四节点矩形弹簧元及其特性研究

弹簧元法是一种将单元离散为一系列弹簧的数值计算方法。不同的单元具有不同的离散方式,确定相应的离散弹簧的刚度系数表达式是弹簧元法的关键。将四节点矩形单元离散为6个基本弹簧,每个基本弹簧包括法向弹簧和切向弹簧两个派生弹簧,并用泊松弹簧和纯剪弹簧描述单元的泊松效应和剪切效应,用有限元的单元刚度矩阵标定各弹簧的刚度系数,实现了一种四节点矩形弹簧元的构造形式。该单元的同类弹簧具有相同的表达形式。法向与切向弹簧的刚度表达式中分别含有法向和切向弹簧刚度待定系数。通过改变待定系数的值可使该单元分别对应于有限元的常应变、双线性及Wilson非协调单元。将上述弹簧元方法进行理论推导,并应用于基于连续介质的离散单元法（CDEM）的核心计算进行简单算例验证,证明了提出方法的正确性。通过以上研究发现,四节点矩形弹簧元有以下特点：对于相同问题,不同单元有不同的计算精度;对于梁弯曲问题,应用该单元可显著提高离散单元法的求解精度;改变待定系数的值,可得到更高或者更低精度的单元。     

岩石失稳破坏的键弹簧模型研究

岩石的失稳破坏是岩石力学的一个重要课题。本文根据微观原子键作用的特征,揭示了固体材料宏观破坏本质必然是微观键的拉破坏,发明了键弹簧,用以表征岩石宏观力学性质。在综合分析岩石破坏的宏细观特征及声发射特性的基础上,建立了岩石破坏的键弹簧模型,推导出用以判别系统失稳的虚余能判据。利用虚余能判据,对各种加载状态下岩石的失稳破坏进行了综合分析,讨论了岩石在单轴拉伸、压缩、剪切、真三轴单面卸载等条件下的失稳条件,及岩石系统失稳破坏的尺度效应和围压效应。进一步提出了岩石系统失稳的统一判据公式,指出系统加载失稳由加载条件、应力状态、几何参数共同决定,区别于传统系统失稳的刚度理论。最后介绍了岩石键弹簧模型失稳判据在工程上的应用。     

重力式与碟形网箱的锚绳受力特性比较

针对常见的重力式、碟形和拟碟形网箱在不同下潜深度状态下的锚绳受力特性进行了试验研究.试验共设模型4组,分别在纯流、纯波以及波流联合条件下进行.测力通过系缚于锚绳底端的4个拉力传感器获得.试验结果表明水流作用力的大小在很大程度上受网箱结构形式的影响,而在波浪条件下其影响相对较小.重力式网箱的配重形式及下潜形式对网箱的受力具有重要影响.另外,网箱在波流组合条件下的受力并不是纯流及纯波单独作用下的简单叠加.最后,在综合比较网箱价格和性能的前提下,对网箱结构形式的选择进行了一些讨论,并提出若干建议.     

La Coste地震计的原理及其应用

本文讨论了旋转型La coste地震计的原理和各种悬挂方式及其周期表达式。指出消除“拐腿”效应和振幅效应的最好办法是采用零长弹簧（l=0）并使绞链簧片的弹率c₁=-M′（0）否则,地震计将表现为正“拐腿”效应、正振幅效应或反效应,它们严重地阻碍着固有周期的增长。绞链簧片弹率c₁固定后,地震计只能工作在对应的周期。列举了满足La coste悬挂条件时各种因素变化对周期和零点的影响。     

基于能量法的浮置基础减振系统解析模型

在设计浮置基础减振系统时,需要确定减振系统的力学参数、减振器个数及其布置形式等.虽然以有限元方法建立的实体模型比解析模型更准确,但在没有初始设计的情况下建立有限元模型所耗费的工作量过大,解析模型可以更快的获得较好的初始参数,为浮置基础减振系统的优化设计提供依据.文中基于能量法并结合Lagrange运动方程提出了由弹性构...     

