非线性解耦K-G模型在高面板堆石坝应力变形分析中的应用

结合对高面板堆石坝的研究 ,对作者所提出的非线性解耦K G模型作了进一步的改进和完善 .目前 ,这种模型已能适应填筑坝在施工期和蓄水期的各种应力路径 ;可用常规三轴试验求得具有归一性的模型参数 ,且工程问题的有限元求解简单、可行 .本文介绍这一模型的新模式及模型参数的增量回归方法 ,以及应用于高面板堆石坝的三维有限元计算结果 .

堆石料现场侧限压缩试验解耦K-G模型参数分析方法及在面板坝中的应用

本文利用解耦K-G模型能适应不同应力路径的特点,提出一种堆石料现场侧限压缩试验(=132cm)解耦K-G模型参数的分析方法。该方法能求得解耦K-G模型的4个主要参数,突破了侧限压缩试验只能用于求取压缩模量Ea一个参数的局限。从而解决了用室内三轴试验(=30cm)参数存在的“缩尺效应”等影响,并对三板溪面板堆石坝进行了三维有限元分析。

非饱和黄土非线性K-G模型试验研究

K-G模型较之E-μ模型有较好的优越性,每个参数都能与土的剪切模量或体变模量直接联系,便于岩土工程的非线性理论和计算分析。以西部甘肃永登非饱和黄土为研究对象,进行大量不同湿度下的非饱和黄土常规三轴试验,获得不同初始饱和度下的K-G模型参数,进一步研究这些参数随初始饱和度的变化规律,建立模型参数和初始饱和度的相关表达式。在实际工程中,用测得的非饱和黄土的湿度指标,就可以得到黄土的K-G模型参数进行非饱和黄土的增湿数值模拟计算分析,避免吸力的量测和计算,具有一定的工程实际应用价值。

考虑土体剪胀性和应变软化性的K-G模型

在三轴试验中密实无粘性土具有剪胀性和应变软化性,广泛应用于工程计算的非线性弹性邓肯-张模型、常规的非线性弹性K-G模型等都不能反映土体的这些性质。根据紫坪铺面板堆石坝筑坝料的大量三轴试验研究,分析密实无粘性土的剪胀性和应变软化性,提出了考虑这种剪胀性和应变软化性的K-G模型和模型参数的求取方法;通过预测曲线与试验曲线对比说明模型的合理性。模型适应多种应力路径,参数可方便地求取,可以在有限元应力-应变分析中推广运用。

基于综合结构势概念的海口原状红黏土K-G模型修正

土的结构性是引起天然土和重塑土各项性质差异的最主要原因。基于考虑土体结构性影响的岩土工程方法和手段应代表岩土工程实践发展方向的这一认识,本文以建立海口原状红黏土的结构性本构模式为研究目标。在结构性定量化指标上,引入综合结构势的概念,建立岩土微结构、胶结作用与宏观力学效应之间的定量表达关系。通过对海口地区所取原状红黏土和相应重塑土进行等向固结排水试验和p=常数的三轴压缩排水试验,分别定义应力型结构性参数和应变型结构性参数。同时发现两者相对于平均主应力存在着归一性化特性,能较好地描述海口原状红黏土的结构性。在此基础上对K-G模型进行了结构性的修正,并进行了数值模拟。结果显示,修正K-G模型能够定量描述海口红黏土的结构性,较好地反映原状红黏土的结构性及预测原状红黏土的应力应变关系。

黏性土非线性弹性K-G模型的一种改进方法

为解决《土工试验规程》建议的K-G模型未考虑土体剪缩性问题并保持其简单性,在其基础上增加了一个剪缩模量,建议了一个3模量7参数K-G-D模型,给出了用p和q与εv和εs表示的完整的增量应力应变关系式;通过正常固结黏土的各向等压固结试验和等平均正应力的三轴压缩排水试验标定了模型参数;进行了黏土的常规三轴压缩排水试验,利用模型参数预测了相应路径下土样的体积与轴向变形,经与实测值对比,预测结果较好。该模型可考虑土体压硬性、剪缩性、应变强化特性,能较完善地描述欠固结和正常固结土及松砂和中密砂在等p和增p路径下的变形特性;模型并未在规程模型的基础上增加试验工作,且概念清晰、形式简单、便于实际应用。

