基于RANS方程的桩式U-OWC装置波浪荷载分析

使用OpenFOAM建立基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型的三维数值水槽,对桩式U-OWC装置在不同周期和波高的正向入射规则波作用下的受力情况进行分析。首先将数模结果与物理试验结果进行对比验证校核,然后通过数值模拟对装置的受力情况进行了分析,分别研究了作用在装置上作用力和倾覆力矩特点,装置上作用力和倾覆力矩随周期和波高的变化情况,以及装置稳定性极小状态。研究表明,装置所受到波向力、垂向力相比侧向力数值较大,对倾覆力矩起决定性作用。对装置上作用力和倾覆力矩进行无量纲分析,进一步发现在测试工况范围内,装置所受到的3个方向作用力中侧向力随周期变化不明显,明确了装置前的波浪爬高对装置波浪荷载和力矩的影响,并针对U-OWC模型特点和具体工况应用一个波浪爬高经验公式,获得了较好效果。     

高速铁路沿线短时大风预测方法

高速铁路沿线短时大风预测对于保障列车的安全运行至关重要。运行列车振动频率与侧风频率相同时所形成的共振极端情况,极易造成列车倾覆事故。通过分析列车的振动模态与侧风频率,建立了侧风共振简化模型,并运用阻尼振动方法得出列车典型倾覆时间为10 s。通过建立铁路在山丘后方和在三座呈品字形分布的山丘之间两种标准模型,以跃阶函数表示风场来流的变化,用以考察模型对来流变化的响应和地形因素对预测的影响。结果显示：基于格子玻尔兹曼的多观测点的准三维预测方法能够反映流场在变化来流中的响应以及地形对流场的影响。这种方法可能是解决大风预测问题的有效途径,值得深入研究。     

MC桩组合支护结构稳定性分析

针对按照传统水泥土挡墙稳定性分析方法来计算MC桩组合支护结构稳定性的不足,根据极限平衡理论,结合MC桩组合支护结构的特点,建立了新的抗倾覆稳定性计算方法,分析了不同因素对组合支护结构抗倾覆稳定性的影响。结果表明,C桩宜布置在组合支护结构前侧,转动点位置宜选取在C桩桩端以上,并可适当增加M桩的长度、宽度以及C桩长度来提高稳定性。最后,运用分析的结果和实际工程经验,建议了MC桩组合支护结构的设计参数。     

砂土地基中箱筒型防波堤基础稳定性试验研究与机理分析

箱筒型防波堤基础是一种能够适应复杂海况的新型基础形式。利用室内模型试验对箱筒型防波堤基础在水平静载荷及水平循环荷载作用下的稳定特性进行了研究。结果表明：砂性土地基中箱筒型防波堤基础破坏可分为准弹性、塑性及破坏三个阶段,以荷载位移曲线出现明显拐点判断箱筒型防波堤基础极限承载力约为0.08 kN。以循环过程中施加荷载与静载荷水平极限承载力比值定义荷载循环比ζ_b,当ζ_b=0.5、ζ_b=1.0时,防波堤基础前10次累计位移最为明显,分别占总循环累计位移的96.70%、91.88%,这主要是由于砂土发生剪胀,土颗粒重新排列所致;而后40次循环累计位移不明显,分别占总循环累计位移的3.30%、8.12%,此时土体发生剪缩,土颗粒之间致密化。当ζ_b=0.5时,循环结束后防波堤基础抗滑移系数K₁、抗倾覆系数K₂分别为1.619、3.372;当ζ_b=1.0时,抗滑移系数K₁、抗倾覆系数K₂分别为0.839、-18.063,说明ζ_b=0.5循环荷载作用下砂性土地基防波堤基础稳定性良好,但ζ_b=1.0循环加载时,基础首先发生滑移破坏进而发生严重的倾覆破坏。     

夯土长城墙体掏蚀失稳机理研究

基于明代夯土长城甘肃山丹段的野外现场调查和室内试验建立了夯土长城掏蚀墙体稳定性分析模型和动力时程分析模型,计算分析了夯土墙体在自重和地震作用下墙体的稳定系数和动力响应规律。结果表明:在自重作用下掏蚀墙体稳定系数是掏蚀深度的二次函数,山丹段墙体在自重作用下处于稳定状态,墙体最大掏蚀深度为0.778 m;山丹段墙体掏蚀深度小于极限掏蚀深度,仍能抵御8度地震作用;夯土墙体峰值加速度最大值出现在墙体掏蚀部位顶侧,比墙根峰值加速度大1.28倍。本文研究成果可为河西地区土遗址保护提供参考。     

铁路挡风墙挡风效果和积沙情况分析

对我国"百里风区"铁路沿线的已有挡风墙在受强侧风作用时避免行进列车倾覆方面的有效性以及挡风墙沿线所存在的积沙问题进行了定量分析,在此基础上,给出了列车车速和挡风墙高度对导致运行列车的某一节车厢倾覆的临界倾覆风速影响的规律以及对沙粒沉积的影响.结果表明.列车运行速度和挡风墙高度对车厢的临界倾覆风速有明显影响,目前在"百里...     

地震作用下多层砌块房屋墙体倾覆力矩的计算方法

多层混凝土砌块房屋抗震设计时，仅考虑地震引起的剪力作用和整体房屋的抗倾覆性能是不全面的。为此，提出了多层砌块房屋墙体倾覆力矩的计算与分配方法，通过典型砌块房屋的算例，利用本方法得到的墙体倾覆力矩与有限元结构分析软件SATWE的结果相近，证明了该方法的实用性，为多层砌块房屋抗震分析提供了有效手段。     

对坦墙墙后土体第二破裂面的研究

基于土的塑性极限分析理论,从挡土墙最小抗倾覆安全系数和挡土墙背上的最大主动土压力两个角度,分别研究了坦墙后土体中第二破裂面的位置,认为在复杂的挡土结构墙背条件下,用最小抗倾覆安全系数来研究挡土墙后土体的破坏机制较为合理。     

地震与水压力耦合作用下岩质边坡倾覆解析方法

以往对平面破坏模式的岩质边坡稳定性评价,主要关注潜在滑坡体在自重、坡体内静水压力和地震荷载耦合作用下沿破坏面的抗滑稳定性,并未涉及各类外荷载作用线不通过潜在滑体重心而引起的绕坡趾倾覆稳定性。针对这一问题,提出地震与张裂缝水压耦合作用下的岩质边坡倾覆稳定性解析方法,基于力矩平衡原理推导出岩质边坡抗倾覆稳定性系数的一般表达式;通过深入的变动参数比较研究,探讨张裂缝水压和地震荷载对抗倾覆安全系数的影响,认为水压是控制岩质边坡倾覆破坏的决定性因素,而地震荷载处于次要因素,其在一定程度上增加或减小抗倾覆稳定性。在此基础上建立不同参数组合下的岩质边坡抗倾覆稳定图,为工程技术人员快速评估饱水岩质边坡地震倾覆稳定性提供直接依据。     

瘫船稳性第二层薄弱性衡准研究

基于IMO第二代完整稳性草案中瘫船稳性第二层薄弱性衡准的有关研究,分析草案提出的简化计算方法,采用一个单自由度船舶横摇运动微分方程,利用例船CEHIPAR2792数据,编译相应程序,求得不规则横风横浪作用下瘫船横摇运动相应特征,进而计算特定海况下的倾覆概率及特定海区的平均倾覆指数,并与草案值进行对比。分析不同拟合扶正力臂曲线方法和剩余稳性高对计算结果的影响,并对瘫船稳性第二层薄弱性衡准方法进行修改。