Determination of limiting cavity depths for offshore spudcan foundations in a spatially varying seabed

The importance of accurate prediction of limiting cavity depths during offshore spudcan foundations installation has been variously highlighted in the literature. Nonetheless, most of the previous research is deterministic in nature and confined to homogenous soils. Since offshore clayey soils can be highly spatially variable, there is a practical need to take proper account of the spatial variability in the prediction of limiting cavity depths. In a bid to remedy this situation, large deformation finite element calculations combined with three-dimensional random fields were repeatedly conducted in this study within a Monte-Carlo framework. The continuous penetration of a spudcan initiated from surface was explicitly modeled until a full-localized flow-around mechanism was observed. Spatial variability was found to clearly affect the soil back-flow and thereby the limiting cavity depth, the latter of which takes a range of values that can be approximately modeled as a log-normal distribution. Characteristic limiting cavity depths at various probability levels were ascertained. An algebraic expression was proposed to explicitly predict the characteristic limiting cavity depths in random soils from the fractile. Particular attention was paid to the lower and upper 5% characteristic values, which are likely to be useful for reliability-based design.     

信号交叉口行人二次过街下右转车通行能力与延误估计模型

在充分分析典型四相位交叉口行人二次过街设置前、后的行人流与右转车流冲突的前提下，以行人过街时间占有率和行人群到达分布作为分析指标，利用可插车间隙理论得出行人单向通行和双向通行条件下的右转车通行能力计算公式；根据行人流随机消散和集中消散的不同特征，应用随机分布理论推导出右转车穿越行人流的延误模型；并通过算例对比分析行人二次过街设置前、后右转车通行能力和延误的变化值。结果表明，除了在少数行人流量比较大的情况下， 行人二次过街的设置会小幅度减少右转车的延误；在其他大多数情况下，行人二次过街设置后， 右转车的通行能力将受到限制，延误增大，其中，平均通行能力降低了16.68%，平均延误时间增大 了21%，所以，当右转车交通需求较大时，需同时考虑行人和右转车的交通运行状态，优化设计是否采用行人二次过街，避免右转车超出极限忍耐时间而增大与行人冲突的概率。     

基于Ansys的矩形加筋平盖封头强度评定

将有限元方法与分析设计相结合,利用有限元分析软件Ansys对一种矩形加筋平盖封头进行强度评定。本文首先介绍瓶盖封头结构的改进。然后建立有限元模型,并进行应力求解。结果表明,此加筋平盖封头满足强度要求,与普通平盖封头相比,减小了平盖的厚度,降低了结构总重量,对平盖封头的结构改进设计具有一定指导作用。     

轨道复合不平顺对无缝线路横向变形的影响分析

轨道复合不平顺会对行车的安全及稳定性产生较大影响,也是影响无缝线路横向变形的一个重要因素。为研究轨道复合不平顺对无缝线路的具体影响,通过构建三维轨道框架非线性有限元模型,采用轨道框架单点(或多点)位置发生横向及竖向位移来模拟复合不平顺状态,通过计算获取节点位移变化规律,进而分析轨道复合不平顺对无缝线路横向变形的影响作用。研究结果表明,轨道的复合不平顺会对无缝线路的横向变形产生显著的影响;当线路出现三角坑等类似病害时,其节点位移变化更为显著,在无缝线路的日常养护维修中应尤为注意。     

基于有限元的尼龙板热膨胀性能分析

尼龙材料由于其良好的机械性能及热性能而被广泛应用于各种生产领域,了解掌握尼龙板材在不同温度环境下的热膨胀变形对于设备的维护和保养十分重要。本文从材料的热膨胀理论出发,以有限元的理论为基础,详细讨论尼龙板材在不同温度下发生的热膨胀变形,通过有限元仿真分析尼龙板材在不同温度下的热膨胀性能,得出尼龙板在一定温度范围内的热膨胀变化规律。     

型腔结构对尾轴承力学性能影响的有限元分析

型腔尺寸的大小和腔数对水润滑橡胶尾轴承的力学性能有重要影响，并且直接影响轴承的承载能力和运转精度。本文基于有限元法，研究了不同型腔数目、型腔全角和型腔长度对尾轴承的力学性能影响。结果表明：在5种不同腔数尾轴承的研究对比中发现，4腔尾轴承的力学性能最优。研究型腔全角和长度因素影响时，发现全角55°长度500 mm的型腔结构性能更好。     

