大型直流电压发生器塔架结构地震响应分析

本文以某一大型直流电压发生器塔架结构为例,建立有限元计算模型,采用调幅正弦五波、Taft地震波、El-Centro地震波、云南澜沧地震波和正弦三波5种地震动输入,通过数值计算,讨论了不同输入地震波对于结构抗震设计的影响。结果表明,地震作用效应在这类特种结构的组合响应中起重要影响,采用调幅正弦五波、正弦三波作为地震输入,过分夸大了实际的地震作用效应。最后,对这类特种结构的输入地震动提出了相应建议。     

中国区域经济差异形成的三次地理要素

关于地理要素对经济差异的影响,国际上已经做了大量研究。为了探讨地理要素对中国经济差异的影响程度,在Krugman的关于城市聚集的两大自然理论基础之上,提出了影响经济差异的三大地理要素,分别为自然地理环境要素、交通和区位要素以及人力资本和研发水平要素,并通过建模,从全国和三大地带的尺度上细致地分析了各地理要素对经济分异的影响。研究发现,在中国,自然地理环境对经济发展的作用得到了验证和充实,这为揭示地理环境作用提供了主要依据,扩展了国际上Sachs等人关于地理要素对经济发展的认识。目前我国经济正处于转型期,在各地理要素中,影响经济差异最大的为交通便利性指数,影响程度为0.374,因此交通基础建设投资应继续加大。     

基坑悬臂支护桩双参数弹性地基杆系有限元法

对地基抗力双参数法在基坑悬臂支护桩位移和内力计算方面进行了探讨,即采用地基土抗力系数随深度按双参数非线性变化的假设,以弹性地基杆系单元模拟,支护桩则按弹性梁单元模拟。对某基坑悬臂支护桩进行数值模拟反分析表明,通过试算调整可获得适合于实际设计计算的地基抗力双参数,该法应用到福州市某基坑悬臂桩的实际分析和设计中获得了较为满意的结果,可供悬臂支护桩设计计算时参考。     

无厚度界面单元边坡浅基础极限承载力上限值的数值分析

采用研发的有限单元分析程序,并同时考虑以库仑摩擦界面为组成模式的多段式无厚度界面单元,藉以探讨边坡坡角与坡缘距离对边坡坡顶浅基础极限承载力的影响,并应用于不同几何破坏机制条件,计算边坡基础在凝聚性土体的最小荷载上限值,模拟土体间的滑动破坏趋势与渐进式破坏行为。研究分析内容包含：（1）浅基础位于半无限空间;（2）在不同边坡坡角条件下,浅基础位于坡顶边缘处;（3）在不同边坡坡角条件下,浅基础位于不同坡缘距离等。经由数值计算分析结果显示,坡缘距离值愈小或边坡坡角愈陡峭时,边坡浅基础极限承载力值则愈小。换言之,当浅基础位于坡顶边缘处且坡角为垂直开挖情况时,则导致浅基础极限承载力降低约50 %。     

自适应自然单元法研究——自适应细化

对h型自适应自然单元法的自适应细化方案进行了初步研究。在ZZ误差分析的基础上实现了节点的自动加密,使得随着自适应细化的进行,求解误差减小,而且误差分布趋于均匀。在数值分析中,主要有两种误差来源--插值误差和积分误差。随着节点的加密,Delaunay三角形的尺寸随之减小,三角形内的应力场趋于线性分布,那么插值误差和积分误差也都会随之减小。因而,h型自适应分析可以同时减小上述两种误差而达到不断提高求解精度的目的。由于自然单元法求解依赖于求解域内离散节点的Voronoi结构,建议的细化方案中新节点的引入只需局部调整Delaunay结构,算法的实现极为容易,程序实现简单、高效。研究表明,建议的自适应方案是可行的,自然单元法特别适合进行h型自适应分析。     

考虑侧向变形的路堤沉降一维法计算修正系数研究

软土路基中三维固结效应以及路堤的应力重分布产生的水平推力,引起的侧向变形是不容忽视的。通过非线性有限元计算,分别给出了一般粘性土和软土的沉降修正系数式子,它们是在路堤高度及路基土体孔隙比之间直接建模的,主要适用于均质或近似均质的路基。实例计算表明：经过修正后,沉降一维计算结果基本上可考虑到土体的侧向变形,且修正后的沉降比较接近实测值,在工程上具有一定的参考价值。     

6节点无界元及其应用

推导了6节点无界元的相关公式,并采用VC++和Matlab混合编程的手段,设计了基于Windows操作平台的面向对象的有限元与无界元耦合分析软件。应用该软件,成功的对某大型水电站地下硐室群的稳定性进行了有限元分析和有限元与无界元耦合分析,验证了公式的正确性。分析表明,在无限域和半无限域的岩土工程问题中引入无界元可以达到消除“边界效应”和提高计算效率的目的。     

弹性地基接缝板声振法脱空判定

采用声振法研究接缝和弹性地基脱空与声学特征变化的关系,利用有限元方法分析了有、无脱空接缝板的振动频率。通过声振法检测,得出地基脱空的范围及大小与声学特征参数具有很好的相关性,以某一脱空路面为例,通过计算分析,提出采用基于信息融合理论的集成神经网络技术对刚性路面脱空状况进行识别。为用声学特征进行地基脱空等缺陷无损检测提供了理论和实验依据。该法速度快、精度高,便于实际应用。     

盾构机穿越江河浅覆土层最小埋深的研究

盾构机穿越江、海、湖泊等浅覆土层时,由于隧道衬砌所受浮力作用,上部覆土厚度极为重要。针对传统上覆土层厚度计算方法中没有考虑土体自身剪切强度对抗浮作用发挥的问题,提出了一个新的覆土厚度计算方法,并通过算例对所提的计算方法与简化计算方法进行对比分析。说明了新的计算方法比传统计算方法更符合实际。最后,通过有限元数值计算浅覆土层的应力、应变情况,进一步验证了该计算方法的合理性。     

节理非线性问题的约束函数法

接触非线性主要表现在其接触状态的突变而导致的非光滑性,这种非光滑性可以通过约束函数进行光滑逼近,进而可以用Newton法得到近似解,此方法称之为约束函数法。岩土工程中常用的Goodman单元就是一种类型的接触模型,但其参数的确定及计算的收敛性都存在着一定的困难。然而把约束函数应用到常规的Goodman单元中则可以解决上述困难,在详细地给出了其有限元法后,给出了处理刚体位移的一种简便方法。作为算例,给出了叠梁和三峡3# 坝段坝基稳定性的计算结果。