冻土路基的随机温度场

在导出温度场的变分原理基础上, 利用摄动技术将冻土热力学参数及边界条件的随机性引入到温度场泛函的变分中, 得到了随机温度场的变分原理和有限元公式. 以此编制了计算程序, 并计算了寒区路基在随机边界条件和材料参数影响下的随机温度场.     

隧道火灾时空温度场小波分析

提出了分布式光纤温度传感系统（DTS）时空温度场小波分析方法,完成了监测系统报警算法的设计;应用该算法,对隧道内弱风和强风条件下的模拟实验隧道火灾时空温度场进行了瞬态识别;基于隧道温度场监测数据时空矩阵的提取,对隧道的温度场变化规律做出了分析,并选取Ribo3.7小波基成功识别出隧道火灾时空温度场的奇异点。实验结果表明,基于小波分析定位隧道时空温度场奇异点是一种有效的隧道火灾报警方法。     

平面SH波作用下衬砌隧道对地下地震动的影响

以地下隧道对附近场地动力特性的影响为研究目标,基于弹性波动理论,利用波函数展开法和镜像法,分析了弹性半空间中圆形衬砌隧道对平面SH波入射产生的散射问题,得到了地下圆形衬砌隧道附近场地位移的级数解答。通过数值算例分析了地下圆形衬砌隧道对场地动力响应的影响,重点考察了SH波入射角度、入射频率和隧道埋深、衬砌刚度对隧道周围土体动力响应随深度变化的影响规律。结果表明,地下隧道对沿线场地的地下地震动影响显著。     

层状饱水软土地基三维非轴对称动力响应分析方法

将饱水软土地基视为两相介质、考虑水的渗流和土骨架9变形的耦合作用，用Fourier展开和Hankel积分变换分析三维非称对称饱和弹性土层波动方程，用刚度矩阵方法，建立了层状饱和软土地基三维非轴对称动力响应的解析分析方法。以数值算例对比分析了单相土介质与两相饱和土介质三维非轴对称稳态动力响应，结果表明：在饱水软土地基动力响应分析中应该考虑土体中孔隙流体的影响。     

用砾石排水桩抗地震液化的砂基孔压计算

本文首先列出了考虑地震期孔隙水压力产生、扩散和消散的竖向和径向同时排水的偏微分方程式,然后采用δ-函数和根据贝塞尔函数理论求解了这个方程式,导出了地震期孔隙水压力的一般解析公式,进行了分析。文末列有算例。     

曲线桥抗震传递矩阵法

本文考虑曲线梁桥在竖直方向的弯扭耦合以及水平方向的弯曲、轴向变形,导出了曲线梁单元竖直方向和水平方向的传递矩阵.给出了用传递矩阵法计算曲线梁桥竖直方向和水平方向的振动频率、振型、地震内力和变形的计算公式和步骤,并运用传递矩阵法对单跨简支桥进行了地震反应分析.算例表明,本文方法简单、具有较高精度和效率,可用于曲线梁桥抗震设计.     

注聚合物井井下温度分布数值模拟研究

本文提出了一种计算注聚合物井井下温度分布的方法,该方法视井筒内的聚合物溶液为非牛顿幂律流体,考虑注入流体在井筒中同一截面上的速度变化,根据聚合物溶液在多孔介质中的流变性,依据广义达西定律求取渗流速度,基于能量守恒方程建立柱坐标系下注聚合物井井筒内流体、注入层及围岩的二维温度场模型.通过合理的边界条件,将三部分模型耦合起来,采用交替方向半隐式有限差分法求解建立的井下温度场模型.考查了注入量、注入时间、幂律指数和稠度系数、注入液温度等因素对井下温度场分布的影响,结果表明,当注入的聚合物溶液温度低于注入层的原始温度时,随注入量和注入时间的增大以及粘度的减小,注入层的温度降低;注入聚合物溶液温度与注入层原始温度差越大,注入层处的温度剖面异常越明显.本文数值计算结果可用于指导注聚合物井的井温测井应用.     