铁路预应力路堤加固技术数值研究

研究目的:铁路预应力路堤在国内外尚属一种新型路基加固法,其受力变形特性暂未得到系统化研究,相关加固设计理论仍处于探索性阶段。因此,有必要通过数值手段了解预应力路堤的工作状态,以掌握其加固性能。鉴于此,借助ABAQUS软件平台构建预应力路堤仿真系统,分析差异化预应力加固参数对路堤变形和承载能力的影响以及预应力加固构件的受力特征。研究结论:(1)路堤本体段坡面较优加固位置为距本体顶面以下0.3倍本体高度处;(2)坡率1∶1的预应力路堤在第1、2排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa预压荷载时,其变形与承载力均可达传统路堤(坡率1∶1.5)水平,并可通过提升加固标准进一步强化路堤承载性能;(3)当对第1、2、3排侧压板分别施加50 k Pa、100 k Pa、100 k Pa预压荷载时,路堤内部附加围压S11>13.5 k Pa区域大致呈"x"形分布并形成横贯路堤的"预压加固区";(4)侧压板锚固区受力集中且复杂,应注意保障锚固区板体强度;(5)力筋在路堤加载前后的应力变化量与坡面侧向变形特征相关;(6)本研究成果可为铁路预应力路堤的加固设计提供技术指导。     

基于隧道检测钢筋分布不均状况下判定衬砌结构安全性应用研究

近年来隧道内出现的越来越多的质量安全事故,引起各方高度重视,相应的最适宜隧道主体工程衬砌质量控制的地质雷达无损检测方法被广泛应用。通过雷达无损检测可揭露出衬砌内欠厚、脱空、钢筋分布不均等大量各类型缺陷,针对欠厚脱空等缺陷制定的注浆或开窗等治理措施是目前工程中常见的整改闭合工序,但钢筋分布不均对结构安全影响如何判定,怎么界定处理尚无成熟方案与规定。本文针对隧道项目中实际检测出的钢筋分布不均缺陷,在不宜大范围扰动结构及围岩进行整治的情况下,以及在避免其他问题共存等不利因素的前提下,应用有限元数值模拟计算分析强度安全系数,并结合现场外观等综合因素对衬砌结构安全性进行分析判定研究。     

新五维超混沌系统反同步研究

以新五维超混沌系统为对象，基于Lyapunov稳定性理论，采用非线性控制法、主动控制法及全局控制法，分别设计了控制器，实现了新五维超混沌系统的反同步。通过数值仿真，对三种方法的反同步效果进行了验证和对比分析，结果显示主动控制法优于其它两种方法。     

高速路网不停车收费车道优化布设方法

合理设置高速公路收费站ETC (Electronic Toll Collection)车道数量，对高速公路通行效率至关重要。针对目前路网中ETC与MTC (Manual Toll Collection)车辆混行的情况，考虑ETC的普及率，结合多用户路网均衡模型和排队论方法，建立基于双层规划模型的高速路网ETC车道优化布设方法。上层模型以车辆总通行时间最小为目标，优化设置进出收费站的ETC车道数量；下层模型为多用户路网均衡模型，反映ETC和MTC车辆的路径和收费车道选择行为。下层模型通过设计收费站的等价拓扑结构，表征收费站的车道使用规则及车辆的收费车道选择行为，并采用排队论方法估计ETC和MTC车道的收费排队时间。根据模型的特点设计了基于主动集的启发式算法，利用参数二进制与拉格朗日函数法确定迭代下降方向，解决了下降方向与步长难以计算的问题；通过内嵌优化函数的方式，保证在主动集转化过程中上层约束均不会失效，且避免了迭代过程中的模型解退化问题。基于上海市绕城高速进行实证分析，结果表明：随着ETC普及率的提升，收费排队时长按照负指数趋势下降；与按比例布设ETC车道的方法相比，所提方法最高可降低57.4%的收费排队时间，且该方法可以避免ETC车道布设过多对于MTC车道通行能力挤压造成的负面效果。研究成果可以有效指导高速路网ETC车道的布设，提高路网通行效率。