浅埋圆形复合式衬砌隧道动应力响应研究

为了分析浅埋复合式衬砌隧道动力响应特性,基于Fourier-Besselh级数展开法,给出了半无限空间内平面SV波入射下浅埋圆形复合式衬砌隧道动应力集中系数级数解析解,分析了SV波入射角和入射频率参数对衬砌动应力集中系数的影响,研究表明:在SV波入射下,双层衬砌隧道二次衬砌的动应力集中系数幅值大于初衬值;在隧道外部敷设减震层后,由于减震层剪切刚度较低,隧道动应力特性发生明显改变,当低频入射频率参数为0.25,入射波垂直入射时,设减震层可以降低衬砌动应力集中系数20%;SV波入射角度和入射频率参数对衬砌动应力集中系数有显著影响,随着入射角和入射频率参数增大,衬砌动应力系数幅值和分布越来越复杂.      

熔融石英砂动力特性动三轴试验

为探究振动荷载作用下熔融石英砂液化破坏过程中动变形和动强度变化规律, 促进透明土技术在岩土工程动力特性可视化模型试验中的推广和应用, 对构成透明砂土骨架结构的典型粒径(0.5~1.0 mm)熔融石英砂开展饱和试样动三轴试验; 研究了不同围压、加载频率和动应力比等试验条件下熔融石英砂试样的累积轴向应变、动孔压发展模式、动应力衰减、动弹性模量和阻尼比的变化规律, 并将试验结果与相同级配的标准砂进行了对比。分析结果表明: 熔融石英砂累积轴向应变随动应力比的增大呈现出由稳定型向破坏型转变的趋势, 加载频率为0.5~1.5 Hz时, 临界动应力比为0.150~0.175, 小于标准砂的0.200~0.225;升高围压、增大动应力比、降低加载频率会加快试样塑性应变累积, 缩短液化破坏时间; 熔融石英砂孔压发展模式随围压增大逐渐由Seed孔压模型向指数型过渡, 增大加载动应力会加剧液化破坏后孔压的振动幅度; 相同动应力比下, 熔融石英砂与标准砂的动应力与动应变呈现线性相关, 在围压大于200 kPa时, 二者动应力衰减幅度随围压的增大而逐渐减小; 熔融石英砂的动弹性模量和阻尼比表现为线性关系, 动弹性模量随动应变的增大呈现出双曲线型减小的趋势, 并随围压的增大而增大; 阻尼比随动应变的增加先增大后基本稳定在0.22, 发展曲线受围压影响较小。      

三维波浪作用下大直径圆柱绕流的数值模拟

为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟,用两步边界定位法和虚拟边界力法确定波浪与结构物接触面.结果表明:大直径圆柱绕流系数的数值计算结果与理论解吻合,所建立的数学模型能够很好地模拟三维波浪与结构物的相互作用.     

移动荷载与土体中孔洞相互作用的2.5D边界元法分析

为了研究具有复杂表面的饱和土体与移动荷载相互作用机理,根据饱和土Biot理论,采用Fourier变换和势函数分解法,推导了饱和土体频域-波数内的Green函数;建立了移动荷载作用下,饱和土体中孔洞动力响应的频域-波数域内边界元法方程(2.5D boundary element methods);利用快速Fourier逆变换法,得到了时间-空间域内饱和土体的动力响应.研究结果表明:在频域内,利用移动荷载方向的一致性建立的频域-波数域内边界积分方程,可将3D空间问题转化为频域-波数域的2D平面问题, 3D边界元简化为2D边界元,使得计算面转换为计算线,减小了计算规模.      

高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型

应用含有多相流体变形多孔介质的质量、动量和能量守恒方程，基于Gawin，Schrefler等的模型，建立了高温下混凝土热-湿-气力学耦合数学模型．考虑了混凝土多相系统中固体速度、饱和度乘蒸汽密度的空间梯度和孔隙压力空间梯度；并采用了广泛应用的描写非饱和土力学行为的力学本构和相应水力本构关系，为模型的进一步有限元分析打下了基础。     

