到的结构破坏形态、杆件内力以及节点位移变化均与试验结果吻合良好,验证了所提出的节点等代建模方法的有效性,为索结构的精细化连续倒塌仿真分析提供参考。

专用车构件高强度钢板强度等代设计中的板厚计算

对专用车构件高强度钢板等代设计问题进行了研究,根据弹性力学和板壳理论推导出利用高强度钢板进行强度等代设计时板厚的计算公式,并用有限元法和所推导的公式对典型的货车车架进行了强度等代设计,为利用高强度钢板进行专用车轻量化设计提供了理论参考。

高压气体长管半挂车车架高强度钢板强度等代设计

高压气体长管半挂车是输送高压气体的专用车辆,减小车架自重是提高单车运输效率的有效途径。对车架强度等代设计进行了研究,在车架结构优化的基础上用高强度钢板A610L代替原钢板16MnL,使车架重量减轻了455kg。强度等代设计后,车架强度余量增加,在实现轻量化的同时提高了车辆的安全性。

钢板剪力墙等代模型动力性能的适用性研究

钢板剪力墙结构等代模型的验证多基于拟静力分析或单调荷载试验或者精细模型,通过对比分析确定其有效性,但等代模型的动力时程分析有效性有待进一步研究。选取一个单跨4层的非加劲钢板剪力墙结构为基本模型,采用壳单元精细模型对其进行时程分析,并将其与多种简化等代模型分析结果进行比较。研究结果表明:拉杆条模型(SM)和多角度拉杆模型(MASM)在动力作用下的效应与精细模型差异很大;统一拉杆条模型(USM)适用于墙板高厚比低于200的情况;混合杆系模型(CSM)不仅能够准确预测钢板墙体系振动过程中的位移和加速度响应,而且能够估计钢板墙边框架内力,是一种有效的等代模型,具有用于实际设计计算的潜力。