非线性K-G模型对胶凝砂砾石材料的适应性

非线性K-G模型最初是基于堆石料三轴试验提出的土体本构模型。胶凝砂砾石材料是一种力学性质极其复杂的新型筑坝材料,其颗粒组成和力学性质与堆石料有较大的区别。通过试验研究,在非线性K-G模型的基础上,提出了该模型的体积变形模量Kt和剪切变形模量Gt的求取方法。根据三轴试验数据,利用该模型计算相应参数,并预测应力—应变曲线,结果表明:该模型能较好地模拟胶凝砂砾石材料的应力—应变曲线,能用于胶凝砂砾石材料的相关计算分析。

土石混合料K-G模型参数试验研究

为获取土石混合料的物理力学特征,以指导土石混填路基的设计和施工,对土石混合料的本构特征以及如何有效地获取其本构参数进行了研究。采用修正的内勒K-G模型作为土石混合料的非线性弹性本构模型,推导出了切线体变模量Kt和切线剪切模量Gt的线性表达式。采用大型土石混合料三轴试验机,利用图解法确定Kt、Gt线性表达式中各个参数。结果表明:(1)采用修正的内勒K-G模型作为土石混合料的非线性弹性本构模型,力学概念清楚,参数易于测定;(2)采用大型三轴试验方法测定土石混合料的K-G模型参数切实可行;(3)K-G模型中考虑了剪应力对体积变形模量影响的修正,因而K-G模型适用于具有剪缩或剪胀性的土。

两方程k-g模式在全机大迎角流场中的应用研究

采用由两方程k-ω模式推导得到的k-g模式数值模拟完整飞机构形的跨声速大迎角流场。由于k-g模式具有勿需使用到物面的法向距离、简单的源项和直接的边界条件等特点,可以方便地推广到包含复杂外形的多块网格系统。与雷诺平均N av ier-S tokes方程组的求解方法类似,k-g模式方程也采用显式R unge-K u tta方法进行时间推进,用中心加人工粘性格式进行空间离散。采用相同的方法数值模拟NA SA TN D-712翼身组合体标模迎角为12.5°和26.2°的流场来检验程序的可靠性,与可获得的实验数据进行对比分析并获得满意结果。与此同时,还使用了B a ldw in-Lom ax代数模式以作比较。

清华K-G模型对筑坝用风化料的适应性研究

清华K-G模型最初主要是基于筑坝堆石料三轴试验提出的一种土体本构模型，风化料是一种重要的筑坝材料，其颗粒组成与强度和变形特性与堆石料和粘性土都有较大的不同．针对云南水城水库心墙堆石坝筑坝用的两种风化料的常规三轴试验结果用该模型回归参数，结果表明该模型及相应参数能较好地模拟风化料的变形试验曲线．

饱和黄土应力-应变特性及K-G模型适用性研究

对饱和重塑黄土进行了各向等压及等P应力路径试验,分析可知应力应变关系具有非线性,且不符合双曲线型。分别确定了成都科大修正K-G模型及考虑剪胀和应变软化的K-G模型的模量参数并进行了预测值与实测值的比较,结果显示,成都科大修正K-G模型能较好的预测等压固结试验的体积改变量,但不能完全反映软化和应力路径的影响,其仅在低应力比时是适用的;考虑应变软化的K-G模型能很好的反映饱和重塑黄土软化的特性。在预测体应变与剪应变时,在低应力水平时吻合度较高,在高应力水平时不能准确的反映剪胀的影响,更完善的K-G模型修正方法有待提出。

无粘性土石混合料K-G模型参数研究

结合西部交通建设科技项目和某高速公路工程建设,对广泛分布于西南地区的中生界红色碎屑岩形成的无粘性土石混合料,按平均应力P等于常数的特殊应力路径进行了大型三轴试验,并按修正的Naylor K-G模型的方法求解了这类土石混合料的K-G模型参数。

季冻区草炭土非线性K-G模型试验研究

季冻区草炭土是沼泽环境中植物残体在氧化分解作用下,堆积形成的含有大量未分解纤维残体的特殊土。草炭土纤维及其含量对其强度和变形特性具有重要影响,目前考虑纤维含量对草炭土强度和变形特性影响的本构关系研究还相对匮乏。K-G本构模型因其模型参数与土的体积模量和剪切模量能建立直接联系,因此在岩土工程非线性理论和数值计算分析方面广泛应用。以不同纤维含量的草炭土为研究对象,进行三轴剪切试验,研究了草炭土的应力应变曲线,得到了草炭土非线性K-G模型参数,分析了各模型参数随纤维含量的变化规律,建立了模型参数与纤维含量之间的线性函数关系。对实际公路工程建设具有一定的指导意义。

天生桥面板堆石坝实测变形的三维反馈分析

本文根据天生桥面板堆石坝施工期及初次高水位蓄水后的实测变形资料 ,采用清华非线性解耦K G模型 ,进行大坝整体的三维有限元反馈分析 .分析结果与实测结果基本相符 .反馈分析结果给出了坝料实际的力学性质 (模型参数 ) ,揭示了分区分期填筑的高面板堆石坝的复杂变形性状 ;文中提出对高坝下游填筑料 (即IIIC区料 )的坚实性应有较高的要求 .特别要注意对坝体的施工临时剖面进行优化设计 ,以控制堆石体的差异变形、防止面板下垫层料出现裂缝及脱空等问题 .