空间结构横向动力稳定的有限元摄动分析

本文研究在竖向谐荷载作用下结构的横向动力稳定问题。与文[2]～[8]不同,本文考虑了竖向谐荷载所产生的几何刚度阵为谐荷载扰频的函数这一情况,提出了一个新的求解方法,给出了相应的公式推导。通过算例得出了必须考虑扰频对动力几何刚度阵影响的重要结论。     

SV波入射下饱和地层浅埋平行隧道动力响应机制

目前城市核心区交叠紧邻的隧道群大量涌现,其抗震安全性问题日益突出,但近邻隧道之间以及与地层的动力相互作用机制尚不清晰.本文针对饱和地层浅埋平行隧道,基于Biot两相介质理论,采用边界积分方程法分别建立了饱和地层水平和竖向双线隧道动力作用分析模型,并与典型算例精确解对比验证了本模型的有效性;在此基础上,研究了SV波入射频...     

循环荷载作用下不均质地层中盾构隧道纵向响应研究

修建在纵向不均质地层中的地铁隧道,由于列车循环荷载的作用,会导致隧道下部的土体产生不均匀沉降,对既有隧道产生不利的影响。针对这一问题,提出考虑隧道剪切效应的地基不均匀沉降对既有隧道竖向变形影响的解析解。既有隧道简化为搁置在Winkler地基上的Timoshenko梁,通过两阶段分析法,分析下卧地层不均匀沉降引起的隧道响应。首先确定列车荷载引起的动偏应力,并运用土层的力学指标计算出静偏应力和破坏偏应力。然后运用累积应变的经验公式计算出隧道下部土体的累计沉降,将土体的沉降转化为力施加在隧道上。基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道竖向变形微分方程,求解得到隧道变形的解析解,进一步可以得到隧道的弯矩、剪力、转角、错台。     

非均匀P-偏振电磁波在导电界面的类全反射横向偏移

利用非均匀P-偏振电磁波（电场平行于入射面）在导电界面反射系数所产生的附加相角导出了非均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移，并给出了一个低频电磁波算例，绘制了横向偏移随入射角的变化曲线. 计算结果表明，入射角在相移常数临界角、衰减常数临界角和90°处，横向偏移曲线存在三个间断点；当入射角等于这三个角时，电磁波将沿界面传播；当入射角在这三个角附近时，横向偏移效应影响较大；在其他角度入射时横向偏移与波长在一个数量级. 论文还讨论了横向偏移效应对电磁波测井测量结果所产生的误差，并给出了误差计算方法和算例.     

改进的AHP对连拱隧道渗漏水病害影响因素评价

本文深入分析了改进的AHP的优点,在现场调研的基础上考虑了18个影响连拱隧道渗漏水病害的因素,测算各因素的权重,最终以杭徽高速公路隧道群渗漏水病害为例,对各影响因素权重系统进行了测算并对其影响的大小进行排序.研究结果显示,连拱隧道的结构形式是影响连拱隧道渗漏水最主要的因素,这种形式的中隔墙自身的缺陷所在使得渗漏水尤为严重,此外,施工也是不可忽视的一个因素,"三缝"施工、防水板施工、排水管施工以及防水材料的选取,都应做到精心施工,严格按照要求,只要一个因素出现问题,渗漏水病害发生的几率就会增大.因此,改进的AHP分析连拱隧道渗漏水病害影响因素的权重系统符合客观实际,给连拱隧道渗漏水影响因素的评价提供了新的思路.     

T形短肢剪力墙弹塑性模型及地震反应分析

根据短肢剪力墙结构的受力和变形特点,对多竖直杆模型进行了改进,建立了截面位移模型,摒弃了杆模型平截面假定的限制,有效地考虑了剪滞效应和翼缘的影响。利用变分原理导出了T形短肢剪力墙的空间单元刚度矩阵,研制了弹塑性时程分析程序,并输入三种不同的地震动进行了算例分析,计算结果表明,短肢剪力墙结构抗震性能较好,适合于在地震区推广使用。     

行波作用下盾构法隧道复杂系统的弹塑性地震反应分析

本文基于盾构法隧道等效连续化计算模型,利用有限元法建立了在地震行波作用下复杂盾构法隧道系统弹塑性受力分析的模型和求解方法。通过算例验证了有限元法的适用性。对上海市穿越黄浦江的延安东路盾构法隧道复杂系统进行了地震行波作用下的反应分析,得出在地震作用下隧道内力大小、分布及其影响因素的诸多结论。     

