垃圾土力学特性及其路基填筑应用研究

将垃圾土应用于公路路基填筑是实现垃圾土大规模资源化利用的有效途径。本文首先对实际垃圾土进行筛分处理,制得适用于公路路基的垃圾筛余土(简称垃圾土);进而,通过室内试验研究了直接压实垃圾土和固化垃圾土的抗剪强度、CBR值等力学特性;以此为基础,修筑直接压实垃圾土路基试验段,并采用适宜的新型施工工艺修筑固化垃圾土路基试验段,监测路基的工后沉降随时间的变化规律,对比两种垃圾土路基的应用效果。结果表明:固化垃圾土与直接压实垃圾土相比,粘聚力提高1.6~1.9倍,内摩擦角提高30%以上,CBR值提高4.5~5.1倍;固化垃圾土路基的工后沉降比直接压实垃圾土路基降低64.7%,且能够更早地趋于稳定。以上结果证明:本文提出的固化垃圾土路基施工工艺和垃圾土资源化利用途径是可行的。     

超高层混凝土结构竖向变形分析与补偿研究

马来西亚四季酒店项目为342.5 m超高层混凝土结构,结构形式为框架-核心筒;依据施工现场合理的施工顺序及进度计划安排、不同施工阶段的高强混凝土特性的试验数据等,建立ETABS数值模型,分析出结构竣工和30年补偿周期时不同竖向构件的总竖向变形量以及相互之间的竖向变形差;施工过程中对已施部位监控点采取全程有效监测的方式来矫正分析数据,并采用平层效应和层差补偿的过程管控方式来弥补竖向构件的竖向变形量;最终通过分析比较结构竣工时现场监测点的实测数据与模型分析数据,验证了数据分析及竖向变形过程控制措施的合理性,取得了良好的效果。     

基于FFD和轴变形方法的翼身融合水下滑翔机外形参数化建模

外形参数化是水下滑翔机外形优化设计的重要内容,针对现有几何参数化方法在翼身融合水下滑翔机外形参数化中存在的问题,本文提出一种基于FFD和轴变形方法的翼身融合水下滑翔机外形参数化建模方法。该方法首先基于B样条方法,建立翼身融合水下滑翔机外形的FFD参数化模型,实现滑翔机外形的自由变形;然后在此基础上,针对FFD参数化方法优化变量多的缺点,提出一种翼身融合水下滑翔机外形的轴变形参数化方法,对FFD控制体进行间接变形操纵,减少优化变量的数目;最后通过实例对所提方法的有效性进行了验证。     

基于MQ插值的变形网格在船舶阻力预报中的应用

在非结构切分网格的框架下,发展了一种基于Multi-Quadric插值的变形网格技术,结合CFD软件STAR-CCM+,采用SST湍流模型,并以VOF法进行自由液面的追踪,将该变形网格技术应用于带附体穿浪双体船的阻力预报中。分别以网格的拉伸变形和斜率变形实现了阻流板和尾楔的边界运动,计算了阻流板高度为4 mm、6 mm和8 mm以及尾楔角度为5°、10°和15°时的工况。计算结果表明,变形网格方法与固定网格方法取得了相同的精度;同试验值相比,在不同工况下变形网格最大平均误差约为6.67%,验证了其可行性。但是,相比于固定网格方法,变形网格方法的计算时耗最大可减少40%,因此采用该变形网格方法可极大地提高带可变形附体的船舶的阻力预报效率。     

舱内爆炸冲击载荷特性实验研究

  目的  为研究典型舱内爆炸载荷对加筋板的毁伤特性,将舱内爆炸载荷分为初始爆炸冲击波载荷和准静态气压载荷,利用有限元分析软件LS-DYNA开展爆炸载荷下固支单向加筋板毁伤特性的数值模拟。  方法  主要模拟载荷冲量相等和载荷峰值相等时固支单向加筋板的变形特性,以及加筋板分别在初始爆炸冲击波载荷、准静态气压载荷及2种载荷联合作用下的毁伤特性,并分析上述载荷作用下加筋板的变形特点。  结果  结果表明：当作用在加筋板上的冲量相等、载荷作用时间小于0.05倍垂向一阶自振周期时,加筋板的最终挠度值处于最大值附近;当载荷峰值相同时,存在饱和冲量值,达到饱和冲量值以后,载荷作用时间不再影响加筋板的最终变形。  结论  在舱内爆炸载荷作用下,加筋板的最终变形不是2种载荷作用下的简单叠加,2种载荷的联合作用会增强毁伤效果。     

