抗滑桩支护边坡静力与动力研究

抗滑桩法在边坡防护、滑坡治理、基坑支护等工程中得到了较多的应用。当边坡受外部干扰时,有可能出现斜面滑坡,从而导致其产生较大的损害,因此必须对边坡体进行研究,并对其进行预测。本文在此基础上,针对抗滑桩支护边坡静力与动力展开研究。

基于有限元模型沥青混凝土心墙坝静动力分析

浇筑式混凝土心墙坝相比于其他的心墙坝具有很大的优势,因此广泛应用于各个工程中。基于此,文章以新疆的某浇筑式混凝土心墙坝为例,采用ADINA软件和动力计算程序分析其静动力的变化情况,以探究浇筑式混凝土心墙坝静动力变化特点,并评价心墙坝的抗震能力,探讨心墙最适宜厚度的覆盖层。

双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁桥全桥静动力模型设计

介绍了东江大桥双层桥面三桁刚性悬索加劲钢桁梁全桥静动力模型的设计方法。在刚度相似法的基础上进行改进,确定合适的相似比,有效地解决了模型与实桥各部分结构弹性模量相似比不一致的模型设计问题;并通过增加附加质量的方法,使得模型桥各部分的角频率与实桥的角频率具有一致的相似比。最后介绍了模型试验自重荷载及活载加载的有限元计算方法。该方法解决了加载点多且分布不均匀的难题。

佛山东平大桥静动力分层次有限元模型修正研究

提出一种适用于大型桥梁结构联合静动力的分层次有限元模型修正方法,并在佛山东平大桥成桥静载试验和模态试验据的基础上,借助于ANSYS软件中的优化设计平台对该桥进行了静动力分层次有限元模型修正,结果表明该方式物理概念清晰,能充分利用静动力试验信息,减小优化规模.修正后的有限元模型的静力特性和动力特性与试验结果吻合良好,建立了该桥结构健康监测与安全评估的基准有限元模型。

混凝土静力与动力损伤本构模型研究进展述评

对混凝土材料在静力和动力载荷作用下的损伤本构关系模型进行了评述.梳理了混凝土本构关系研究的历史脉络和逻辑脉络;归纳总结了在混凝土本构关系研究发展过程中具有代表性意义、并且对重大工程建设具有参考意义的若干混凝土静力和动力损伤本构模型.基于对混凝土材料非线性及随机性的理解和诠释,阐述了混凝土静力和动力本构关系研究的发展趋势.

基于三维非连续接触模型的管片接头静动力特性分析

基于非线性接触理论,考虑盾构隧道结构的非连续性,模拟管片接头结构和管片衬砌与围岩及道床之间的相互作用,建立了道床–管片–围岩的三维非连续接触模型,对盾构隧道管片接头在围岩静压、列车动载作用下的受力与变形进行了深入分析。研究结果表明,围岩静压下拱顶和隧底处的纵向接头部分向内张开,两侧拱腰处的接头部分向外张开,拱顶处的封顶块与邻接块错台较大,拱腰接头受压明显,拱顶接头受压最小,各环管片拱顶处的螺栓轴力最大,隧底处的其次,拱腰处的接头螺栓轴力最小,旋转了一定拼装角度后位于拱肩上部的接头螺栓,其剪力最大;列车动载作用下管片接头的张开错台、混凝土应力以及接头螺栓的内力均在动载施加初期迅速增加,然后明显减小,而后产生波动,其中浅埋地铁隧道拱顶接头的动力响应较隧底接头明显,螺栓剪力在列车动载作用下较螺栓轴力增加的多。

