考虑空间变异性的桩基础可靠度设计方法比较研究

文章比较两种不同的模拟岩土参数固有空间变异性方式(即基于随机场法的显示模型和基于等效方差折减法的隐式模型)对钻孔桩可靠度设计的影响。利用基于蒙特卡洛模拟的扩展可靠度设计方法对钻孔桩进行设计,分别采用随机场法和等效方差折减法模拟材料参数的固有空间变异性,并对两种方法的设计结果进行对比分析,结果表明,使用方差折减函数简化形式的隐式模型计算结果偏保守。     

有限元极限分析下限法在双层土圆形浅基础中的研究

基于结合有限元和二阶锥规划理论的极限分析下限法,研究了圆形浅基础在双层土(上层砂土下层黏土)情况下的地基极限承载力。将现有限元下限法计算结果与有限元数值模拟结果进行对比。结果表明:给定摩擦角在考虑尺寸效应和软化等因素的情况下,有限元极限分析下限法能较准确地预测地基极限承载力,从而验证了该方法在圆形地基双层土情况下的适用性。     

NEM与IEM耦合方法在地下工程中的应用研究

针对纯自然单元法(NEM)在处理地下工程无限域或半无限域问题时需要人为确定边界条件而带来计算误差的问题,引入无限元(IEM)模拟无穷远处边界条件,与自然元相结合形成耦合分析方法,并基于Laplace插值编制了相应程序;通过深埋圆形隧洞算例分析表明,与纯自然单元法相比,耦合方法显著提高了计算精度,选取较小的分析区域就可得到令人满意的结果,使得在满足工程要求前提下,采用耦合方法可以节省计算工作量,从而进一步增强了自然单元法处理地下工程问题的能力.     

绕方柱流速度场的数值模拟

采用有限差分法 ,对雷诺数为 2 .2× 10 4 的三维绕方柱流的速度场进行了大涡模拟。运用时间分裂控制(Split Operator)法 ,将N S方程分为对流步、扩散步和传播步。对Smagorinsky假设在近壁区的发散问题用两层模型而非通常采用的WallDampingFunction进行处理。对流项用迎风 中心差分格式模拟 ,压力方程用SOR法迭代求解。计算得到的沿对称线的时均顺流向速度的计算结果与文献上的实验结果进行了比较 ,结果吻合较好。     

盾构隧道地表沉降预估的ANSYS方法研究

盾构掘进法开挖隧道引起的地表沉降对地面建筑物影响在地下工程施工中越来越受到人们的关注,而这个问题的关键是要对地表沉降进行预估。利用ANSYS软件,建立二维有限元模型,对地表沉降进行了模拟,并将模拟结果与Peck经验公式法所得结果进行了比较,论证了ANSYS方法的适用性,以期对盾构隧道的地表沉降预估有一定的借鉴意义。     

黄土地层大断面隧道施工方法研究

以蒙华铁路王家湾隧道为工程背景,针对隧址区黄土地层的工程特性和施工过程中存在的问题,采用现场勘查、室内试验和数值模拟方法进行施工方法比选及施工参数优化研究,得出以下结论:①综合考虑施工安全性、效率以及施工成本,三台阶七步法比其他施工方法(三台阶法、CD 法、双侧壁导坑法)更具优越性;②建议优选方法的台阶长度取5~7 m,衬砌厚度取20~25cm,施工进尺取1.8 m。     

基于卸荷减跨理论下隧道开挖技术的研究

基于卸荷减跨理论,从减少隧道荷载、降低开挖跨度的角度出发,探讨了在减跨条件下的双侧壁导坑法施工的围岩压力。同时对双侧壁导坑法(减跨)、三台阶法施工法(不减跨)进行了数值模拟,并对其施工过程进行了研究,得到了不同施工步骤所对应的应力变化规律、位移规律、影响范围等。通过对比分析,发现通过减跨以后,隧道围岩应力、变形大幅度减小,塑性区的分布范围及大小都减小,对隧道施工安全很有利。     

