流体阻力对软管空间平衡形态的影响

深海采矿系统中的一个关键环节是连接中继舱和集矿机的软管。软管空间形态的非线性分析是一个复杂的问题。本文采用荷载增量法与牛顿一拉夫逊相结合的方法研究了软管在稳定水流作用下位移的反应,利用非线性有限元理论与Morison流体阻力计算公式分析了流体阻力对软管空间形态的影响。该计算模型可为软管输送性能的设计提供理论参考依据。     

临涣矿区界沟煤矿工程地质条件研究

根据主采煤层顶底板岩体岩性类型及结构面发育程度对其稳定性进行了评价：72煤层顶板以中等稳定一不稳定类型为主,82煤层顶板以中等稳定类型为主,10煤层顶板以中等稳定一稳定类型为主。在大量统计见煤点硬质岩百分含量（k值）的基础上,结合顶板岩石的单轴抗压强度,对各主采煤层顶底板工程地质类型进行了划分：72煤层以一、二类顶板为主,82、10煤层均以五类顶板为主。综合评价该矿工程地质条件为中等即Ⅲ类二型。根据研究成果,指出该矿在采掘过程中可能出现的工程地质问题,并依此提出了治理建议。     

城市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层的国内外案例介绍——兼对济南市屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层问题的思考

通过监测和分析济南市市区降水、屋面雨水水质和水量过程,屋顶雨水属微污染类水,经前期雨水弃流和预处理达到一定质量标准,通过管井回灌到裂隙岩溶含水层,可用于饮用水供水和保护地下水环境。已做的示踪试验表明,北方岩溶含水介质多属多重裂隙岩溶通道,因此在人工开采条件下,回灌应关注快、慢速流带来的不同水质变化问题,包括屋面雨水与裂隙岩溶介质的水岩作用。澳大利亚的案例说明,裂隙岩溶含水层对不同污染物有着不同的衰变效果。100多年来Mount Gambier市城区雨洪水经非承压石灰岩含水层径流一直排放到作为城市供水的蓝湖,到目前它对蓝湖水质没有表现出任何可量度的损害。但对于济南市的屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层,仍有许多问题需要研究。      

不同类型冷却屋顶方案对城市群热环境的缓解效果

利用耦合单层城市冠层模型的中尺度数值模式WRF/UCM,选取8组不同反照率和绿化比例的屋顶冷却方案进行敏感性试验,模拟研究不同冷却屋顶方案对长三角城市群2013年夏季城市热环境的影响,并分析其影响机制.结果表明:不同冷却屋顶方案对城市群热环境的缓解效果与屋顶参数之间呈很强的线性关系.高温热浪天气下,H R 4(反照率为...     

屋盖悬挑端加固减振试验研究

大跨网架屋盖挑檐部分风致响应较大,提出附加杆件、粘弹性阻尼器及粘滞阻尼器三种加固减振方法。设计制作正置四角锥体单元空间网架足尺子结构试验模型,基于带悬挑平屋盖风压分布风洞试验数据,对三种加固足尺子结构试验模型进行不同风向角下风荷载时程的加载。分析结构风致加速度与位移响应,结果表明:附加杆件加固后网架刚度增大,加速度响应增大,位移响应减小;附加粘弹性阻尼器,结构加速度与位移响应均降低;附加粘滞阻尼器,结构加速度响应减小,位移减小效果不明显。     

整体式桥台地震反应机理分析

整体式桥是一种新的桥型,能够极大地节省长期维护和运营费用,值得在国内大力推广应用,但目前对整体式桥台在地震作用下的动力反应还很缺乏认识。通过对典型的单跨整体式桥台的地震反应进行动力数值模拟,分析了地震加速度峰值、桥台高度、桥梁跨度等主要因素的影响及其机理,并探讨了桥台后增加柔性隔离层及采用加筋土这两种措施的减震效果。结果表明,目前桥台抗震规范采用的M-O方法不能合理地描述整体式桥台后动土压力的大小和分布,其预测结果偏不安全;柔性隔离层虽然可以减小桥台后的动土压力,但同时也会导致较大的桥台变形和弯矩;填土中加筋能够提供水平拉力,可以有效减小地震作用下桥台的最大弯矩和水平位移。     