风洞模型静弹性变形对气动力影响研究

介绍了一种基于模型变形视频测量系统和计算空气动力学研究静弹性变形对气动力影响的方法。利用模型变形视频测量系统获取模型在气动载荷作用下的静弹性变形,驱动模型表面网格运动,得到模型变形后的表面CFD计算网格。CFD计算变形前后网格外形下的气动力,研究模型变形对模型气动特性的影响。对一大展弦比连接机翼的测量与计算结果进行了分析,分析结果表明:模型变形对升力系数影响最大发生在升力线性变化的最大迎角附近,模型变形对阻力系数影响最大发生在失速迎角附近,模型静弹性变形对气动力的最大影响量远远超出风洞测力实验的精度指标,因此开展风洞模型静弹性变形影响研究与修正是十分必要的。

基于多目标优化的混凝土斜拉桥静动力有限元模型修正

针对大跨混凝土斜拉桥结构有限元模型修正,为了充分利用静动力试验数据,提出了一种基于多目标优化算法的模型修正方法。利用静力位移和动力模态频率等结构实测静动力响应构造修正目标函数,在灵敏度分析的基础上选择待修正参数,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对国内某混凝土斜拉桥有限元模型进行了多目标优化修正,得到了模型修正多目标优化问题的Pareto最优解集,并利用静动力实测数据对修正后的有限元模型进行了验证。结果表明:模型修正后不仅参与优化的静力位移和动力计算结果与实测值吻合良好,而且未参与修正的结构静动力响应也与实测值更加接近,混凝土斜拉桥采用这种基于多目标优化的静动力有限元模型修正方法能够取得较满意的效果,修正后的有限元模型能够精确全面的模拟实际结构。

具有转静件碰摩故障双转子系统的动力学模型及其小波变换特征

本文利用拉格朗日方程建立了具有碰摩故障的某型双转子航空发动机转子系统的动力学方程 ,通过数值计算对该故障进行了仿真 ,并对仿真结果进行了频谱分析和小波变换 ,得出本文建立的双转子系统的动力学模型是正确的。

基于静动力分析的海洋井架钢结构有限元模型修正方法

为了得到能够更加真实地反映海洋井架静动态力学性能的有限元模型,本文提出联合运用静动力目标函数的井架结构有限元模型修正方法,相对于单独运用静力、动力目标函数的模型修正方法,本文方法能更好地适应海洋井架的静动态力学特性。为验证该修正理论的正确性,以某海洋井架为原型建立缩尺比为1:14的模型井架。在对该井架进行静动力测试和有限元仿真分析的基础上,根据对结构静动态性能的具体要求提出目标函数与约束条件,通过灵敏度分析选取合适的设计参数,采用一阶搜索优化算法对待修正的设计参数进行优化,得出有限元模型的修正结果。结果表明:与模型修正前相比,修正后井架一阶模态频率的误差减小到了-5.282%,二阶模态频率的误差减小到了-6.320%,而各个测点的应力误差控制在4%以内。这说明该方法可以较好的修正初始有限元模型,使井架有限元模型更加接近真实模型,可进一步用于分析预测井架结构的承载能力和使用寿命。

基于响应面法的结构有限元模型静动力修正理论及应用

将响应面法引入到有限元模型的静动力修正,通过合适的实验设计和回归分析,建立反映参数与响应量之间关系的响应面模型,代替初始有限元模型进行优化。为了验证该方法的可行性和准确性,首先选择一简支梁作为数值算例,分别基于静、动力分析的挠度及模态频率及同时利用挠度及模态频率结果构建目标函数,在假设的损伤工况下修正了初始有限元模型,修正结果表明,基于三种目标函数修正后的参数取值均与损伤的预设值基本一致,但同时利用挠度及模态频率结果修正后的参数取值更接近于预设值。然后利用一座刚构-连续组合梁桥的现场静、动力测试数据,对该桥的初始有限元模型进行了修正,修正后有限元模型的挠度和频率计算值与实测值更加吻合,表明修正后的有限元模型能更准确地反映实际结构的力学性能,可以作为后期进行状态评估的基准有限元模型。

近场动力学微极模型在求解静力学问题中的应用

阐述了近场动力学微极模型的求解方法,可同时考虑物质点的平动和转动效应;在此基础上,给出了近场动力学微极模型的静力求解格式,在求解静力学问题时无需引入阻尼项,提高了"键"型近场动力学的计算效率.基于所建立的近场动力学微极模型的静力求解体系,模拟计算了简支梁的弹性变形和含单、双裂纹板的破坏过程.并与理论解和其他数值方法模拟结果进行了对比分析,验证了本文建立的近场动力学微极模型静力求解方法的有效性和准确性.

