白鹤滩水电站错动带非线性渗透参数的原位试验确定

基于广义非线性渗透的Forchheimer方程,提出了一种确定错动带非线性流渗透参数的原位试验方法。结合白鹤滩水电工程现场试验研究发现,非线性系数b、m的取值与稳定性和错动带的充填物类型、结构有关。C3、C4层间错动带m=2,非线性系数b值相对较为稳定,变化不大。C2层间错动带m=0.5,非线性系数b值相对稳定,但量级上远小于C3、C4层间错动带非线性系数b值;分析其原因认为高压压水试验过程中原来错动带连通性较差的孔隙,在高压水作用下形成了贯通的优势流通道,导致相同压力下的压水量大幅增加。依据试验获得非线性系数和非线性程度影响系数β判别,高压压水试验过程中压水孔和测试孔之间非线性项占绝对优势,地下水的运动状态均为非线性流,说明原位测试方法选择的压水孔和测试孔之间的距离、压力梯级变化是合适的。试验验证表明,错动带非线性渗透参数的原位试验方法不仅理论严密,而且具有试验过程简单、易操作,获取的参数齐全、精度高等优点,因此有很好的推广应用价值。     

小高跨比实腹门式刚架平面内整体稳定性试验研究

采用位移控制加载法,对小高跨比实腹门式刚架在四点集中荷载作用下的平面内的弹性和弹塑性稳定性能进行了静力试验研究。试验模型Ⅰ用来研究刚架在平面内同时考虑几何非线性和材料非线性的稳定性能,试验模型Ⅱ、Ⅲ用来研究刚架在平面内仅考虑几何非线性的弹性稳定性能。吻合良好的试验和分析结果表明,刚架高跨比较小时,一般不发生传统理论所认为的反对称失稳模式,而是以对称失稳模式为主。通过大量的几何非线性有限元参数分析,给出了经修正的小高跨比刚架柱的计算长度系数。     

流量放大阀特性试验研究

设计优先合流型流量放大阀的试验系统,并在该系统上进行了大量的试验,试验结果表明：当控制流量恒定时,放大流量也为一定值;放大流量随控制流量的变化呈非线性,且左右不对称;放大流量随着负载的增大而减小。     

影响管桩余浆成分变化因素分析

管桩余浆各物质组分的含量是会变化的,要使余浆回用于管桩生产取得稳定的效果,生产时必须及时掌握余浆组分的含量变化。本文以一系列试验研究数据来统计分析影响管桩余浆成分变化的因素,提出通过原材料质量检测和相关工艺控制来对管桩余浆成分进行事前监控。     

后张拉预应力成形鞍形网壳在成形阶段的应力分析

对一后张拉预应力成形鞍形网壳模型的成形应力进行了非线性有限元计算.建模时,使用连接件模拟了上弦杆搭接螺栓连接以及腹杆的鸭嘴端螺栓连接,考虑了几何非线性和材料非线性,将"管-管"接触算法应用于梁、杆单元组成的结构模型中.结果表明:计算值与试验值在杆件应力及内力分布趋势上吻合,但计算值小于试验值,其主要原因是有限元模型未考...     

静力触探试验在合肥黏性土地层中的应用

以合肥地区肥西县FX202271号地块项目为研究背景,运用静力触探试验方法对场区黏性土进行比贯入阻力测试,对比贯入阻力与内摩擦角、黏聚力、干重度和含水量参数进行关系拟合。结果表明,连续的比贯入阻力曲线可反应地层的变化;比贯入阻力与含水量呈单调非线性降低的趋势,与干重度呈单调非线性增加趋势;贯入阻力与黏聚力、内摩擦角均呈线性增加趋势。     

施威德勒型单层球面网壳的固有振动特性及非线性屈曲研究

推导了施威德勒型单层球面网壳的结构动力平衡方程,分别讨论了该结构在线性和非线性情况下的特征值控制方程;对该结构进行固有振动分析,通过数值试验研究典型模型的自振频率和振型;将特征值屈曲分析的模态作为初始几何缺陷,通过几何非线性屈曲分析得到非线性屈曲荷载.结果表明:非线性特征值屈曲荷载小于相应的线性屈曲荷载,仅对该结构形式进行整体线性稳定分析是偏于不安全的,有必要进行非线性稳定分析.     

