基于积分型分数导数本构方程的黏弹性土层中单桩的竖向复刚度与导纳研究

建立了基于三维积分型本构方程的单桩在黏弹性土体的竖向振动微分方程。利用三维分数导数Kelvin黏弹性本构关系描述土体的应力应变关系,考虑分数导数和卷积的Fourier变换性质,利用势函数和分离变量法在频域内求解了分数导数黏弹性土层的竖向振动,并在此基础上求解了黏弹性土层中单桩的竖直振动。研究了土体本构模型参量对桩顶复刚度和桩顶导纳的影响。研究表明,分数导数的阶数对桩顶复刚度和桩顶导纳有较大的影响,土体黏性系数对桩顶复刚度的实部和桩顶导纳影响较大,而对桩顶复刚度虚部影响相对较小。     

基于蠕变模型隧道开挖的数值模拟研究

依据西藏某隧道工程,参考该隧道的地形、岩性条件,使用有限元差分软件FLAC 3D建立数值模型。采用BURGERS黏弹塑性模型(Model Mechanical CVISC),通过正交实验,研究了Maxwell动力黏度、Kelvin动力黏度、Kelvin弹性剪切模量和Maxwell弹性剪切模量对应力和位移值大小的影响;分析了蠕变作用下围岩总位移和残余应力在不同初始应力条件下随时间的变化情况。结果表明:Maxwell动力黏度和Kelvin弹性剪切模量对位移值具有很大的影响;Maxwell弹性剪切模量、Kelvin动力黏度对位移值的影响微乎其微;对应力大小产生影响的主要因素是Maxwell动力黏度。所取得的研究成果为现场的实际施工提供了有力的理论支撑。     

黏弹性文克尔地基修正Timoshenko梁横向振动复模态分析

利用修正Timoshenko梁理论,考虑地基黏性阻尼,建立黏弹性文克尔地基修正Timoshenko梁动力方程,解决了黏弹性地基经典深梁(Timoshenko)两频谱矛盾。利用复模态分析方法导出微分方程在多种约束条件下的复频率求解超越方程及其振型函数。当不计梁剪切转动惯量的影响时,方程可退化为黏弹性文克尔地基经典深梁计算模型;当不计梁剪切变形的影响及地基黏滞阻尼时,方程退化为常见的弹性地基Euler梁振动模型,其计算模型较为通用。分析了黏弹性地基梁在不同理论下的计算差别,结果表明:黏弹性地基Euler梁在高频段及梁长较短的低频段具有很大误差,黏弹性文克尔地基经典Timoshenko梁相对于Euler梁误差有所减小,但随阶次的增加相对误差逐次增大,在较高频段亦产生不可忽略的影响,证明了地基黏滞阻尼对地基梁振动低频段有较大影响。     

分布随从力作用的双参数地基上悬臂管稳定性研究

为了对分布随从力作用时双参数地基上悬臂管稳定性进行分析,利用Euler-Bernoulli梁模型创立输流管道的运动微分方程,然后运用传递矩阵法进行求解。通过分析悬臂输流管的无量纲复频率和失稳时临界流速间的关系,在地基刚度取4种不同值情况下研究悬臂管道受分布随从力和流体流速作用时的振动情况。结果表明①地基刚度取值一定时,悬臂管道受分布随从力和流体流速影响时的振动特点大不一样;②无量纲分布随从力与流体流速取值一定时,管道系统的振动状况随着地基刚度增加而更加稳定,相比线性刚度的影响剪切刚度的作用尤为突出。     

黏弹性输水管道中含气瞬变流压力衰减分析

基于瞬变流理论对管道漏失、堵塞等进行检测是国内外管道故障辨识的热点和前沿,但在黏弹性输水管道中由于空气的存在将影响该技术的推广应用,因此有必要对黏弹性管道中的含气瞬变流及其压力衰减畸变过程进行分析。本文首先通过装置实验验证了用含气率(α)修正波速的一维瞬变流模型的有效性,其次基于模型通过能量和傅里叶分析研究管壁摩擦和黏弹性对含气瞬变流压力衰减的影响,最后针对应用背景提出模型参数校核的建议。研究表明:当α≤2.37%时,由管壁摩擦引起的压力衰减速率随着α和管径壁厚比的增加而增大,而由黏弹性效应引起的压力衰减速率则相反,但两者都会随着管长的增加而变小;在对模型进行参数校核时,建议当1%≤α≤2.37%时,不必对黏弹性参数进行校核。     

