基于OpenSees平台的钢管混凝土结构力学性能数值模拟

基于非线性纤维梁-柱单元理论,以OpenSees为求解平台分别进行了钢管混凝土结构滞回曲线计算和弹塑性动力时程分析等数值模拟,计算结果与试验吻合良好。钢管内核心混凝土采用考虑钢管约束效应的应力—应变关系,钢材采用随动强化本构模型。在传统纤维模型法的基础上,通过直接在截面层次定义非线性剪切恢复力的方法建立了考虑非线性剪切效应的剪力墙结构数值模型,结果表明该模型能较好地模拟组合剪力墙的抗剪承载力、捏缩效应以及刚度退化等力学性能。对输入不同地震波下钢管混凝土框架体系的动力时程分析表明,基于OpenSees求解平台的非线性纤维模型法能够较好地模拟钢管混凝土框架结构的非线性动力特性。     

柔性承台板与群桩的竖向动力作用

采用动力文克尔地基模型模拟均质粘弹性土层,推导出了均质土中单桩动阻抗;引用桩-桩动力相互作用因子,得到了刚性承台下群桩的动阻抗;而且建立了柔性承台与桩基础的竖向振动模型,该模型考虑了筏板自身的变形,并导出了其共同作用的运动方程。最后对柔性承台与刚性承台的计算结果作了对比分析。     

杭州湾浅层粉土动力特性研究

选用杭州湾广泛分布的浅层粉土为研究对象,进行了一系列动三轴加载试验,研究了结构性、加载频率及动应力对杭州湾海底浅层粉土动应变、临界循环应力比和动强度的影响。试验结果表明,同一加载条件下,重塑样比原状样在更小振次内达到破坏,原状样动强度大于重塑样;结构性是影响土样动强度的重要因素,结构性对土样强度的影响随着动应力的增大而增强,随着频率的增大而减弱;加载频率的变化也对试样动力特性有较大影响,随着频率的增大,试样达到破坏所需振次加大,试样临界循环应力比也随之增大。     

利用IDL语言实现地面沉降的动态模拟

IDL语言拥有强大的数据处理与图形显示功能,它能使开发者使用很少的命令完成大量的工作。根据这个特点,使用IDL语言进行二次开发,实现了原始地面沉降观测数据的规则化、各种形式的静态可视化显示,并利用数字方法得到各个时段的帧数据,将这些帧数据按时间序列进行可视化显示,即实现了地面沉降的动态模拟。     

三沙湾潮滩涨落潮和大小潮冲淤特征及其动力机制

潮滩不同尺度的变化规律一直是地表过程研究的核心之一。利用声学多普勒流速仪（ADV）、温盐深（CTD）、光学后向散射浊度计（OBS）对三沙湾潮滩涨落潮和大小潮冲淤及动力变化进行了高精度的观测。结果发现,潮周期内,潮滩冲淤呈现涨潮初期冲刷-落潮末期淤积-中间时段稳定的特征,涨潮初期水深<1 m 的30 min内平均冲刷4.05 mm,落潮末期水深<1 m 的30 min内平均淤积3.72 mm,中间时段动态稳定;大小潮周期内,呈现中潮到小潮平均淤积3.4 mm,小潮到大潮平均冲刷8.2 mm的特征。通过流速、紊动能、水深、悬沙浓度等因子与冲淤的相关性分析发现,潮周期内,流速和紊动能的增减决定涨潮初期冲刷和落潮末期淤积的变化;大小潮周期内,涨潮冲刷大于落潮淤积的特性决定了大潮到小潮阶段的冲刷, 涨潮冲刷小于落潮淤积决定了小潮到大潮阶段的淤积。涨落潮周期和大小潮潮周期的冲淤机制为潮滩动力地貌和动力沉积学研究提供了一定的参考。     