软弱巷道围岩变形破坏综合分析

 针对软弱回采巷道变形破坏严重的问题,进行巷道围岩的岩层结构、力学参数及成分的试验研究和巷道变形破坏的实测分析。试验研究表明巷道顶底板属遇水膨胀软岩,煤层内生裂隙和构造裂隙发育,锚固可靠性差,难以形成稳定、有效的承载结构。实测分析表明巷道顶底板和两帮变形大,底鼓严重,现有的支护方式不适应围岩非线性、大变形的要求,必然导致支护失效。在试验和实测的基础上,提出锚棚联合支护的综合加固措施,并取得显著的应用效果。     

给水管网中金属离子化学稳定性分析

为防止给水管网结垢和腐蚀造成的危害,对北方某市给水管网中钙离子与碳酸盐系统、镁离子、铝离子和铁离子等的化学稳定问题进行了分析,发现钙离子与碳酸盐系统在温度<12℃时是稳定的,在温度>18℃时CaCO3 有沉淀的趋势;镁离子与铝离子是稳定的;铁离子是不稳定的,Fe(OH)3 有较强的沉淀趋势,是水质化学不稳定的主要原因。管垢的主要成分是铁,管网中的铁不稳定是由于管垢向水中释放铁引起的。在给水管网中铁的不稳定会引起用户水浊度的升高。     

体积应变率对北山花岗岩疲劳特性的影响

采用MTS815岩石力学试验系统对北山花岗岩进行动态三轴循环加、卸载试验,研究体积应变率的变化对岩石疲劳特性的影响。通过在静态加载阶段确定岩样损伤应力所对应的体积应变值,并实时监测体积应变的变化确定岩石疲劳初始点和体积应变率,进而获得岩样在动态循环加、卸载过程中的力学参数,以揭示北山花岗岩在不同体积应变率下的动态疲劳特征和损伤演化规律。研究结果表明:(1)岩样在疲劳破坏时的瞬时应变和最大塑性应变对体积应变率的变化不敏感。(2)岩样塑性体积变形随加、卸载循环次数的增加表现出初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,在等速变形阶段,塑性体积应变率和弹性模量衰减率强烈依赖于体积应变率的变化,二者均随体积应变率的增加呈非线性减小的趋势。(3)采用塑性体积应变和弹性模量定义损伤变量可合理描述岩样的损伤演化过程,在损伤稳定发展阶段,损伤演化速率随体积应变率的增加呈非线性增大。(4)体积应变率的变化致使岩样在动态疲劳前产生初始损伤的差异,从而导致其疲劳寿命随体积应变率的增加而显著降低。     

陕西洋县朱鹮河流栖息地生境修复 研究

河流是朱鹮重要栖息地之一,在朱鹮逐渐转移至低海拔区域生存的趋势下,提高河流栖息地生境质量是当前朱鹮保护的重要内容之一。利用数据收集、现场调研、Arc GIS等分析方法对近年来河流栖息地生态变化过程进行分析,分别从栖息地适宜性、景观格局指数及生境质量3个方面探讨朱鹮河流栖息地质量的状况,从中找出朱鹮河流栖息地生境的具体问题。从不同河流生境尺度,探讨朱鹮河流栖息地的修复方法。     

钢管混凝土框架的非线性分析

建立数值程序,对钢管混凝土框架进行非线性分析。通过采用轴力和弯矩共同作用下梁柱结构稳定求解中的稳定函数,考虑几何非线性。通过追踪沿杆件长度方向选定的横截面上的纤维单轴应力-应变关系,描述横截面上及杆件长度方向的塑性发展。由于位移控制方法具有数值稳定性和有效性,基于此,采用增量迭代法,求解非线性平衡方程。通过与试验和已有求解结果的比较,验证了本方法的准确性。对于钢管混凝土结构的非线性分析,数值分析是有效的。     