SOLUTION OF MULTIPLE CURVED RIGID LINE AND ANTIPLANE CIRCULAR INCLUSION PROBLEM BY WEAKLY SINGULAR INTEGRAL EQUATION

IntroductionMany investigators have investigated rigid lineinclusion and elastic inclusion problem.Early inthe 60 s,there were investigations aboutthe ex-perimental respects[1,2 ] and theoretical re-spects[3,4] of the inclusion problem . Wang etal[5 ]discussed the elastic stress field near the rigidline tips carefully.They put forward three frac-ture models of rigid lines corresponding to thethree fracture models of cracks and they pro-posed to use stress singularity coefficient( SSC)to desc…     

外贴CFRP加固RC简支梁粘结界面温度剪应力分析

在良好的粘结状态下,基于平截面假定与线弹性假定,建立了CFRP加固RC简支梁的本构关系与力学平衡微分方程,再引入边界条件,对碳纤维增强复合板材加固钢筋混凝土简支梁的粘结界面温度剪应力的函数表达式进行了推导.通过表达式,阐明了温度剪应力与混凝土梁的抗弯刚度和粘贴层的硬度等因素有关.为加固结构在服役期健康状况评估和结构设计提供参考.     

饱和软粘土地基沉桩过程中桩土挤压应力及超孔压计算

饱和软粘土地基沉桩过程中桩土挤压所引起的桩周土体超孔隙水压力效应是非常显著的 .本文从弹塑性理论出发推导出沉桩过程中桩周土体挤压应力及超孔隙水压力的计算公式 ,给出了考虑挤压应力和超孔隙水压力等影响因素的合理打桩间距的确定方法     

饱和状态沥青路面动力响应的时程分析

论证了采用多孔介质理论描述处于自然环境中沥青路面的合理性,并基于饱和多孔介质理论,建立了轴对称瞬态动力分析的有限元模型,给出了有限元分析的荷载条件、边界条件和材料参数;分析了动态荷载作用下,饱和状态沥青路面不同应力分量的时程变化情况．结果表明,动态荷载作用下,路面结构内部应力场、位移场具有波动性质;同时产生了不可忽视的孔隙水压力,且出现了正、负逆转,这种孔隙水压力的反复作用最终将导致沥青混合料出现松散破坏．     

ANTIPLANE MULTIPLE CURVED CRACK PROBLEM IN CIR-CULAR INCLUSION AND MATRIX MATERIAL

茫桑遥茫眨蹋粒? ＩＮＣＬＵＳＩＯＮ ＡＮＤ ＭＡＴＲＩＸ ＭＡＴＥＲＩＡＬTX＠陆建飞＠王建华＠沈为平ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｉｒｃｕｌａｒｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ?..     

An Iterative Stabilized Scheme for Unsteady Incompressible Viscous Flow

An efficient iterative algorithm is presented for the numerical solution of viscous incompressible NavierStokes equations based on Taylor-Galerkin like split and pressure correction method in this paper. Taylor-Hood element is introduced to overcome the numerical difficulties arising from the fluid incompressibility. In order to confirm the properties of the algorithm, the numerical simulation on plane Poisseuille flow problem and liddriven cavity flow problem with different Reynolds numbers is presented. The numerical results indicate that the proposed iterative version can be effectively applied to the simulation of viscous incompressible flows. Moreover, the proposed iterative version has a better overall performance in maximum time step size allowed, under comparable convergence rate, stability and accuracy, than other tested versions in numerical solutions of the plane PoisseuiUe flow with different Reynolds numbers ranging from low to high viscosities.     

数值模拟法确定饱和土强夯施工参数

探讨了用数值模拟确定饱和地基土强夯的施工参数方法:根据孔隙水压力增量随夯击次数的变化情况确定强夯的最佳夯击次数;根据孔隙水压力消散情况确定强夯的间歇时间;根据土体沿深度方向的竖向变形确定土体有效加固深度;根据沿水平方向的竖向变形确定强夯的单点加固范围。研究结果为强夯设计和加固效果评价提供有力的依据。     

含有裂纹水泥混凝土路面的理论分析

以断裂力学理论为基础,将水泥混凝土路面视为Winkler地基上的弹性板,利用傅立叶积分变换,并引入位错密度函数,建立了奇异积分方程,推导出水泥混凝土路面表面存在裂纹时裂纹尖端应力强度因子的解析表达式,然后应用Lobatto-Chebyshev数值方法求解奇异积分方程,得到了应力强度因子的数值解.以实际路面为例,计算了裂...     