近距离上层隧道施工对下层隧道的扰动影响

针对近距离上层隧道施工时给下层隧道稳定性造成扰动影响的现状,基于简支土体梁力学模型,研究下层隧道顶部在周期性扰动力作用下的系统振动特性,得到顶部垂直位移的动态响应数学表达式,为定量掌握最大位移峰值的大小与出现时刻提供理论依据,指出考虑振动因素时上下层隧道安全距离的确定方法。结合具体算例探索扰动力等因素对最大位移的作用规律,结果表明:扰动力振幅和隧道跨度分别增加1倍和2倍时,最大位移峰值相应增大1倍和23.9倍;隧道层间垂距和土体弹性模量分别增加2倍和3倍时,最大位移峰值相应减小88.2%和70%。当主要影响因素变化时,最大位移的波动大周期延长、波动震荡性加剧,特别是峰值处的震荡幅值增大,隧道顶部稳定性受到明显影响。     

渗流和地震耦合作用下边坡稳定性分析

正地下水渗流和地震对边坡的稳定性都有重要影响,渗流和地震共同作用这一复杂工况下的边坡稳定性问题已成为当前岩土工程研究的热点问题之一。主要问题是渗流和地震共同作用时稳定性的计算方法需要探索和完善;各种影响因素需要深入分析和研究。本文的研究工作为解决复杂工况下的边坡稳定性分析和评价提供了一种新的思路,这一工作对多工况耦合作用下的边坡失稳机理研究和稳定性评价具有重要的理论参考和实际意义。本文在前人已有工作的基础上,基于极限平衡理论和数值模拟开展了渗流和地震两种工     

无限弹性介质中隧道内爆炸动力响应的解析解

基于圆柱形薄壳结构理论,建立爆炸荷载作用下隧道结构的动力平衡方程.采用积分变换法求得Fourier变换域内爆炸荷栽作用下隧道位移场的积分表达式.结合具体算例,采用离散Fourier逆变换的数值计算方法,给出了爆心处隧道位移时程曲线、最大正应力时程曲线及某一时刻隧道位移幅值和最大正应力在x方向的变化曲线.其结果与数值计算结果相一致,验证了方法的可行性.     

油水两相渗流多孔介质弹性波传播动力学模型研究

弹性波在储层渗流场中的传播与衰减规律是研究波场强化采油动力学机理的重要基础.基于等效流体理论和饱和静态流体弹性波传播Biot理论,建立油水两非混相流体渗流条件下储层多孔介质中弹性波传播的动力学模型,通过算例求解与分析,发现含油水两相渗流储层多孔介质中同时存在着3种纵波P1、P2、P3和1种横波S;受频率和含水饱和度的影响,各波波速和品质因子呈现出不同变化规律,4种体波波速与频率、饱和度正相关,P1、P2波品质因子与饱和度正相关,P3和S波品质因子与饱和度负相关;最后,通过与传统静态弹性波模型结果对比,进一步分析了宏观渗流场对弹性波传播特征的影响规律,为揭示低频人工地震波辅助强化采油技术的动力学机理和工艺参数优化提供了重要理论依据.     

地震SV波斜入射下沉管隧道的地震响应分析

在ABAQUS黏弹性人工边界时域波动方法的基础上,首先运用等效应力输入方法实现地震SV波倾斜入射,半空间算例验证该方法具有较好的计算精度,进而基于所建立的斜入射方法研究地震波斜入射对海河沉管隧道地震响应的影响。计算结果表明:SV波斜入射情况下,沉管隧道的地震响应规律与垂直入射时具有明显差异;随入射角增加,沉管隧道结构应力增大,应力较大点出现在沉管隧道的四个角点及隔墙与底板、顶板的连接处,其中中隔墙为最薄弱点;随入射角增加,侧墙和隔墙的相对最大水平位移增大,其中中隔墙位移最大;随入射角增加,沉管隧道结构竖向加速度峰值明显增大。因此在沉管隧道结构抗震设计中应考虑地震波斜入射的影响。     

非稳定流单井排放诱发地壳形变的研究──基于Neuman理论的无压含水层完整井

在高精度动态大地测量时,为考虑地下水单井排放对台站坐标的影响,需精细研究不同水流系统和地层模型下相应的定量计算问题．本文将地下水单井排放诱发地表位移的一般公式与Muman理论结合起来,导出了适用于各向异性和滞后反应的无压含水层完整井非稳定流单井排放诱发的地表位移的解析表达式,以20个结点的Hermite求积公式和15个结点的Gauss－laguerre求积公式,编制了相应的计算程序,给出了模拟算例．本文的研究在理论上比基于Boulton理论的相应研究更合理,在实践上此方案是可行的．