非自由液化场地地基动力性能大型振动台模型试验研究

基于1∶10模型大型振动台试验,研究非自由液化场地的地基动力性能。液化场地条件下,与自由场地基相比,非自由场地地基的自振频率明显加大、动力耗能作用提高较小。土层液化前且在小震输入下,地基动力变形的线性特征较突出,主要表现为对地震波的动力放大作用,加速度反应自下而上逐渐增大;土层完全液化后,地基加速度反应自下而上也逐渐增大,这是由于液化地基的层间剪切运动加快且加快的速率自下而上逐渐增大所致。地基孔压变化主要受两方面因素影响:一是随埋深减小,孔压减小,但孔压比增大;二是离桩距离越近,孔压和孔压比越大。土层液化前,输入波主要峰值过后,自下而上孔压消散逐渐减慢。较大震输入下,自下而上孔压有减小的趋势,但最大孔压比均很快达到液化孔压比;输入波主要峰值过后,孔压消散很缓慢,尤其是孔压消散随埋深减小越来越慢。试验中还出现瞬时负孔压的有趣现象,这也许是由于可液化土层发生瞬时膨胀作用所致。     

软土地基上刚性桩一路堤共同作用分析

针对桩承式路堤工作性状比较复杂、对路堤—桩—土之间共同工作机理的认识还不是十分清楚的问题，建立了考虑土桩路堤变形和应力协调的平衡方程，分析了三者协调工作时路堤、桩、土的荷载传递特性，获得了路堤的土拱效应、桩土荷载分担、桩和土的沉降等结果。将本文的方法与弹塑性有限元计算结果进行了对比，验证了该计算模型的合理性，同时应用所提出的方法，对杭甬高速公路拓宽工程进行了分析。     

软土地基路堤临界高度确定方法探讨

软土地基上高速公路工程建设中存在路堤临界高度的现象,根据国内外已有的文献资料全面总结了路堤临界高度的3种确定方法:实测资料确定法、理论公式计算法和离心模型试验法。在此基础上,根据某高速公路的大量实测数据,利用多元线性回归分析方法,得到了一个路堤临界高度计算的经验公式,探讨了软土地基硬壳层和软土层厚度与路堤临界高度之间的内在联系。     

路堤荷载下管桩复合地基设计理论的试验研究

介绍了管桩复合地基在某高速公路软基试验工程中的应用,并简单分析了其加固效果,进而结合已有的研究成果,提出了一套路堤下刚性桩复合地基的设计理论。通过工程实践表明,该设计理论具有在工程实践中推广运用的价值。     

多年冻土区钻孔灌注桩施工过程热力特性研究

钻孔灌注桩水化热会暖化冻土引起桩基承载力下降,以桩基水化热在时间与空间上的影响效应为研究目的,结合青藏公路G214沿线查拉坪旱桥桩基观测数据,分析水化热对地温场的扰动范围以及桩周土回冻时间,给出灌注桩18 d内的养护温度。结果表明:水化热对距桩1.95 m以外地温影响微弱;144 d后桩侧温度降至0℃以下,229 d后桩侧温度低于-0.5℃;2 a后桩侧基本回冻至天然地温,此时承载力已达到设计要求。桩基混凝土养护温度前5 d在10℃以上,5~12 d在5℃以上,12~15 d为2℃以上,15~18 d仍高于0℃。通过数值仿真给出混凝土入模温度及桩基施工时间对桩周温度场的影响,模拟结果显示,该区域的灌注桩施工可以在相应规范规定范围内提高混凝土入模温度;灌注桩施工可以在冷季进行,但要做好5 m以上深度桩基混凝土的温控措施。     

Simulation on progressive collapse behaviour of whole ship model under extreme waves using idealized structural unit method

To ensure the safety of navigating ship, working loads and structural load-carrying capacity are two important aspects. In the present paper, a total simulation system combing load calculation and structural collapse analysis is applied to simulate progressive collapse behaviour of a single-hull Kamsarmax type bulk carrier. A three dimensional singularity distribution method is adopted to calculate pressure distribution with time history. A mixed structural model, collapse part simulated by ISUM elements and remaining part by elastic FEM elements with relative coarse mesh, is proposed for collapse analysis. Progressive collapse behaviour obtained by ISUM is good agreement with that by nonlinear software package, MARC. However, the calculation time of ISUM analysis is about 1/70 of MARC analysis. The applicability to structure system, high accuracy and sufficient efficiency of ISUM had been demonstrated.     

Tuning of transfer functions for analysis of wave–ship interactions

Transfer functions are often used together with a wave spectrum for analysis of wave–ship interactions, where one application addresses the prediction of wave-induced motions or other types of global responses. This paper presents a simple and practical method which can be used to tune the transfer function of such responses to facilitate improved prediction capability. The input to the method consists of a measured response, i.e. time series sequences from a given sensor, the 2D wave spectrum characterising the seaway in which the measurements are taken, and an initial estimate of the transfer function for the response in study. The paper presents results obtained using data from an in-service container ship. The 2D wave spectra are taken from the ERA5 database, while the transfer function is computed by a simple closed-form expression. The paper shows that the application of the tuned transfer function leads to predictions which are significantly improved compared to using the transfer function without tuning.     

考虑横向漂移的船舶路径跟踪自抗扰控制

针对船舶运动系统中内部动态不确定和外部干扰等问题,进行了欠驱动船舶路径跟踪的自抗扰方法研究。利用Backstepping设计参考航向角,并通过线性扩张状态观测器对流干扰和横向运动引起的横向漂移进行估计。其次,根据自抗扰算法对航向进行控制,采用线性扩张状态观测器对外界干扰及内部不确定项进行估计。最后仿真结果表明,在风流干扰下所设计的控制器仍能使船准确地跟踪上参考路径,验证了所提控制方案的有效性。     

基于AR模型的并靠两船相对运动预报研究

根据两船相对运动的特点,利用两船模相对运动的测量数据,运用基于自回归模型的时间序列分析法,建立了两船相对运动的数学模型,并给出了运动姿态的预报值.通过本方法的研究,可以得到满意的相对运动预报精度,为两船补给波浪、补偿装置的开发打下了理论基础.     

两船并靠状态下的运动响应数值模拟研究

针对两船并靠工况复杂,各种运动相互间存在耦合的情况,基于三维势流理论和波浪的辐射/衍射理论,应用多体水动力学软件,建立了船体、护舷和缆绳的模型,开展了两船在风、浪、流作用下的运动响应数值模拟。模拟结果可作为并靠方案设计和优化的参考依据,也可为两船并靠状态下的护舷力学性能计算提供支撑。