正交加筋板本征动力特性的尺度效应研究北大核心CSCD

[目的]为了探究不同尺度板架结构本征动力特性之间的联系与区别,分析并探讨正交加筋板中梁、板构件及其耦合结构本征动力特性的尺度效应。[方法]以不同尺度的梁、平板和正交加筋板模型为研究对象,采用有限元方法计算不同尺度梁、平板和正交加筋板模型的固有频率和振型,通过对比自由边界和简支边界下单位尺度模型固有频率和振型随尺度变化规律的异同,探讨边界条件对尺度效应的影响;通过对比耦合结构与梁和平板模型固有频率和振型随尺度变化规律的异同,探究梁、板构件动力耦合对正交加筋板本征动力特性尺度效应的影响。[结果]研究表明,自由边界条件下单位尺度内模型固有频率随尺度的变化规律虽然不再遵循“固有频率与尺度的平方成反比”的规律,但大体上与之相近。[结论]梁、板构件动力耦合会导致单位尺度内正交加筋板模型特定阶数固有频率随尺度的变化规律发生由急剧减小到逐渐增大的转变,还会引起特定尺度和特定阶数模态的错位分布和形态畸变。     

新夏港双线船闸闸室横向渗流稳定性分析

为了研究新夏港双线船闸闸室在非均质成层地基、多道板桩的条件下的横向渗流特性,利用ABAQUS有限元软件建立二维渗流模型,验算运行期和检修期的渗透稳定性,提出合理的防渗减压方案。结果表明,渗流等势线在土层交界处发生折射现象,折射程度与渗透系数的相对比值有关,在边墙后粉细砂层内,有明显的水平向层流。最危险的检修工况时,闸室出口段将会发生流土破坏。只在边墙后、中间墙设置防渗墙时,闸室处于流土破坏的临界状态,增加出口段的减压竖向管可有效提高渗透稳定性。边桩侧沿程渗流方向可能改变,沿程水头出现递减后又递增的现象。中间墙内有局部绕流,大部分为静水区,设置防渗墙后两侧会产生较大水位差。     

内河航道可接受间隙理论模型改进及其应用

为更好地计算内河航道交叉口通过能力,提出空档率的概念,对可接受间隙理论模型进行改进,认为船舶尺度大、船头时距不能全部用于船舶穿越。总结平流区域避让规则,将T型交叉口各向交通流划分为3个等级,并考虑高等级流向的阻抗影响,给出基于优先权的T型交叉口各流向通过能力计算方法。以苏申内港线——申张线T型交叉口为例进行分析,结果表明通过能力随冲突交通量的增大成负指数规律减小,且当冲突交通量一定时,通过能力随速度呈缓-快-缓趋势增长,取穿越船平均航速(0.8倍设计速度)计算通过能力是合理的。     

新夏港双线船闸单锚板桩结构受力特性分析

为研究新夏港双线船闸闸室单锚板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行建模分析。考虑施工过程,讨论闸室开挖问题中土体本构模型的选择。对施工期和运行期单锚板桩结构的受力特性进行分析,得到板桩的变形和弯矩分布规律以及板桩前后土压力的发展状况。结果表明:在施工开挖过程中,修正剑桥模型能够更好地反映土体卸载回弹特性;在施工完建期,桩后土压力表现为经典的"R"型分布,桩前土压力基本为直线分布,但在开挖面处由于板桩变形挤压会产生局部应力增大现象;在船闸运行期,水位变动频繁,水压力指向闸室时所引起的压力增量,底板横撑的分担比可达到80%,说明横撑能够有效改善板桩结构的受力状态。     