Numerical simulation of drawdown and land deformation in pumping-recovery tests performed on a circular excavation

A mathematical model, which not only fully couples fluid flow and solid skeleton deformation in unsaturated porous elastic media but also considers deformable diaphragm walls, is formulated in axially symmetric cylindrical coordinates for drawdown and land deformation. Based on this model, pumping-recovery tests in various conditions are numerically simulated to reveal the effects of elastic modulus of soil E and initial saturated hydraulic conductivity K_(sat0) on hydraulic head and land deformation. The heterogeneity with respect to E and K_(sat0) is separately taken into account. Large elastic modulus of soil contributes to both dewatering process and deformation control. Either large or small initial saturated hydraulic conductivity may cause relatively high groundwater table, while the larger one leads to smaller displacements.     

基于复合混合物理论的热-水力-力学污染物输运模型

污染物在饱和可变形多孔介质中的输运问题属于多场耦舍的范畴．为模拟含N种组分的液相污染物在可压缩固相多孔介质中的输运过程,在复合混合物理论的基础上将体积分数作为内变量引入,提出并建立了可压缩多孔介质中多组分污染物热．水力-力学耦合输运问题的热力学框架．将体积分数看作独立变量用于描述介质的微观结构,并形成动力相容条件来描述由多组分流体饱和的可压缩多孔介质界面处应力突变的微观力学机制．根据近平衡态理论以及线性化方法得到基于上述理论框架的线性化热．水力-力学耦合污染物输运模型．所提出的模型是在公理系统基础上建立的,榆运过程中的渗流和扩散过程最终可表示为与相的密度梯度、组分浓度梯度、体积分数梯度及温度梯度有关的形式,实现了多种因素的耦合．     

基于位移的格子法模拟弹性波传播与应用

基于以位移为变量的弹性波方程,推导了二维格子法的计算公式,并给出一种简单实用的人工边界条件,通过Lamb问题算例验证了该计算方法和人工边界条件的正确性．该方法可以适应不规则的边界,并自然满足自由边界条件．应用上述数值计算方法,研究了在不同填充沟深度条件下的地表各点竖向振幅衰减系数变化情况,结果表明：增加填充沟深度有助于增加隔振的效果,但不改变最小竖向振幅衰减系数点的位置．     

高地应力隧道施工对围岩应力与变形的影响研究

依据围岩稳定性理论,通过数值模拟方法,针对参数变化较大的几类围岩及参数在小范围变化的同一类围岩在高地应力圆形隧道施工过程中围岩应力与变形的表现形式,建立大量数值模型进行分析。结果表明：围岩较好的隧道主要应解决高地应力集中问题,围岩较软弱的隧道主要应解决变形问题;围岩参数小范围变化时,对围岩应力影响由大到小的参数依次为内摩擦角、粘聚力、泊松比、弹性模量,对围岩变形影响由大到小的参数依次为弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比。     

双参数地基上弹性矩形板的非线性静力分析

基于能量变分原理,考虑地基耦合效应,建立了双参数地基上弹性板的非线性静力平衡方程.构造了一组满足全部边界条件的试探函数,应用伽辽金法对该组非线性方程进行求解,数值计算中考虑了系统各种参数变化对双参数地基上四边自由矩形板的非线性静力特性的影响.     

含裂纹水泥混凝土路面的解析算法

水泥混凝土路面在使用过程中出现裂纹是一种常见的损坏形式。以断裂力学理论为基础,对含裂纹水泥混凝土路面进行了理论分析。将水泥混凝土路面视为Winkler地基上的弹性板,利用傅立叶积分变换,并通过引入位错密度函数建立奇异积分方程,推导出水泥混凝土路面含有垂直裂纹时裂纹尖端的应力强度因子的解析表达式。然后,再应用Lobatto—Chebyshev法求解奇异积分方程,得到应力强度因子的数值解。为了说明问题,以实际路面为例,给出水泥混凝土路面内部存在裂纹时裂纹尖端应力强度因子的计算结果,并讨论了影响应力强度因子大小的因素。     

Surface Waves in the Half-Plane Linear Elasticity

Introduction It is well-known that in linear elasticity, thereis a kind of waves called Rayleigh wave, whichpropagates along the free surface of elasticity astraveling wave, and the amplitude exponentiallydecreases with the depth[1-4]. Its main propertiesare that perturbation is constrained nearby the freesurface and it decays on the vertical surface. Thispaper investigates the two-dimensional half-planelinear elasticity and obtains some surface waveswith different decay rates except Rayleigh…