考虑膨胀力与孔隙性的膨胀土边坡稳定性

研究了膨胀土边坡的稳定性分析.相对于普通土体,膨胀土的多孔隙性以及膨胀性对其边坡的稳定性有重要的影响.由于以上两点原因,膨胀土边坡常发生浅层滑动.为了分析其浅层稳定性,利用极限分析原理,建立了圆弧状的破坏机构,将膨胀力视为外力作用与滑动体上.在计算其内外功率的基础上,提出了浅层稳定性的问题的数学表达式.经过计算,结果表明其稳定性问题受孔隙性的影响较大.     

锚固边坡稳定性的极限分析

传统的极限平衡法在分析锚固边坡稳定性时存在缺陷,为此将塑性力学中的上限法应用到锚固边坡稳定性分析中。文章推导了边坡稳定所需锚固力上限解的数学模型,并用序列二次规划法(SQP)进行了求解。研究发现:锚杆的外锚头距坡脚越远,所需锚固力越大,但在边坡中下部变化不大;锚固力随锚杆的倾角非线性增大,随安全系数线性增大;锚固力和滑裂面形状还与外锚头和锚固体的力学特性有关。为了提高锚固效果,建议在边坡的中下部加强锚杆的布置,而且建议锚杆倾角范围为13~35°。     

宜宾长江大桥斜拉桥的抗风性能分析

对宜宾长江大桥施工状态和成桥状态的动力特性进行了计算,分析了主梁的三分力系数取值,验算了桥梁的颤振稳定性和静力稳定性,结果表明,无论在施工阶段的最大双悬臂状态或最大单悬臂状态,还是在成桥状态,抗风稳定性均十分安全,不会发生静力扭转发散失稳。建议对斜拉索采取减振措施,可在设置内置橡胶圈阻尼器的基础上,再增设磁流变液阻尼器。     

滩涂区基础吊箱围堰设计方案研讨

对杭州湾跨海大桥南引桥滩涂区基础施工吊箱围堰方案设计进行了探讨 ,包括设计中考虑的荷载、设计时采用的主要荷载工况及采用大型有限元程序 ANSYS对吊箱围堰主体结构的有限元计算模型及计算结果。计算表明采用吊箱围堰施工方案是可行的     

基于社会力模型的地铁站乘客上下车行为影响因素分析

在上下班高峰期,缩短乘客的上下车时间,更多乘客将会被送达目的地,从而可以提高现有地铁系统的载客能力.现有的国内外研究乘客上下车行为的文献,大多以全部乘客下车为前提进行研究,这与现实生活中只有部分乘客下车的现象不符.因此在社会力模型的基础上加入规定未下车乘客行为的等待模型,在等待模型中,未下车乘客倾向于停留在初始位置.模拟了部分乘客下车行为,并研究了乘客初始位置分布、上下车乘客比例、门的宽度等因素对部分上下车乘客所需上下车时间的影响.结果表明,车门宽度增加23.08%,最多可节约39.7%的上车时间和39.62%的下车时间;随着上下车人数比例不断上升,平均上车时间不断下降,平均下车时间不断上升;通过改变下车乘客初始分布位置,可以将乘客下车时间缩短至原来的72.16%.     

交叉口绿闪信号行人过街行为模型

城市信号交叉口通过设置绿闪信号,在机动车获得通行权之前清空人行横道上的过街行人.为研究行人在此信号期间的过街行为,提出一种绿闪信号时行人过街运动模型.综合分析绿闪信号、周围过街行人、人行横道边界以及右转冲突车辆对行人过街的影响机理,基于社会力模型,建立绿闪后人行横道上行人过街行为模型,并根据实际调查所获得的人行横道尺寸、行人与车辆速度等数据,标定模型参数.基于模型仿真行人运动行为,产生行人分层现象以及与周围行人、冲突车辆避碰等行为,验证模型在宏观层面的有效性;对不同断面的仿真行人与实际过街行人的过街速率变化曲线进行拟合,拟合优度指标显示模型对人行横道前/后半段过街行人模拟精度分别为83% 和95%,验证了模型在微观层面的有效性.     