高桩框架式码头结构的温度效应影响分析

随着国内三峡大坝蓄水工程、白鹤滩水电站的建设，大坝上游的河道水位变化增大，导致高桩框架式码头的框架高度增加，其结构段尺寸也随之增加，温度对结构的影响随着结构尺寸的增加而增大。结合云南省东川港建设项目一期工程格勒旅游中心码头工程，采用ANSYS有限元软件建立温度应力作用下的高桩框架式码头实体模型，研究温度变化对结构造成的不利影响，同时研究了水平撑对结构温度效应的影响。结果表明：季节性升温后，结构最不利位置位于上层梁及顶板下部，该区域拉应力较大，可能出现混凝土拉裂破坏；季节性降温后，结构最不利位置位于底梁；在结构中设置水平撑能够有效降低结构的温度应力。     

基于ANSYS的透空式防波堤波浪力计算

采用文氏谱模拟芦潮港渔港的随机波浪,确定透空堤上部结构水平波浪力、桩基水平波浪力及上托力,推导计算出100 a一遇极端水位下的力谱值。继而利用有限元和动力响应基本原理,采用有限元软件ANSYS对透空堤进行数值模拟,从静力分析、模态分析和功率谱密度分析角度出发,对比挡浪板双侧受力和单侧受力的结果,得出双侧挡浪板桩基透空堤结构形式的合理性;分析各部位的安全隐患,结合静力计算结果与动力计算结果差异,为设计提供参考。     

闽江河口三维潮流数值模拟及特性分析

基于FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)模型，建立了闽江河口区域精细化的三维潮流数值模型。对模型的海底摩阻系数的选取进行讨论，得出Koutitas公式更为合理的结论。采用该模型对闽江口的潮汐、潮流特征进行分析，得出以下结论：闽江外海潮波自东南至西北向近岸区域传播，水道内潮流有明显的往复流性质；熨斗岛北部和东部区域，潮流多以旋转流为主；闽江北支水道以落潮流为主，河口区域三维流场在侧向支流影响区域分层不明显。     

波浪作用下沙纹床面形态及底摩阻系数研究

波浪作用形成的沙纹在近海区域普遍存在,准确预测沙纹床面形态并计算对应的底摩阻系数是研究近岸波浪变形、泥沙输运及岸滩演变的基础。利用国外公开发表的室内试验和现场观测数据对已有计算沙纹形态的典型公式进行分析评价。考虑床面形态与水流条件的互相适应,提出新的平衡状态下沙纹长度、高度及波陡计算公式;引入临界Shields参数判别函数来考虑底床泥沙运动状态对沙纹形态的影响;通过理论推导得到波浪摩阻系数计算公式,并利用沙纹形态计算公式改进粗糙高度的计算方法。结果表明,提出的沙纹形态计算公式能够较好地刻画不同底沙运动状态下沙纹床面几何特征,临界Shields参数对于沙纹形态的计算具有重要影响;新得到的沙纹长度和高度公式可以有效地应用于波浪摩阻系数计算。     

考虑桩土相互作用的高桩梁板式码头pushover加载模式研究

通过对某梁板式高桩码头实例进行建模分析,采用p-y曲线法考虑桩土相互作用,研究不同加载模式对高桩码头pushover分析的影响。分析对比5种加载模式的受力、位移变化等特性,并与时程法计算结果进行对比。结果表明,桩基屈服顺序主要受到桩的斜度和倾斜方向的影响,均匀分布加载模式反映了结构弹塑性阶段的上限。对时程法计算结果综合分析表明,集中力加载模式和SRSS模式与时程分析结果符合较好。     

河口挡潮闸闸下低潮缺失水位修正方法

河口挡潮闸闸下低潮水位资料周期性缺失可能导致闸下潮汐调和分析结果出现偏差,从而直接影响到闸下水位过程的预报精度。针对这一问题,提出了一种闸下低潮缺失水位的修正方法,利用潮汐过程曲线的对称性对低潮缺失水位资料进行初步修正,然后根据调和分析自报结果对修正数据进行迭代更新,直至潮汐调和常数不再变化。验证结果表明,该方法可有效提高闸下水位过程的自报精度,其成果在2014年宁波高背浦闸闸下测站的潮汐预报中得到了良好应用。