软土地基中插入式大直径薄壁圆筒结构的一种简化数值计算方法

简述了对插入式大直径薄壁圆筒进行数值分析采用的力学机制，用弹簧元模拟薄壁圆筒与地基土体接触面间的连接所形成一种简化的数值计算模型，运用大型通用有限元软件ANSYS进行二次开发后对其进行数值计算与分析，比较了对筒内外淤泥粘土采用不同加固处理方法以及考虑相邻圆筒间采用不同边界约束条件时，对圆筒的应力和稳定性的影响。通过实例计算，验证了该数值模型的有效性与可行性，并得出一些有益结论。     

呼伦贝尔沙质源区铅同位素分布特征及其示踪意义的初步研究

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑发育于宽单峰中能风况环境,是该区主要风沙地貌类型.对碟形坑表面气流的观测结果显示,气流进入风蚀坑后,在入风口扩散,风速开始降低至坑底达到最低;在坑后缘出风口汇集形成急流,风速剧增至坑后积沙顶部风速达到最高值.风蚀坑后缘在风沙流的磨蚀作用下后退,风蚀坑顺风向扩展,同时此处较大的剪切风速和输沙率使大量来自坑内的沙物质沉积到坑后草地上呈扇状蔓延.呼伦贝尔沙质草原风蚀坑在来自西北、西和西南方向风的交替作用下,向东南、东和东北方向扩展而生成.随着风蚀坑深度和水平尺度的增加,最终可能沿强风能方向或合成输沙方向扩展成为大型的槽形坑.     

断层错动下盾构隧道抗震措施研究

采用混凝土塑性损伤本构模拟盾构管片,建立三维有限元壳-弹簧模型,开展了在45°断层错动下盾构隧道结构响应的静力弹塑性分析。研究表明,在正断层和逆断层错动下,衬砌受压损伤最大值均分布在拱顶处,衬砌受拉损伤最大值均分布在拱腰处;正断层错动下,环间螺栓易发生受拉破坏;逆断层错动下,混凝土管片易发生拉压损伤破坏。替换断层附近土体为软土的同时提高螺栓强度等级,可有效抵御较大的断层错动位移。研究对断层错动下盾构隧道的抗震措施具有一定参考价值。     

框架填充墙的双弹簧斜撑模型

在总结大量已有研究文献的基础上,结合填充墙的破坏特点,提出了一种考虑填充墙作用影响的简化的框架结构有限元分析模型,该模型可以分别模拟墙体无洞口和有洞口的情况.通过进行精细有限元分析,给出了模型中关键参数的计算公式;考虑墙体开洞影响,给出了折减系数的计算方法.最后,结合实验结果对计算模型及参数的适用性进行了验证.     

鄱阳湖洪泛系统淹没动态时空异质性特征及驱动机制

摘 要：因鄱阳湖主湖区与毗邻碟形湖区之间存在季节性动态的连通条件,导致了主湖区和碟形湖区水体淹没状况的非一致性,这种差异造就了两者不同的生境特点。基于ESTARFM（Enhanced Spatial and Temporal Adaptive reflection fusion model）模型,通过重构2000-2020年鄱阳湖区连续的高时空分辨率水体淹没数据,分析了鄱阳湖洪泛系统淹没动态的时空变化特征及其驱动因素。研究发现,近20年来鄱阳湖洪泛系统主湖区与碟形湖区水体淹没面积多年平均值分别为1239 km2和407 km2。受湖泊淹水自然过程和人为干扰的影响,碟形湖的淹水动态在涨水期（3月）和退水期（10月）与主湖区存在明显差异。在空间上,鄱阳湖的淹没频率总体上呈“北高南低”的分布格局,主湖区和碟形湖区水体淹没频率分别为58%和36%。研究时段内,鄱阳湖洪泛系统水体淹没面积与淹没频率整体上呈减小趋势,但碟形湖区内二者均呈微弱的上升趋势。近年来,鄱阳湖流域入湖流量的增加是导致碟形湖区水体淹没面积和淹没频率呈现增加趋势的主要原因,而主湖区水体淹没面积和淹没频率的下降主要归因于长江中上游来水减少、三峡工程运行引起的长江中下游河床降低、以及鄱阳湖区大规模采砂活动引起的入江水道下切侵蚀等综合作用造成的湖泊泄流能力的增大。研究结果对于深化湖泊洪泛系统水文复杂性的认识、促进洪泛湿地系统的管理实践具有重要的科学意义。