锦屏一级拱坝黏弹性工作性态反演分析

针对锦屏一级拱坝历年1 880 m高水位稳定期坝体向下游侧位移持续增大的异常变形性态,基于现场位移监测数据和坝体混凝土徐变试验数据,对该拱坝当前运行性态进行了反演分析。结果表明:坝体目前处于黏弹性工作状态,监测发现的短期趋势性变形是由水压荷载作用下黏弹性滞后变形效应和年周期环境温降效应所共同引起。混凝土黏弹性力学参数之间具有较好的线性关系,基于弹性水压分量反演得到的坝体混凝土弹性模量实际是瞬时弹性模量与延迟弹性模量的等效值,对于锦屏一级拱坝,该反演值为35.5 GPa,与前期反演值和试验值较为接近;而基于黏弹性水压分量反演得到的广义Kelvin模型中瞬时弹性模量、2延迟弹性模量和2黏滞系数分别为47.3 GPa、189.4 GPa、132.3 GPa、383.8 GPa·d和20 574.6 GPa·d。建议今后对锦屏一级拱坝建立变形监控模型时,应在HST模型中引入黏弹性滞后水压分量。     

三峡电厂发电机定子线棒固定技术

发电机定子线棒在铁芯线槽内的防晕处理及固定是发电机制造的关键技术之一，ALSTOM的发电机线棒在线槽内采用了硅脂复合胶弹性固定技术．端部采用了玻璃纤维绳注胶成型的工艺。VGS发电机线棒则采用了导电纸襄半导体胶的固定方式，端部采用的也是非金属材料。二者都采用了带波纹弹簧垫务的弹性槽楔固定系统。对槽楔单节长度和定子下线前铁芯线槽内表面处理应根据实际情况制定。     

考虑含水损伤的Q2黄土非线性蠕变模型研究

对Q2黄土进行不同含水状态下的三轴蠕变试验,结果表明,随着含水率的增高,Q2黄土的流变性能增强。根据试验曲线形态特征,选用一个广义Kelvin模型串联一个非线性黏塑元件组成非线性黏弹塑性模型(改进的西原模型)。应用改进的西原模型对试验数据进行拟合求参,结果显示瞬时变形模量EH、黏弹性变形模量EK、黏弹性黏滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减。引入含水损伤变量D(ω),计算得出各蠕变参数含水损伤演化方程,进而建立考虑含水损伤的非线性蠕变模型。应用试验数据对其进行验证,证明考虑含水损伤的非线性蠕变模型能够有效的描述Q2黄土的整体流变特征。     

土石材料振动压实模型综述

振动压实模型可用于分析振动碾压机与土体相互作用,理解振动压实机理。介绍了振动压实模型发展现状,根据模型特点进行分类并选取一些代表性的模型进行介绍。振动压实模型包括黏弹性模型与黏弹塑性模型,其中黏弹性模型包括线弹性模型和非线性弹性模型,黏弹塑性模型包括不对称滞回模型和包含塑性原件的黏弹塑性模型。通过对模型特点的介绍,指出了现有模型的优点和存在的不足,并提出振动压实模型应当合理考虑土体变形的黏弹塑性性质和碾压机行走的影响,为压实质量连续监测和压实过程优化提供理论基础。     

基于串并联弹簧模型的混凝土黏聚律及裂缝扩展全过程分析

基于串并联弹簧随机损伤模型,结合损伤模型和断裂模型的耗散能等效原理计算得到了混凝土裂缝黏聚律;基于微弹簧断裂应变服从Weibull分布和对数正态分布,研究了不同概率密度函数对裂缝黏聚律的影响,并比较了所获得的黏聚律与采用位移等效方法获得的黏聚律的区别。依据得到的黏聚律模拟了三点弯曲梁裂缝扩展全过程,结果表明:混凝土裂缝黏聚律受微弹簧断裂应变服从的概率密度函数影响;基于串并联弹簧随机损伤模型得到的裂缝黏聚律基本不受串并联弹簧模型层数影响,避免了获取黏聚律时的模型层数敏感性问题。