不平衡推力法与Sarma法的讨论

不平衡推力法是我国独创的边坡稳定性分析方法,在滑坡的分析治理中得到了广泛应用,然而对其精度的分析却廖廖无几。目前在与其他方法的对比分析中,发现在某些情况下其误差非常大,如果不加限制地使用该方法,可能会给工程带来巨大的隐患。针对该方法存在的问题,通过理论分析和算例比较,认为折线形滑面的计算精度与滑面控制点处滑面倾角的变化密切相关,通过控制该变化角度可以控制其精度,工程中建议将滑面控制点处的倾角变化小于10°作为该方法的使用条件,超过该限制应对滑面进行处理使它满足使用条件或采用其他的分析方法。针对Sarma法所给条间剪力方程存在的问题,给出了一个新的条间剪力方程。新的条间剪力方程不但符合边坡稳定性问题的合理性要求,且能正确表示任意条块的条间剪力。基于新的条间剪力方程对Sarma法进行了改进。改进后的Sarma法认为条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数。算例分析表明,改进后的Sarma法优于Sarma法,应用它能够得到更合理的安全系数值,即使条块形状是变化的,也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。

桩身荷载传递的弹塑性分析方法

荷载传递函数法是桩荷载传递机理分析的重要方法之一。针对桩-土共同作用过程中的桩周土体分别处于弹性与塑性状态的划分,以天然地基抗剪强度随深度线性增长的规律,由荷载传递函数的基本微分方程解得荷载传递的解析表达式,并以实例说明这种分析思路的实用性。

震源数值模拟

在土木工程中，经常遇到波动问题，不同的震源可产生不同的波动。本文用傅氏变换法求解波动方程，对胀缩源，剪切源及方向力源进行了数值模拟，并讨论了各自的特点。

基于力平衡求解安全系数的一般条分法

对于一般条块,建立了力平衡方程,导出了条间力递推方程,研究了基于力平衡求解安全系数的一般格式,从而建立了基于力平衡求解安全系数的一般条分法。而基于力平衡求解安全系数的垂直条分法只是它的1个特例。通过分析Sarma法的适用性,根据条块位移的相容关系给出了1个新的条间剪力方程,明确了条间剪力与滑动面几何形状之间的关系,以及条块界面上剪切强度的折减系数随条块和滑动面的几何形状的变化规律。基于新的条间剪力方程可建立条块界面和滑动面上的剪切强度具有不同折减系数的非严格一般条分法。算例分析表明,所给新方法优于Sarma法。应用它能够得到更合理的安全系数值。即使条块形状是变化的,该法也能够给出一致的安全系数值,而且能够保证迭代过程稳定收敛。

纵向剪切波作用下长型地下结构与Pasternak地基相互作用研究

为了研究在剪切波沿地下长型结构纵向传播情况下,惯性力对于结构与地基动力相互作用的影响,采用Pasternak地基模型,分别建立长型地下结构静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程.通过振型叠加法将偏微分方程简化为常微分方程,利用微分算子法分别求得静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程的解析解.通过算例计算,考虑地基土硬度对于地基基床系数k0、剪切波速vs、泊松比υ、地基土剪切模量G0的影响,比较并分析静力平衡方程解与强迫振动方程解的差别,得出当地基土硬度较大的情况下惯性力影响较小的结论.

边坡支护双排桩变形和内力的解析分析

对于边坡支护中的双排桩结构体系,将滑面以上桩间土视为前后排桩之间的水平连系弹簧,滑面以下土体视为桩的弹性约束,桩顶连梁看成刚性梁.在此基础上,利用桩的弯曲微分方程,考虑桩在滑面处的变形连续和内力连续性条件,进行解析分析,得到双排桩的变形曲线、弯矩和剪力的解析解.算例表明,理论推导正确,结果可靠,方法便于工程应用.