乌树头隧道施工方案优化选择

对于围岩稳定性差的浅埋隧道,合理的施工工法对于保证隧道施工安全性,控制施工质量有重大的意义。以乌树头隧道为例,综合分析双侧壁导坑法、CD法(单侧壁导坑法)、三台阶加临时仰拱法3种不同的施工方法,运用FLAC软件对3种工法数值模拟,分析不同施工工法隧道的塑性区变化、围岩变形,提出符合本工程的施工工法,并同时对监控数据进行比较。研究结果得出,采用双侧壁法可以保证围岩稳定性及围岩变形量最小,并对双侧壁法施工参数和关键步骤进行了优化,可为此类高速公路隧道施工提供一定的参考。     

轨道不平顺数值模拟方法

为了提高将轨道功率谱密度函数(PSD)通过数值模拟方法转换为时域样本的可靠度,分析了国内外常用的轨道不平顺数值模拟方法的模拟原理和步骤,采用计算机仿真程序模拟出各种方法生成的时域样本,并以此作为车辆垂向动力学模型的输入激励,通过数值仿真得出系统的时间-响应历程。各种模拟方法模拟结果比较表明采用各种方法模拟出的轨道不平顺时域样本是正确的,用三角级数法和逆Fourier变换法模拟出的时域样本的离散度较小,而用白噪声滤波法和二次滤波法模拟的时域样本离散度较大,因此后两种方法模拟出的轨道不平顺时域样本不宜作为研究系统时域响应时的轨道激励。     

级配和密实度对粗粒土三轴试验影响离散元分析

利用4种级配的颗粒生成了不同的三轴试样,并分别对各试样在相同相对密实度和相同孔隙率下进行了三轴剪切的模拟和分析,同时提出了利用实际土体的相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法。结果表明:PFC~(3D)模拟松填法和振动台法分别求得模拟土体的最大、最小孔隙率,再根据相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法是可行的;相对密实度D_r是影响粗粒土力学行为的重要因素,剪切峰值强度(σ_1-σ_3)和内摩擦角φ与D_r成正相关,颗粒级配不同的试样,处于相同的初始孔隙率时,相对密实度不同,则三轴剪切性状及内摩擦角呈现出显著差异;而颗粒级配不同的试样处于相同的相对密实度时,三轴剪切性状相差不大。     

A method to improve first order approximation of smoothed particle hydrodynamics

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a useful meshless method. The first and second orders are the most popular derivatives of the field function in the mechanical governing equations. New methods were proposed to improve accuracy of SPH approximation by the lemma proved. The lemma describes the relationship of functions and their SPH approximation. Finally, the error comparison of SPH method with or without our improvement was carried out. Foundation item: The National Natural Science Foundation of China (No. 50778111); The Key Project of Fund of Science and Technology Development of Shanghai (No. 07JC14023)     

A Method to Improve First Order Approximation of Smoothed Particle Hydrodynamics

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a useful meshless method. The first and second ordersare the most popular derivatives of the field function in the mechanical governing equations. New methodswere proposed to improve accuracy of SPH approximation by the lemma proved. The lemma describes therelationship of functions and their SPH approximation. Finally, the error comparison of SPH method with orwithout our improvement was carried out.     

Improvement of the second order approximation of the smoothed particle hydrodynamics

The smoothed particle hydrodynamics (SPH), as a fully Lagrangian particle method, has been successfully applied to astrophysical problems and extended to elastic dynamics and computational fluid dynamics.High order derivatives have to be approximated when elastic dynamics problems are modeled. However, the approximation errors in SPH could lead to computational failure in the case that the order of derivative is high.A novel method was proposed in order to improve the accuracy of SPH method, which shows the relationship between the selected functions and their SPH approximations. The entire involved system was represented by a finite number of particles that carry individual mass and occupy individual space, and the integral interpolation was approximated by a summation interpolation. In addition, error comparison was made between SPH method with and without the present improvement.     