水平低周往复位移下单桩-土相互作用试验研究

整体式桥台无伸缩缝桥梁（以下简称整体桥）桩基应设计为柔性桩,以保证较好的抗水平变形能力。但是,我国相关规范中判别柔性桩的算法主要应用于单向水平受荷桩,可否沿用至整体桥桩基还有待验证。为此,根据一种特殊设计的桩身变形测量方法,对3根埋深不同的混凝土模型桩进行了低周水平往复位移下的拟静力试验,研究单桩-土体系的抗震性能和相互作用机制。研究表明,水平往复位移下混凝土桩在埋深为3D～6D（D为桩径）范围内开裂;桩的埋深越大,桩身挠曲程度越大、变形特征点位置也越深、桩-土体系的抗弯刚度也越大、水平极限承载力也越高、抗震性能也越强。研究还表明,桩-土体系进入弹塑性阶段后,柔性桩的水平工作性状将逐渐向刚性桩退化。另外,在判别整体桥桩基的水平工作性状时,我国相关规范中的规定偏不安全。实际工程中,建议以Broms方法进行参考计算。     

基于区间非概率可靠性方法的岩溶区桩基下溶洞顶板稳定性评价

岩溶区桩基下溶洞顶板稳定性影响因素取值的不确定性及其样本数量的有限性,给桩基下溶洞顶板稳定性的评价带来了一定困难。根据现有研究成果,建立桩基下溶洞顶板抗冲切、抗剪切和抗弯力学简化模型,并从理论上推导相应的稳定性验算公式。在此基础上,结合区间分析理论和结构非概率可靠性度量方法,提出了基于区间非概率可靠性方法的桩基下溶洞顶板稳定性评价方法。该方法采用MATLAB中的INTLAB工具箱进行区间运算,并运用截断法消除运算过程中的区间扩展现象,最后通过比较溶洞顶板体系的非概率可靠性指标η与1的大小来判断桩基下溶洞顶板稳定性。以丹霞高速互通中D匝道2#桩基下溶洞为例,计算出该桩基下溶洞顶板体系的非概率可靠性指标η=7.95,该值大于1说明该桩基下溶洞顶板处于稳定状态,且评价结果与工程实际相符,表明了该方法的合理性与可行性。分别以3种功能函数为单位,研究当区间变量的变异系数C不同时(C从0.01递增至0.1),对应非概率可靠性指标η的变化规律。研究表明,随各区间变量变异系数C的增大,相应非概率可靠性指标呈不同程度的降低,其中溶洞顶板厚度h的变异性对评价结果影响最大,其次为桩端阻力分担比T,桩顶反力F的影响相对最小。     

A unified CFD‐DEM approach for modeling of debris flow impacts on flexible barriers

This paper presents a unified modeling framework to investigate the impacts of debris flow on flexible barriers, based on coupled computational fluid dynamics and discrete element method (CFD‐DEM). We consider a debris flow as a mixture of fluid and particles where the fluid and particle phases are modeled by the CFD and the DEM, respectively. The fluid‐particle coupling is considered by the exchange of interaction forces between CFD and DEM calculations. The flexible barrier is simulated by the DEM as a network of bonded particles with remote interactions. The proposed coupled CFD‐DEM approach enables us to conveniently handle the complicated three‐way interactions among the fluid, the particles, and the flexible barrier structure for debris flow impact simulations. The proposed approach is first used to investigate the influences of channel inclination and the volumetric solid fraction in a debris mixture on the impact force, the resultant deformation, and the retained mass in a flexible barrier. The predictions agree well with existing experimental and numerical studies. We further examine the possible failure modes of a flexible barrier under debris flow impact and their underlying mechanisms. The performance of different components in a flexible barrier system, including single wires, double twists and cables, and their load sharing mechanisms, are carefully evaluated. The proposed unified framework offers a novel, promising pathway towards physically based, quantitative analysis and design of flexible barriers for debris flow mitigation.     

考虑传感器故障的柔性航天器自适应积分滑模主动容错控制

针对考虑传感器故障的柔性航天器姿态系统,提出了一种主动容错控制方法.首先,通过对测量输出进行滤波,将传感器故障转化为执行器故障形式;接着,设计一个基于未知输入观测器的自适应故障估计观测器,对未知故障进行辨识,同时,采用了一个故障检测观测器,对故障的发生进行检测;然后,利用故障估计信号对系统输出进行调节,结合自适应积分滑模和线性矩阵不等式技术设计输出反馈容错控制器;最后,对所设计的主动容错控制方法进行仿真,验证了所提方法的有效性.