复杂地基对西龙池面板堆石坝三维应力及变形的影响研究

西龙池抽水蓄能电站的下水库大坝为沥青混凝土面板堆石坝 ,坝址碎石料覆盖层较深 ,且河床基岩面向下游倾斜 ,大坝设计中如何合理利用坝基覆盖层碎石料并减少坝基开挖量是十分重要的问题。本文采用清华非线性解耦K G模型 ,进行大坝三维非线性有限元分析 ,研究了蓄水期坝体变形特点及下游边坡及坝趾区坝基的稳定问题 。

M/G/k排队模型在电动出租汽车充电站排队系统中的应用

针对电动出租汽车充电站排队系统,通过对电动出租汽车到站时间和充电服务时间实际调查数据的统计分析,得出了车辆到站时间间隔服从负指数分布和充电服务时间服从正态分布的结论,给出了电动出租汽车充电站排队系统类属M/G/k排队模型的数学依据,并对M/G/k排队模型和M/M/k排队模型进行了对比分析。在相同的输入条件下,M/M/k排队模型和M/G/k排队模型中系统运行指标的明显差异表明二者在电动出租汽车充电站排队系统中不能通用。针对电动出租汽车充电站M/G/k排队系统,分析了电动出租汽车到站SOC数学特征对排队系统的影响,并提出了改善系统运行指标、提高系统服务能力的相应措施。

三板溪混凝土面板堆石坝变形及应力分析

本文采用清华非线性K-G模型进行大坝三维非线性有限元变形和应力分析。三板溪工程的坝料岩性较好，坝体变形较小。坝体蓄水期最大计算沉降为82cm左右，约为坝高的0．44％，坝体最大水平位移约24cm，面板的挠曲率约0．07％。坝址河谷狭窄，坝肩对坝体变形的拱作用明显，面板水平位移约相当于沉降的15％。周边缝和垂直缝的三向变形约为20mm，在止水结构可承受范围内。由于后期分期施工在上游坝坡顶部所产生的垫层料的法向变形在10-20cm之间．在分期浇筑面板时应该引起重视。

计及备用元件的柔性直流输电系统可靠性评估方法

为准确实现对柔性直流输电系统的可靠性评估,首先介绍了柔性直流输电系统的结构并对其进行了子系统的划分,然后基于状态空间法与k/n(G)模型依次给出了柔性直流输电系统元件、子系统和系统的可靠性模型及指标算法,所建模型能够充分反映冷备用和热备用元件对系统可靠性所带来的影响,最后通过在Matlab中编写程序实现了对所建模型和算法的仿真。算例结果表明:元件的冷备用能够显著提高系统的能量可用率,而元件的热备用能够显著降低系统的故障率。

客运交通枢纽内乘客购票排队系统

城市客运交通枢纽中的乘客换乘时间可分解为换乘步行、购票延误和换乘候车时间3大部分,其中购票排队延误时间是衡量衔接换乘连续性、客运设备适应性及客流过程顺畅性的定量指标,结合实际调研数据,按照购票乘客的特性分析及平均服务时间,将购票乘客划分为询问后购票、需找零购票及不需找零购票3类,并由此将该排队系统定义为多种购票乘客混合的M/G/K队列,在此基础上进行了叠加泊松过程的分析及平均排队购票延误时间的推导,得到了平均排队购票延误时间计算公式,并进行了实例计算,为换乘大厅的合理设计及进一步减少乘客换乘时间等研究工作提供了依据。

高速公路主线收费站通行能力改善研究

高速公路主线收费站的通行能力直接影响着整个路段的通行能力,针对高速公路主线收费站运行中出现的"前紧后松"问题,依据主线收费站的建设特点,提出了一种优化改造措施,在分析了收费站车辆到达时间与服务时间分布特点的基础上,借助M/G/K排队模型进行通行能力计算和服务水平评估,并通过实例验证了这种改造措施能够有效地提高通行能力。