船舶结构的搁浅数值仿真研究

文章用数值仿真法研究了船舶结构搁浅中的内部力学问题,分析了典型双层底结构的损伤变形、受力和能量耗散结果。研究表明,损伤变形集中于搁浅的区域,搁浅力学问题主要考虑局部的船体结构;肋板的存在显著地增加船底结构的抗搁浅能力,使礁石的垂向贯入量会略有减小;当纵桁远离搁浅区域时,它的吸能能力无法发挥,抗搁浅作用明显削弱。     

"大源湖"号油船尾管异常声响分析与对策

从“大源湖”号油船在满载航行时产生尾管异常声响现象,经研究和理论计算,查找出产生的原因,提出经济而简单的解决措施。由此对大型船舶提出一个共性问题,轴系校中应考虑船体变形的影响,防止事故发生。     

防波堤袋装砂软基处理及监测数据分析

通过埋设在砂肋软体排上的原形观测仪器,对防浪围堤抛石施工过程进行了全程监测。监测结果表明:尽管抛石初期地表沉降速率很大,但综合测斜、分层沉降、孔隙水压力观测结果分析,地基依然保持稳定。采用袋装砂和塑料排水板的软基处理方法完全能够满足工程需要。     

新型码头钢-混凝土组合面板

基于特殊需要,提出了带型钢加劲肋的钢板-混凝土组合板这一新型组合码头面板。以加劲肋形式、组合板厚度和栓钉布置为参数,进行了9块组合板的力学性能试验。试验结果表明,通过适当地选择型钢加劲肋形式、合理地布置栓钉和确定混凝土厚度,可以保证组合作用的发挥。组合板的正截面承载力可按基于修正平截面假定的极限状态计算;组合板的变形,可在按现行钢结构设计规范计算的基础上,加上考虑界面滑移影响的附加变形值予以修正。计算值与试验值吻合较好。     

Application of analytical model in the prediction of dynamic responses and fatigue damage of flexible risers: Part II – Dynamic analysis of flexible risers in large-scale domain using a direct moment correction method

In recent years, the dynamic responses of flexible risers have been the focus of many researchers. Most flexible risers undergo a substantial level of irregular motion from environmental loadings, which involves a continuous slip of helical wires. The slip of helical wires especially leads to a hysteretic effect by reducing the bending stiffness, making it hard to predict the dynamic responses of flexible risers. The current study, as an extension to Part I, presents a new large-scale dynamic analysis method for flexible risers. The suggested method creates a large-scale model for the dynamic analysis that considers a geometric and bending nonlinearity of flexible risers. The kinematics of each beam element is formulated based on a Green-Lagrangian strain and the interaction with the seabed, providing a realistic analysis of flexible risers. In particular, the current study introduces a direct moment correction method that modifies the internal force vector using an improved analytical model. The improved analytical model is assigned at each node of the large-scale model and estimates an accurate bending hysteresis curve considering the effect of shear deformation and varying tension. The suggested method corrects the bending moment and shear force of all beam elements based on the bending hysteresis curves obtained from the improved analytical model, by which a complex bending behavior of flexible risers is reflected in a large-scale domain. As a result, this study achieves a more accurate prediction of the dynamic responses and fatigue damage of flexible risers. A new dynamic analysis program, called OPFLEX, is developed herein based on the suggested analysis method. Using the developed program, the current study conducts several numerical investigations to identify the effect of the shear deformation and varying tension. Consequently, it is confirmed that the shear deformation of internal layers reduces the fatigue damage of helical wires by delaying the increase of internal stress. It is also identified that the effect of varying tension deteriorates the fatigue life of flexible risers through a continuous change of contact pressure during bending.