非对称剖面下胶凝砂砾石坝受力特征及破坏模式研究

为了研究非对称剖面的胶凝砂砾石坝在完建和正常蓄水时不同坡度对坝体的稳定性和安全性的影响,以山西守口堡胶凝砂砾石坝为例,根据模型试验建立应变软化模型,运用有限差分法对胶凝砂砾石坝体的受力特性进行分析,并采用水头超载法对不同剖面坝体的超载能力及破坏模式进行研究,得到不同剖面坝体的超载系数及破坏模式的规律。结果表明:随坝坡变缓,坝体位移和应力差别不大,坝体的超载能力逐渐增大;不同剖面坝体最先出现破坏位置不同,但坝体最终破坏模式相同,均表现为沿坝基面的贯穿性裂缝导致坝体整体失稳。

多极展开法求解非对称剖面辐射绕射流场

按照多级展开法求解非对称剖面辐射和绕射流场 ,计算了剖面辐射水动力系数和绕射力 .按多极展开法求解二维辐射和绕射流场遇到的主要难点是剖面的保角变换问题 .对称剖面的保角变换已有学者给出 ,本文选取有限罗朗级数作为映射函数 ,应用比例弧法迭代计算保角变换系数 ,成功地将对称剖面的保角变换拓展至非对称剖面 .在此基础上 ,本文作者给出了与非对称剖面保角变换系数对应的一组新的奇点势表达式 ,并通过定义与入射波形式相匹配的绕射速度势 ,统一求解了辐射问题和绕射问题 .对典型船型剖面的数值计算结果表明 ,剖面非对称性对某些水动力系数的影响比较大 。

考虑非对称剖面中和轴偏转的改进Smith法研究

简化逐步破坏法(Smith法)是目前相关船级社规范推荐的船体极限弯矩计算方法之一,其计算精度取决于中和轴位置和单元应力-应变关系的计算精度。针对目前规范中单一的“力平衡准则”无法有效考虑非对称剖面(含破损状态)中和轴偏转的问题,文章在力平衡准则的基础上,进一步考虑剖面的力矢量平衡准则,结合多目标粒子群优化算法(MOPSO)研究建立了一种非对称剖面中和轴确定方法,在此基础上改进了现有的Smith法,以实现非对称剖面的极限承载能力分析。以Dow1/3护卫舰模型为例,开展了完整正浮工况和多个破损横倾工况的极限弯矩计算。结果对比分析表明:对于受损船舶,中和轴偏转对剖面弯矩有显著影响,基于PSO的中和轴确定方法具有较好的自适应和计算精度。

源汇分布法求解非对称剖面水动力系数

在线性切片理论中水动力系数的计算剖面按对称剖面处理,而在大幅波浪中剖面非对称的影响不容忽视,为此提出了一种基于源汇分布法的二维非对称剖面水动力系数的求解方法.首先在二维柱体周界表面上连续分布强度待定的脉动点源,然后使流场速度势及流函数满足除物面条件以外的全部边界条件,再通过流函数物面条件的满足来求解出待定的源强,进而由流场的辐射势计算水动力系数.经与有关文献数据和实验数据的比较,验证了该方法计算的有效性.且实算表明,剖面非对称性对某些水动力系数的影响较大.

胶凝砂砾石坝剖面形式的应力特性研究

为了研究胶凝砂砾石坝在非对称剖面下坡比变化对坝体及坝基面应力的影响,以西音水库胶凝砂砾石坝为例,通过建立有限元模型,以得到坝体上下游变坡引起的应力规律性变化。结果表明:单独改变上游或下游坝坡时,应力水平随坡比的变缓而降低,下游坝坡变化引起的应力最值变化幅值均高于上游坝坡,对坝体安全更为不利;各断面方案均未使坝体在竖直向出现拉应力,全断面受压,对比重力坝等易在坝踵处出现竖向拉应力的坝型,可见胶凝砂砾石坝体材料、坝型的优越性。