结构-地基系统静-动力联合分析模型

以有限区域模拟无限区域的动力计算必须考虑边界上波的传播效应,应不使波在边界上发生反射再返回到计算域中,并且应考虑初始静力场对其动力反应的影响。因此,基于无限元的静、动力特性提出静-动力统一无限元,通过算例验证无限元静-动力统一人工边界在静-动力联合分析模型中的精度和稳定性。结果表明:无限元静-动力统一人工边界在静力、动力及静-动力联合分析模型中具有很高的精度和良好的稳定性,突破了传统动力人工边界不能兼顾静力效应的局限。

一种基于元模型的桥梁静动力有限元模型修正方法

针对大型桥梁静动力有限元模型修正问题,提出一种基于元模型的修正方法。首先,对桥梁结构进行子结构划分,并利用人工神经网络算法建立修正参数与结构静、动力特性的关系模型(元模型);其次,分别以桥梁静动力测试结果作为有限元模型修正的优化目标,将桥梁静动力有限元模型修正问题转化为多目标优化问题,从而克服了采用单目标优化时,结构静力特性与动力特性目标之间的权值难以选择的问题;再次,通过元模型建立及多目标优化的方法进行结构有限元模型的修正。最后,利用一座钢管混凝土拱桥的静动力试验实测结果,对所提模型修正方法的适用性进行验证。结果表明:该方法具有较好的精度和适用性,可作为大型桥梁结构静动力有限元模型修正的一种实用方法。

船舶静水航行水动力模型的简化及其应用

针对现有船舶水动力模型考虑因素多、通用性差的缺点,通过简化船体线形、忽略波浪和风向等复杂因素的影响,对船舶水动力模型进行研究。推导静水面船体的迎流区域范围,计算水流作用在船体微小面元上的动压力,得出整船水流总阻力计算模型。在此基础上,给出船体航行动力学模型,分析船舶在静水面航行中动力、水阻力和运动状态之间的关系。将该水动力模型应用于船舶稳定航行控制,结果表明模型具有较好的实用性。

基于动力优化与静力效应校准组合的铁路钢桁梁桥有限元模型修正

介绍了一种依据桥梁健康监测数据、基于动力优化与静力效应校准组合进行铁路钢桁梁桥有限元模型修正的方法。该方法结合试验设计与统计分析,在全局范围内进行参数筛选,以监测系统实测动力特性为优化目标,利用响应面优化技术完成模型整体修正;以列车过桥时典型静力效应进行校准实现模型局部修正。以钱塘江大桥为例给出了具体的计算过程,计算值与现场实测值吻合较好。

