水下悬跨输流管道流致振动响应研究

水下输流管道是油气管输的重要组成部分,海床或河床受水流的冲蚀而出现管跨后在内外流的作用下引起振动,造成水下管道的动力破坏。为此,以水下管道悬跨段为研究对象,考虑内外流体与管道间的流固耦合作用,将管跨处理成等截面的直梁模型,两端入土端的约束等效为弹性支承,采用模态叠加法对其进行动态响应研究,通过算例分析了各种参数对涡激振动特性的影响,从计算结果看出,内外流流速、压力、轴向力、管跨结构参数对管跨的动态响应具有重要影响。本文分析方法对水下管跨的动态设计和可靠性分析评估具有参考价值。     

地下输液管道动力反应分析

本文利用有限元方法,考虑介质、埋设管线及土壤的相互作用,进行了埋地管线动特性和地震动响应研究,得出了土特性、管内液体流动对系统固有频率及动力响应影响的若干初步结论。     

架空输液管道系统动力反应分析

本文针对架空输液管道系统,考虑介质和结构的相互作用,进行了动力特性和地震动响应研究．针对某些介质和结构参数,得出管内液体流动对系统固有频率及动力响应影响的若干初步结论。     

地震作用下储罐与管道连接波纹管的动力响应

针对储罐与管道连接这个抗震薄弱环节进行研究，考虑了储罐与地基、管道与地基的相互弹性作用及流固耦合作用，使计算模型比较符合工程实际情况。将储罐罐壁看作为刚体，将波纹管部分和管道部分分别用旋转锥壳单元和空间梁单元离散化，通过分析得到波纹管与储罐连接接合面、波纹管与管道连接接合面不同单元之间的位移协调约束方程，并用罚函数法进行处理。根据流体力学速度势理论和有限元法的基本理论，利用哈密尔顿变分原理推导出储罐与管道连接波纹管系统动力分析方程，编制了系统动力分析有限元程序，计算了垂直地震激励不同场地土地基条件下储罐与管道连接波纹管位移响应。     

考虑河谷场地效应的大跨CFST拱桥地震响应分析

本文对某特大跨上承式铁路钢管混凝土拱桥建立“V”型河谷场地有限元动力计算模型,结合时空解耦的时域动力有限元方法,研究“V”型河谷场地效应对其地震响应的影响,并考虑地震入射角、行波速度及地震动峰值等因素对场地效应的影响。结果表明:海拔高且坡度均匀的地形使地震波在反射过程中能量增大,海拔较低且坡度下陡上缓的地形使地震波在反射过程中能量减少,“V”型河谷场地效应使大部分钢管混凝土拱圈截面内力测量值放大作用明显;“V”型河谷场地地形效应与地震波的入射角、行波速度及加速度峰值等因素均有关联,且CFST拱肋面外受弯抗震性能受行波速度的影响较大。因此,钢管混凝土拱桥抗震设计中应注意场地地形效应及行波速度的影响。     

三塔自锚式悬索桥动力特性及影响参数分析

以某三塔自锚式悬索桥为工程背景,建立三维有限元模型,通过调整缆索初应变确定恒载作用下的成桥线形,基于静力平衡状态进行模态分析得到三塔自锚式悬索桥的振型及频率。结构动力特性影响参数分析表明:主缆抗拉刚度、加劲梁竖向弯曲刚度、桥面恒载集度、矢跨比等参数对结构动力特性影响较大。     

无伸缩缝桥梁的动力特性计算与试验研究

福建省永春县上坂大桥是目前我国修建桥长最大，采用整体式桥台的无伸缩缝桥梁。本文通过该桥的动力试验研究了该桥在天然脉动荷载作用下的自振特性，采用结构分析软件ANSYS建立全桥的空间模型，计算该桥的自振特性，与实测结果进行了分析比较。实桥试验还测试了无障碍行车试验和跳车试验这2种车辆激振作用下桥梁的强迫振动特性，并把实测的荷载冲击系数与新桥规的计算结果进行比较。研究结果有助于对该类桥梁动力特性的认识，有利于进一步开展无伸缩缝桥梁的抗震性能研究。     

