一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型

借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 ,并模拟了粘滞效应。对于极快或极慢的过程 ,该模型退化为橡胶弹性理论 ;在小变形情况下退化为经典的广义Maxwell粘弹性材料。模型与热力学第二定律相容 ,适合于大规模数值分析。

沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型

为了正确预估沥青路面的永久变形,对沥青路面永久变形的非线性粘弹性有限元法进行了研究,推导了广义Maxwell模型的非线性粘弹性有限元法,建立了沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型,从弹性、非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性等方面对沥青路面的永久变形进行了分析,对沥青路面的永久变形进行了计算,并将计算结果和SHRP的计算结果以及SWK/UN轮辙试验结果进行了对比。计算结果表明:沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的,其路面变形计算值与SHRP的计算值相对误差为6.567%,与SWK/UN轮辙试验值相对误差为6.069%。

考虑路基侧向变形的沉降双线性预测模型

考虑路基侧向变形的影响,提出采用双线性模型预测沉降。预测模型包含时序自回归项、线性回归项和双线性项三部分。为了研究模型参数的时变特性,将沉降预测分为模型参数的预测和在此基础上的沉降预测。采用多层递阶方法计算模型的时变参数,进一步分析参数序列的变化趋势,计算后续时段的参数预测值,并以此进行沉降预测。实例分析表明,双线性动态预测模型能很好地反映路基的沉降特性,具有较高的预测精度和实用价值。

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。

基于Bingham模型考虑根系固土的边坡渐进变形模拟

把Bingham模型用于综合考虑植被根系固土作用的边坡变形分析中。由于含水量影响坡土的黏滞性系数,同时根系沿着坡土深度呈一定分布,因此分别假定黏滞性系数和根系提供的抗滑力为随坡土深度变化的简化函数,求解边坡滑移变形的位移显式表达式,由数值方法求解更为复杂的边值问题。将模型计算值与1个生态边坡实测值相比较,结果表明:Bingham模型计算结果能反映边坡滑移变形中的剪切层;根系分布深度、宽度及其随坡土滑移时间变化分布等亦是模型应该考虑的因素。

直立顺层边坡的流变失稳特性研究

指出层状直立边坡的屈曲失稳与岩体的流变性质密切相关。针对直立顺层边坡在开挖成形后会产生向临空面的变形,忽略相邻岩层对其作用,仅考虑外层岩板向临空面变形并导致层间脱离的状况,采用自重作用下的梁柱力学模型,将地面坡角处的约束视为固定端约束,考虑岩体材料的流变特性,应用三参量粘弹性固体模型,分析了直立边坡的流变屈曲失稳特性。

损伤粘弹性正交铺设层合板的非线性振动分析

研究了考虑横向剪切变形和损伤效应的粘弹性正交铺设层合中厚板的非线性自由振动问题.基于一阶剪切变形理论、应变等效假设和Boltzmann叠加原理,建立了考虑横向剪切变形和损伤效应的粘弹性层合中厚板的非线性自由振动控制方程,且应用有限差分法、Newmark法和迭代法进行求解.算例中,具体讨论了损伤效应、不同跨厚比和长宽比对粘弹性层合板的非线性自由振动幅频响应曲线的影响.

黏弹性胶合铁木辛柯梁的力学性能分析

研究任意荷载作用下黏弹性胶合铁木辛柯梁的力学性能,用标准线性固体模型描述胶层黏弹性。基于一阶剪切变形理论建立铁木辛柯梁的基本方程,将两端简支铁木辛柯梁的位移和转角表示为系数与时间相关的傅里叶级数,代入通过能量法导出的位移和转角平衡方程求解确定待定系数,从而得到任意荷载作用下黏弹性胶合铁木辛柯梁应力和位移随时间变化的解析表达式。以正弦荷载和均布荷载为例验证本研究解的正确性,数值比较显示本研究解与有限元解吻合良好。研究表明:当梁跨高比较小时,铁木辛柯梁理论解的精度明显高于欧拉-伯努利梁理论解;胶层剪应力随时间的延长而减小;梁跨中挠度随时间的延长而增大,但最终趋于常值,该值受胶层厚度和剪切模量的影响较为显著。

芬诺斯堪的纳维亚区冰川均衡和长期地壳运动与岩石层和软流层的过程和特性间的关系

最近的冰川加载/卸载周期导致今天见到的地壳变形,象芬诺斯堪的纳维亚(波罗的)地盾的椭圆形上升锥,其中央最大上升高度为830m,周围是沉陷槽.在低粘滞性的软流层(约10^(20)泊)发生了质量流,挠性刚度大(约10^(25)Nm).现代的上升速度呈线性规律,可能受下岩石层内低速带的相边界位移和(或)再调整的激励所控制.长期的地壳运动呈现类似的产状和形状的变形,说明来自岩石层形状的强烈影响. EGT剖面提供了新的独立的观测资料,它们与取自地壳运动的资料似乎完全一致.岩石层的凹陷解释了地壳变形的类似产状和形状的重复性,也解释了呈现高挠性刚度的原因.低枯滞度软流层的记录肯定了根据上升区得出的结论.软流层下边界无变形说明:在软流层内加载/御载完全被其水平流动所补偿,因此,确认了M6rner(1 979a,1980a)的冰川均衡变形模型.

摩擦型单桩承载性能设计理论研究

进一步分析了摩擦型单桩承载性能,建立了复杂介质中摩擦型单桩的地基土体系模型,将线性变形层模型和非线性传递函数模型相结合,以改进的适合于分层介质内的Mindlin解答为基础,给出了按摩擦型单桩承载机理分析计算的“广义弹性理论法”:同时,利用等效模量的概念解决了Mindlin解中土体位移为负值的现象,为桩基础设计计算提供了有力的理论依据。编制的计算程序,不仅可用于计算单桩竖向加载时的沉降值,而且可根据静载试验实测的荷载-沉降数据反演分析桩侧和桩端土的岩土力学参数值,可用于指导设计和施工,以弥补静载试验抽样率低的缺陷。对工程实例进行计算分析,结果显示。

桩基承载性能时空效应新理论

本文充分考虑复杂地质条件下桩-土和土-土相互作用的时间效应和空间效应对桩基承载性能的影响,将土的流变学理论与桩基承载性能综合弹性理论法相结合,建立一套完善、实用的桩土体系力学模型,创建了桩土承载性能时空效应分析新理论,提出了计算桩基承载性能时间和空间效应计算分析方法。结合试验研究和应用实例进行验证。该理论可用于指导桩基础设计时计算单桩的承载性能,预测单桩承载力和沉降随时间的变化趋势,达到有效地控制基础沉降的目的;用于桩基础施工质量的验收,计算基础的荷载-沉降关系,弥补目前桩基础检测技术的不足。

长期载荷作用下钢管混凝土压弯构件徐变的三维有限元分析

基于粘弹性理论,采用三参数线性粘弹性模型,构造了钢管混凝土徐变的三维有限元模型,在实验研究的基础上,拟合了模型中的三个参数,并采用此模型对钢管混凝土构件分别在长期轴压和偏压载荷作用下的徐变规律进行了研究,计算结果与实验结果符合较好.