Characteristics of new-type energy absorber for vehicle collision

A new type energy absorber was introduced, which is composed of thousands of thin ring plates with different diameters. Because it can switch the impact to thousands of shearing actions among thin ring plates inside the absorber, the impact energy is decentralized and dissipated gradually, the impact acting time is extended and the peak of acceleration is reduced obviously. Numerical simulations by finite element method (FEM) coupled with smoothed particle hydrodynamics (SPH) method were preformed to predict the energy absorption characteristics. Energy absorption ability with different impact velocities was studied and the effects of thickness and material of ring plates were discussed. The sled crash test was carried out to validate the result of simulations. The new type absorber is effective for collision that impact velocity is lower than 40 km/h.     

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

类反应谱法理论研究

针对楼面设备谐波荷载作用下建筑结构的动力响应问题,提出了类似反应谱的求解方法,并结合工程实例,与现有的动力系数法和弹性时程法计算结果进行对比分析.结果表明,动力系数法不能合理估计结构的动力响应,且不能对振动舒适性进行评估;类反应谱法计算结果与弹性时程法响应最大包络值分布规律基本一致,且能经济包络其值.说明了类反应谱法的合理、安全和经济性,可为类似工程设计提供依据.     

免疫酶染IgM检测法早期诊断流行性出血热的研究

本实验重点以免疫酶染检测了37例临床确诊EHF患者双份血清中的IgM抗体并与IFA—IgG抗体法进行了对比,所查37例EHF患者中2例早晚期血清免疫酶染IgM及FA—IgG抗体均为阳性,其余35例早期血清IgM抗体阳性检出率明显高于IFA—IgG法;晚期血清二种方法阳性检出率及阳性检出符合率为100%。阻断试验及2—ME耐性试验显示免疫酶染法检出的抗体系特异性IgM;该抗体可在发病第二日出现,整个病程均能检出。实验结果表明,免疫酶染IgM抗体技术敏感性高,特异性强,仅需要光学显微镜,观察清晰,便于基层人员使用。     

缓冲器特性曲线间断点算法比较

介绍了处理缓冲器特性曲线间断点的4种算法：时间法、速度法、位移法及力平衡法，并比较了各种算法的具体实施方法及其优缺点．分析结果表明，速度法处理缓冲器特性曲线的间断点，比其它方法具有较强的可操作性．     

基于秩最小化矩阵去噪的船舶轨迹重构方法

针对船舶自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)在实际应用中存在错误数据频发、数据丢包等问题，本文提出一种基于秩最小化矩阵去噪的船舶轨迹重构方法，利用去噪实现轨迹重构，同时，实现对轨迹的去噪和缺失补全。该方法通过线性插值实现经度对齐，将轨迹数据转化为轨迹矩阵，从而补全轨迹中的缺失值。由于补全结果存在非常大的误差，因此，引入 PLR(Patch-Based Low-Rank Minimization)算法去噪，消除误差。同时，为进一步提升补全效果，通 过2D-VMD(Two-Dimensional Variational Mode Decomposition)算法将矩阵分解为不同频率的IMF (Intrinsic Mode Function)，并分别进行PLR去噪，合并去噪结果，得到最终重构后轨迹。本文以长江武汉段水域船舶AIS轨迹为研究对象，通过实验证明该方法在不同缺失比例以及随机缺失和连续缺失两种情境下具有鲁棒性和较强的稳定性；并与 HALRTC(High-Accuracy Low-Rank Tensor Completion)、TRMF(Temporal Regularized Matrix Factorization)等方法进行比较，结果表明， 该方法相较于HALRTC等方法具有更高的精度，并在高损失率下表现出较好的重构效果。     

基于自组织特征映射神经网络的路面使用性能评价方法

针对目前沥青路面使用性能评价方法的不足,提出了基于自组织特征映射神经网络的评价方法。该方法选择了行驶质量、路面破损状况、结构承载力和路面抗滑性能等4个主要因素,应用自组织特征映射神经网络,对沥青路面使用性能进行综合评价。最后通过实例计算,并将计算结果与传统方法的评价结果进行比较。结果表明:该方法合理有效,且相对于目前常用的方法,具有一定的优越性。