爆炸作用下钢筋混凝土框架柱的动力及损伤分析

为了研究钢筋混凝土框架柱在爆炸冲击波作用下的反应,本文使用有限元分析软件AUTO-DYN对一个典型的钢筋混凝土底层框架柱进行了爆炸分析.设定了1m、3m、5m三种比例距离,各比例距离分别设置10 kg、50 kg、100 kg三种量级的TNT炸药.分析得到了各爆炸工况下柱子的动力响应及损伤形态.研究表明:柱子在爆炸冲击波作用下的动力响应对于比例距离的改变十分敏感;当炸弹在地面爆炸时,柱子最终破坏的区域总是在柱底到柱高的三分之一处;随着比例距离的增大,柱子最终的破坏形态由剪切型转变为弯曲型.     

不同围压和流体饱和状态下致密砂岩弹性各向异性特征

为研究致密砂岩声波速度及其各向异性随围压的变化规律以及不同流体饱和状态下的弹性各向异性特征,钻取了不同方向的岩心并在实验室超声波频率下对致密砂岩的声学特性进行了测量,分别给出干燥和饱和水状态下,不同方向样品纵横波速度、刚性系数以及各向异性系数随围压的变化规律,并对实验结果进行了分析讨论.实验结果表明致密砂岩纵横波速度、纵横波速度比以及刚性系数均随围压增加而增加,但其在不同饱和状态下的变化率却截然不同;纵横波速度比、各向异性系数在饱和水状态下变化规律不明显,表明孔隙流体的存在对于岩石物理性质有着非常重要的影响.这方面的实验工作不但对于考察不同流体性质对致密岩石弹性各向异性影响是必要的,而且有助于致密砂岩油水和气层的识别.     

深水悬臂桥墩动力特性及地震响应分析

利用ADINA中的势流体单元对一已建成的深水高墩建模,桥梁上部结构对桥墩的影响以墩顶集中质量的形式体现,分别对不同水深条件下桥墩-水体系的动力特性和地震动响应进行了系统的求解;为了检验Morison方程在深水桥墩动力分析中的有效性,将基于忽略速度力项的Morison方程的计算结果与基于势流体的结果进行了比较。研究结果表明：①水体对结构的自振频率折减影响随着水深的增大而增大,基于Morison方程得到的结构频率的影响大于势流体模型;②水深对墩顶位移的影响比加速度明显,墩底剪力受水深的影响大于其对墩底弯矩的影响;③考虑上部集中质量的影响,结构的响应会不同程度地减小;④相对于势流模型,忽略速度项的Morison方程所得到的结构动力反应略显保守。     

Ultrasonic elastic characteristics of five kinds of metamorphic deformed coals under room temperature and pressure conditions

The calibration of the elastic characteristics of deformed coals is essential for seismic inversion of such units, because the prediction of coal deformation is essential for both mining safety and methane production. Therefore, many samples of broken and mylonitic deformed coal were tested with ultrasonic waves in the laboratory. These samples came from four mining areas: the Huainan, Pingdingshan, Hebi and Jiaozuo coal mines, which present five different metamorphic ranks shown as cylinders striking across circular limits of steel. Under normal pressures and temperatures, ultrasonic P- and S-wave tests show that the velocities, quality factors, and elastic moduli of the deformed coals were greatly reduced compared with undeformed coals. Also, some correlation was found between the P- and S-wave velocities in the deformed coals. However, there is no evidence of linear correlations between velocity and density, velocity and quality factor, or the quality factors of P- and S-waves. Compared with the elastic characteristics of undeformed coals, such as P- and S-wave velocity ratios or Poisson’s ratio, those of deformed coals generally decrease and the P-wave quality factors are less than those of S-waves. Moreover, the analysis of the relationship between pore structure and elastic modulus shows a better correlation between the P- and S-wave velocities and effective porosity, pore volume and specific surface area. Also, there are similar relationships between the pore structure and the Young’s and shear moduli. However, there are no such correlations with other moduli. Correlations between these elastic moduli, pore structure, coal rank and density were not found for the various samples of deformed coals, which is consistent with only structural destruction occurring in the deformed coals with other physical properties remaining unchanged. The experimental results show that it is possible to predict the deformation of coals with multi-component seismic elastic inversion.