大倾角搁浅船舶扳正过程分析

在研究大倾角搁浅船舶的扳正过程中, 计算了难船扳正力、横倾角和吃水。根据搁浅船舶的受力特点, 建立了其力学模型, 分析了扳正过程中横倾角、吃水、入泥深度与海底泥土性质对船体的影响。利用GHS软件模拟搁浅船舶的扳正过程, 以某搁浅液化气船舶为例, 求解了其扳正过程中船体扳正力、总搁坐力、剪力、弯矩和转矩, 比较了难船不同扳正方案, 分析了难船的扳正方式、搁坐位置、上层建筑与储气罐对难船打捞的影响。分析结果表明: 在扳正过程中, 3个方案的力学参数的变化趋势是一致的。最大扳正力相差较大, 差值为9.1%~20.0%。搁坐力、剪力和弯矩均在横倾角为-55°~-50°时达到最大值, 船体虽然在该阶段不需加载较大的扳正力, 但仍应该注意船体的受力情况。在横倾角为-120°~-100°时, 转矩变化非常剧烈。弯矩和转矩均出现了反向变化的现象, 威胁船体结构的安全, 扳正中应该谨慎处理。选择合适的扳正方案时应该综合考虑扳正力施力点的位置和扳正过程对船体与环境安全的潜在威胁。     

基于体积力法的全附体KCS型船模PMM运动数值模拟

为高效、精确地求解船舶操纵水动力导数,以全附体KCS型船模为研究对象,基于RANS方程及VOF模型,在star-ccm+平台上采用体积力法模拟螺旋桨作用,计及自由面兴波及航行姿态变化对船模水动力的影响,开展斜航、纯艏摇、漂角和艏摇组合3种平面运动机构（Planar Motion Mechanism,PMM）运动的数值模拟,将横向力Y、艏摇力矩N、横倾力矩K的数值模拟结果与试验结果进行对比,并依照PMM试验的动力学方程,通过最小二乘法拟合和傅立叶积分,将数值模拟结果与试验结果的时历曲线进行分析处理,求得操纵水动力导数。研究结果表明：该方法用于数值模拟PMM运动是可行的;求得的水动力导数中Y'vvv,N'vvv误差略大,其余水动力导数误差均在15%以内。     

波音747型飞机跑道滑行力学响应

根据丹佛国际机场跑道大量实测的道面应变与弯沉, 分析了波音747型飞机滑行时道面不同位置弯沉和应变的主要特征, 研究了不同接缝传力特性、不同位置的残留变形与应变率。分析结果表明: 板边与板中有2个应变峰值, 对应于轮轴个数; 板横缝方向(与飞机滑行方向垂直)不存在反向应变, 而纵缝方向(与飞机滑行方向平行)存在2次拉压应变, 纵缝板边底部轮轴间的应变峰值回复量显著, 易发生开裂和疲劳破坏, 其底部应变峰值和应变峰值回复量分别是板边顶部的1.2倍和2.5倍; 飞机滑行时接缝处的应变率最大, 最大拉伸和压缩应变率分别为9.1×10^-4 s^-1和7.6×10^-4 s^-1, 在混凝土板中引起的应变率属于准静态应变率, 忽略其对混凝土板变形的影响; 板中弯沉为单峰值曲线, 而板角与横缝板边弯沉为双峰值曲线; 在同一板中, 板角处的相对残留变形最大, 板中处最小, 板角处的相对残留变形率是板中处的2.60~4.59倍, 相比于其他位置, 板角更容易与基层发生脱空; 铰缝传力系数接近1, 假缝与铰缝相比传力效率较低, 其传力特性具有明显的方向性, 而铰缝传力没有明显的方向性。     

流线型桥梁断面雷诺数效应

采用数值模拟方法计算了不同雷诺数苏通桥流线型断面三分力系数, 通过风洞试验研究了宽高比为10∶1的流线型桥梁断面的雷诺数效应, 分析了雷诺数对阻力系数、表面压力系数、风压功率谱及斯特罗哈数的影响, 研究了粗糙度对雷诺数效应的抑制作用。分析结果表明: 阻力系数随雷诺数的增大而减小, 雷诺数会改变表面压力系数0值出现的位置, 斯特罗哈数对雷诺数有平台区存在, 低雷诺数风洞试验测得的斯特罗哈数比实桥值小20%, 因此, 流线型桥梁断面存在明显的雷诺数效应, 且粗糙度对雷诺数效应有抑制作用。