结构海床耦合系统动力分析数值模型及考察

基于改进的哈丁模型建立了结构海床耦合系统的等效线性化动力分析模型。等效阻尼比是对土体进行等效线性化分析的重要组成,论文着重对土体阻尼对结构海床耦合系统的影响效应进行了考察。接触面分离力是运用滑动库仑摩擦模型进行接触面效应模拟的重要参数,在以前的工作基础上,文中提出了新的结构-海床接触面分离力模型并进行了考察,使其更符合实际情况     

大连沿海排污口及邻近水域细菌动态分析

于2011年3月、5月、8月和10月对大连沿海10个排污口及部分排污口的邻近水域分别采集水样, 对样本进行细菌总数3M试纸计数、2216E培养基和TCBS培养基培养并菌落计数, 对不同菌株进行16S rRNA基因克隆测序, 鉴定种属, 对细菌时间、空间的动态分布与群落结构及细菌分布与生态因子的相关性进行了分析。结果表明, 不同的排污口之间细菌总数差别很大, 数量在(1.6—500.0)×104cfu/mL之间; 排污口与其邻近水域差异明显, 排污口、邻近5m、100m和500m距离的细菌总数全年平均分别为77.94×104、 34.00×104、 4.520×104和0.448×104 cfu/mL。不同季节之间, 远距离水样季节性差异较大, 而排污口间季节性差异相对较小。在群落构成上, 假交替单胞菌属、肠杆菌科、假单胞菌属、弧菌属和希瓦氏菌属为优势菌属, 检出率较高, 数量较大。细菌分布与多种生态因子具有不同程度的相关。     

深水钢悬链立管疲劳寿命评估分析

在时域内分析深水钢悬链立管在平台运动和波流载荷共同作用下的非线性动力响应;采用雨流计数法处理立管节点应力的时间历程,选用DoE.E型S-N曲线分析立管在单一海况和平台运动联合作用下的疲劳损伤;将各方向含概率分布的疲劳损伤进行叠加,得到立管整体的全方向疲劳损伤及疲劳寿命。平台的运动为六自由度的运动预报数据,波流载荷由某海域实际的波浪统计数据采用Morison公式计算所得。计算结果表明钢悬链立管疲劳寿命的极值点分别位于悬挂点附近和触地点附近,对立管疲劳寿命极值点各方向疲劳损伤分布情况进行了分析。所提方法为钢悬链立管疲劳分析提供了新思路,给出的结论对钢悬链立管设计分析有一定借鉴意义。     

Enhanced Multi-Layer Fatigue-Analysis Approach for Unbonded Flexible Risers

This paper proposes an enhanced approach for evaluating the fatigue life of each metallic layer of unbonded flexible risers. Owing to the complex structure of unbonded flexible risers and the nonlinearity of the system, particularly in the critical touchdown zone, the traditional method is insufficient for accurately evaluating the fatigue life of these risers. The main challenge lies in the transposition from global to local analyses, which is a key stage for the fatigue analysis of flexible pipes owing to their complex structure. The new enhanced approach derives a multi-layer stress-decomposition method to meet this challenge. In this study, a numerical model validated experimentally is used to demonstrate the accuracy of the stress-decomposition method. And a numerical case is studied to validate the proposed approach. The results demonstrate that the multi-layer stress-decomposition method is accurate, and the fatigue lives of the metallic layers predicted by the enhanced multi-layer analysis approach are rational. The proposed fatigue-analysis approach provides a practical and reasonable method for predicting fatigue life in the design of unbonded flexible risers.     

Study on the negative bias temperature instability effect under dynamic stress

This paper studies negative bias temperature instability (NBTI) under alternant and alternating current (AC) stress. Under alternant stress, the degradation smaller than that of single negative stress is obtained. The smaller degradation is resulted from the recovery of positive stress. There are two reasons for the recovery. One is the passivation of H dangling bonds, and another is the detrapping of charges trapped in the oxide. Under different frequencies of AC stress, the parameters all show regular degradation, and also smaller than that of the direct current stress. The higher the frequency is, the smaller the degradation becomes. As the negative stress time is too small under higher frequency, the deeper defects are hard to be filled in. Therefore, the detrapping of oxide charges is easy to occur under positive bias and the degradation is smaller with higher frequency.