重载销轴拉伸试验及计算方法研究

本文以双支点销轴连接结构拉伸破坏试验为依据,分别利用理论计算方法~[2]和非线性有限元法对试验情况进行仿真计算,通过结果对比,验证了非线性有限元模型的适用性;采用本文验证过的有限元模型结合简支梁刚性支承、弹性支承法分别对三支点销轴连接结构进行研究,结果表明,弹性支承模型得到的结果与有限元法得到的结果在趋势上保持一致,数值上更为接近。     

小应变下土体刚度非线性分析的试验研究

精确的试验测试显示,土体在小应变下呈非线性作用,用常规的室内试验和传统的线弹性分析方法不能真实描述土的刚度变化,只能采用原位试验和非线性分析方法来确定。基于Bolton等人提出的平面应变下不排水膨胀试验的非线性分析理论,研究了剑桥自钻式旁压试验过程中土体刚度随应变的变化规律,并与线性分析结果进行了对比。试验和分析结果表明:小应变下土体刚度具有高度的非线性,随应变的增加发生衰减,但在不同应变区间衰减程度不同;土体割线模量值大于切线模量值,其差值随应变的增加逐渐减小;传统的线性分析低估了土体弹性作用范围和强度,而采用非线性分析能确定不同应变下土的刚度参数,真实反映土的非线性作用特点。     

扣件式钢管支模架稳定承载能力研究

在直角扣件抗扭刚度试验基础上,考虑扣件连接的半刚性,建立了扣件式钢管支模架稳定承载能力分析的三维有限元模型。采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架的稳定承载力,结果表明线性屈曲所得的稳定承载力要大于非线性稳定计算结果,尤其是在有初始缺陷时由线性屈曲所得的稳定承载力是不尽合理的。然后采用非线性屈曲方法,计算了不同搭设变量下的稳定承载力,并表示为工程上常用的计算长度系数。对稳定承载力的影响因素进行了分析,指出支模架的初始缺陷、扣件半刚性对支模架稳定承载力的影响比较显著,扣件螺栓拧紧力矩定为40N.m是经济合理的。本文的研究成果可作为扣件式钢管支模架稳定性设计的依据。     

非饱和膨胀岩饱和度及胀缩特性试验研究

膨胀岩变形破坏导致的工程灾害时有发生,深入研究膨胀岩的变形破坏机制很有必要。通过室内膨胀及收缩试验,并结合吸力理论,对南宁非饱和强膨胀岩原状样饱和度及胀缩特性进行研究,探讨膨胀岩胀缩变形机制。膨胀试验分为不同初始含水率下的无荷载膨胀率试验和不同垂直荷载下的有荷膨胀率试验,收缩试验在试样充分饱和后自然风干条件下进行。研究结果表明:非饱和膨胀岩吸水膨胀过程中,无荷载及荷载小于膨胀力条件下,饱和度和膨胀率均呈三阶段模式增长,前者饱和度和膨胀率之间呈指数渐进递增关系,后者饱和度和膨胀率之间呈非线性增长趋势,膨胀率变化均滞后于饱和度,即先达到饱和状态;等于膨胀力的有荷载膨胀时,膨胀岩吸水体积不变但饱和度变化直至饱和状态;膨胀岩吸水初期饱和度变化趋势受初始含水率影响,缩限附近的初始含水率的影响尤其显著,膨胀稳定后的饱和度对上覆荷载不敏感;收缩试验的饱和度呈三阶段衰减模式发展,饱和度与线缩率间呈负相关关系;对南宁非饱和膨胀岩,饱和度在80%～90%时,主要发生饱和度变化。研究成果可为合理构建膨胀岩胀缩本构模型提供科学依据,也可为非饱和膨胀岩工程稳定性的评估提供参考。     