架空式桩板结构路基静动力特性试验研究

针对常规路基在平原地区和岩溶地区建设中面临占地大、合格填料缺乏、地基处理工程量大及费用高等问题,设计一种具有一定脱空高度的架空式桩板结构路基。为了研究架空式桩板结构路基静动力特性,依托贵南高铁某架空式桩板结构路基试验段工程,开展架空式桩板结构路基静动力特性室内模型试验。试验结果表明:竖向静载作用下,结构应力随荷载值增加呈线性增大,结构整体处于线弹性工作阶段,托梁能一定程度减少应力在承载板中的集中分布。水平静载作用下,结构最大变形量出现在断轨力加载工况,为0.159 mm,换算至原尺模型为1.113 mm,变形量较小,架空式桩板结构路基具有较大的纵横向结构刚度。在1~5 Hz变频动载作用下,结构最大动加速度和动位移响应均出现在2号跨加载工况,承载板及托梁最大动加速度分别为10.10 mm/s^(2)和4.54 mm/s^(2)。结构最大动位移值为0.189 mm,换算至原尺模型为1.323 mm,远小于我国现行高速铁路标准路基竖向动位移控制值3.5 mm。变频动载试验数据显示,架空式桩板结构路基整体未产生异常振动响应现象,反映架空式桩板结构路基在1~5 Hz加载频率范围内不会发生共振。静动力试验结果综合表明,架空式桩板结构路基具有良好的受力与变形协调特性和振动特性。研究成果可为架空式桩板结构路基的推广应用提供支撑。

基于塑性元件微元化的重塑黄土黏弹塑性本构模型

基于塑性元件微元化和无穷级数的思想,通过加、卸载条件的三轴蠕变试验建模并通过动力三轴试验验证,建立了重塑黄土的黏弹塑性本构模型,并获得了相应的参数指标。研究表明,该模型可以很好地描述重塑黄土的蠕变、静力和动力特性,且能更加合理地解释卸载条件下回弹曲线的变化特征。塑性元件微元化的处理方法弥补了以往黏弹塑性本构模型中塑性变形不易描述的缺点,相比其他的黏弹塑性本构模型,该模型应用更加简单且适用范围更广。

大跨窄梁悬索桥结构体系对静动力刚度的影响研究

大跨度窄梁悬索桥,结构轻柔、整体刚度低,抗风问题突出。结构静动力刚度是大跨度桥梁抗风的基础参数。该文以一座大跨窄梁悬索桥为工程背景,基于空间缆索分段悬链线理论和桥梁三维有限元模型,多工况系统对比分析加劲梁刚度、主缆垂跨比、主缆间距和吊点宽度等参数对静动力刚度的影响。研究发现:加劲梁刚度对大桥的整体刚度贡献较大,与结构的静动力刚度呈正相关,尤其对结构的竖向和扭转静动力刚度影响明显;主缆垂跨比对大桥扭转静动力刚度影响较大;主缆间距和吊点宽度对大桥的静动力特性影响有限。

一种模拟原状泥岩动力打桩与静载试验装置的研制及应用

针对泥岩地基打入桩贯入困难、承载力不足现象及软岩易扰动难以制备模型地基的特点,通过原状软岩约束单元、锤击贯入单元、导轨支架单元、静载单元4部分的设计与联系,初步研制了基于原状软岩的模拟打桩与静载试验装置,进行标定及验证性试验、应用试验,验证装置的可行性、稳定性,分析打入桩的沉贯与承载特性,明确桩周泥岩力学特征,提出进一步研究展望与工程应用建议。研究表明:(1)验证性试验、应用试验结果与现场试验结果一致,沉贯特性、承载特性与现场试验相同,验证了试验装置的可行性;(2)荷载传递相关因子α稳定性好,进一步证实了试验装置的荷载传递稳定可靠;(3)泥岩软硬互层严重,每10 mm贯入度通过锤击数表征的贯入阻力差异性大,低强度软夹层发生的静载破坏呈现出沉降急剧增大的陡降特征;(4)打桩对桩周2d(d为桩径)范围内的泥岩造成不同梯度的损伤,每间隔0.5d,强度损失66.0%、40.5%、17.0%、7.0%,弹性模量损失80.5%、54.5%、26.5%、11.0%;(5)完善取样技术,加强泥岩软硬互层的勘察判定,增强控制贯入度的施工措施,泥岩地基打入桩承载力的理论分析、数值计算及设计施工,应按损伤梯度合理选取原状力学参数折减后的数值。试验装置具有稳定、可靠、可控等优点,可为泥岩地基动力打入桩的相关研究提供支撑。