基于水动力的植被消长模型及河道植被演替模拟

针对植被斑块在河道中的演替规律,建立了概化河道下的植被斑块消长模型。该模型以二维浅水方程组为控制方程,采用有限体积法离散求解水动力参数,利用等效曼宁系数法概化植被影响,定义床面剪切力小于阈值区域为新植被生长区,大于阈值区域为植被消亡区。考虑植被阻力对水流的影响以及床面切力对植被消长的影响,建立了植被消长与水动力过程相耦合的数学模型,模拟了不同条件下的植被区演替过程,模拟过程中重点考虑了两个床面剪切力阈值和两个初始植被密度工况。计算结果表明:植被斑块在河道内的演变通常是由块状向条带状发展,较高的剪切力阈值将产生更大的最终植被面积;当剪切力阈值系数为0.5时,最终植被面积占河道总面积的比值为47%~49%;当剪切力阈值系数为0.7时,最终植被面积占比为58%~60%;不同的初始植被分布并不会对最终植被面积产生显著影响,但较大的初始植被密度会加快植被的初始生长速率,使植被面积更快达到基本稳定水平。

广义双重抗侧力结构体系的统一位移计算理论

在广义概念上将建筑结构视为由同时考虑弯曲变形、剪切变形的两种子结构组成的双重抗侧力结构体系,提出弹性阶段广义双重结构水平位移的统一的计算方法.子结构单独承受水平外载荷时其内力与变形的关系服从Timoshenko剪切梁基本理论,在子结构协同工作的基础上,采用水平变形连续化的计算方法,建立了广义双重抗侧力结构体系的统一位移微分方程,以结构承受均布载荷作用为例推导出两个子结构的弯曲变形、剪切变形及结构总水平位移的通用解析表达式.对框架-剪力墙结构与广义双重结构的位移微分方程式、微分方程特解、水平位移解析解进行了全面对比分析,证明了框架-剪力墙结构是隶属于广义双重结构体系的一种具体表现形式;算例分析表明,对于一般中高层双重抗侧力结构,采用解析法计算所得的位移结果能够满足一般工程设计的精度要求.

类圆弧剪刃剪切设备的剪切力的计算方法

将类圆弧剪刃进行分类,并推导出类圆弧剪刃的曲线方程,利用曲线方程分析剪切过程并进行剪切力分析计算。提出了类圆弧剪刃剪切力计算的简化过程及方法,将其简化为斜刃剪剪切力进行计算,提高了计算效率。为类圆弧剪刃剪切设备的设计提供理论基础。

CFG桩复合地基中褥垫层的抗震性能分析

水平地震时,用水平剪力代替上部结构的地震作用后,利用剪力层法求解出了褥垫层的运动微分方程,从而可反演出褥垫层内的水平动剪力传递过程。由实例分析可知:放置适当厚度的褥垫层,可减少了上部结构的水平地震作用;褥垫层的存在,在一定程度上提高了整个CFG桩复合地基的抗震性能。

无剪力分配法中杆端弯矩间的关系式

本文用转角位移方程导出了满足无剪力分配法条件之结构中各杆端弯矩之间的关系式，可用来校核用各种方法计算此类结构所得的结果。

框剪结构沿竖向分段变刚度的连续化递推方法

框架剪力墙结构采用传统连续化分析方法估算内力和位移时,需要用到结构参数沿高度不变的假设,但对于高层框剪结构,其刚度往往会沿高度方向发生改变。本文采用递推手段.将连续化方法推广应用于竖向分段变刚度的框架剪力墙结构中。利用位移控制微分方程和连续条件,推导出分段解的递推关系,再通过边界条件得到内力和位移的表达式。4个算例得到的对比结果表明:当竖向分段变刚度递推方法退化用于等刚度时,与传统方法计算结果一致;当刚度变化时,连续化方法计算得到的结构侧移与有限元结果相近。因此,本文提出的竖向分段变刚度的连续化分析方法可以用于快速估算分段变刚度框剪结构的位移和内力,为结构刚度优化奠定基础。