砂–细粒混合料场地地震反应特性

砂–细粒混合料动力学性质特殊,关于砂–细粒混合料场地地震反应特性的研究却鲜有报道。为了探究砂–细粒混合料场地地震反应特性,结合共振柱试验数据,利用有限元软件,讨论了混合料土层厚度、细粒含量及类型等因素对砂–细粒混合料场地地震反应特性的影响。结果表明:随着细粒含量的增大,不同混合料场地的基本周期呈现出先增大后减小的趋势;混合料场地地表峰值加速度放大倍数基本呈现出先下降,后波动,最后稳定的非线性变化趋势。细粒含量与类型对混合料场地反应谱比的影响与周期有关。造成混合料场地地震反应非线性变化的原因,主要是由于随着细粒含量的增加,混合料土体由类粗粒土向类细粒土转变而导致的。随着混合料土层厚度的增大,该非线性变化更加显著。     

考虑孔隙水盐分效应的人工软黏土工程特性与本构模型

中国江苏北部连云港地区海相软土蒙脱石族矿物含量相对较高,且在海陆交互环境沉积形成,沉积过程中具有孔隙水盐分较高的特点,但在后沉积过程中由于地表和地下淡水入侵,会使孔隙水盐分发生变化。工程设计一般依据既有地下水环境中土体参数,未能考虑盐分变化后土体参数变化,会造成工程安全系数的冗余度不足,进而导致工程风险。为了解决江苏北部地区基础设施运营中,孔隙水盐分变动环境下软黏土地基长期性状与工程性质变异问题,需要深入了解矿物成分、孔隙水盐分在软黏土物理和力学特性中的作用机制。由于天然软黏土的矿物成分、孔隙水成分差异较大,在黏土矿物盐敏性的研究和当地地下水盐分测试基础上,试验材料采用矿物成分均一的商用高岭土与膨润土组成的人工黏土作为研究对象,配制不同浓度的NaCl溶液作为孔隙水,模拟孔隙水盐分变化。通过液塑限试验、常规固结试验和固结不排水剪切试验,发现对于含蒙脱石矿物的人工黏土,液限w_L、压缩指数C_c和回弹指数C_s随着孔隙水盐分的增加而减小,而内摩擦角随着孔隙水盐分的增加而增加;对于高岭石矿物为主的人工黏土,液限w_L、压缩指数C_c、回弹指数C_s和内摩擦角都基本不随孔隙水盐分的增加而改变。将孔隙水盐分效应采用渗透吸力进行表征,在试验规律、修正剑桥模型和BBM模型认知的基础上,建立了考虑盐分效应的人工软黏土本构模型,并对比了计算结果与试验结果,两者在趋势上较为接近,验证了本构模型的实用性,可为近海岩土工程设计提供参考。     

一种改进的金属氧化物避雷器模型及其参数识别

为了解释金属氧化物避雷器(MOA)的残压随频率变化的现象而对其提出了多种模型,其中最简单的模型包含一个非线性电阻和一个非线性电感。然而,应用表明该模型有时会出现数值不稳定现象。笔者首先对此非线性模型进行了改进,在非线性电感的两端并联了一个线性电阻有效抑制了数值振荡,进而结合最优化技术,实现了从一组8/20μs的冲击电流试验数据中自动识别出模型的参数。通过与公开发表的文献中的四组实验数据进行对比研究,表明所改进的模型可以有效抑制残压动态曲线中不合理局部数值振荡的发生;相对于现有的确定模型参数的方法,最优化技术的方法可以更系统、更准确地给出MOA动态特性的模型参数。     

非线性最小二乘法在分析河流水团示踪试验数据中的应用

文中将分析一维河流水团示踪试验数据,估计河流纵向弥散系数和平均流速问题转化为非线性最小二乘法计算问题,应用高斯—牛顿迭代法进行求解计算。通过算例,初步讨论了不同初始近似值,原始数据误差和观测数据组数,对计算过程与结果的影响。与其它方法相比较,文中介绍的方法具有计算精度高、对浓度观测数据要求较为灵活和可同时求出河流平均流速等优点。