考虑结构应力的粘土一维非线性固结分析

考虑结构性粘土的结构应力比以及施工荷载分级加载情况,建立了考虑结构应力比的天然饱和软粘土一维非线性固结控制方程,采用Crank-Nicolson有限差分格式对固结方程进行了求解,并与不考虑结构应力比的一维线性和非线性固结结果进行了比较分析,最后针对不同η/c比值分析了天然饱和软粘土的一维非线性固结性状.研究表明,非线性参数η/c对固结速率有较大影响,η/c值越小孔压消散越快,固结速率越大.在固结初始阶段不考虑结构应力比的线性与非线性固结计算结果比较接近,随着固结的发展,不考虑结构应力比的非线性固结由于未考虑粘土天然结构应力的存在高估了土体非线性的影响,而考虑结构应力比的非线性固结计算结果更接近于天然粘土的固结性状.     

海洋珊瑚黏土岩土特性的室内研究

吹填珊瑚黏土是一种新型黏土,是珊瑚岛礁吹填过程中分选形成的特殊黏土.新的水力吹填工程珊瑚礁地基,包括珊瑚砂、淤泥和黏土.粒径小于75μm的且含量占50％以上这部分形成黏土.作为一种新型黏土,其岩土工程性质在以往的研究中鲜有报道.本文通过一系列室内试验,对其力学性能、微观结构和矿物组成进行了综合研究.结果表明:珊瑚黏土是...     

考虑扰动影响的修正Duncan-Chang模型

根据中国ISO标准砂在不同条件下的三轴试验资料,发现相对密实度对砂土强度和变形特性有显著影响.基于扰动状态概念(DSC)理论,以砂土相对密实度为扰动参量,建立统一扰动度函数表达式;根据试验结果,建立参数K和峰值强度与统一扰动度之间的函数关系式,提出考虑扰动影响的修正Duncan-Chang模型.给定砂土材料参数d、g以及初始状态下的Duncan-Chang模型参数,通过该修正模型可以对任意扰动度下的砂土应力-应变关系进行预测.试验验证表明,修正Duncan-Chang模型可以较好地反映相应扰动状态下砂土的应力-应变关系.     

状态反馈特征结构配置问题解的扰动分析

给出了状态反馈特征结构配置问题解存在的一个充分必要条件,并给出了问题的最小范数解及最小范数解的扰动定理     

考虑温度影响的非关联弹塑性饱和黏土本构模型

从不同温度作用下的压缩曲线和回弹曲线出发,利用等效的力学固结代替热固结,将常规温控三轴试验过程中复杂的热力学特性转化为纯力学特性,然后结合传统的临界状态理论,运用非关联流动法则,提出考虑温度影响,适用于正常固结饱和黏土的非关联弹塑性本构模型。模型包含6个独立参数,各参数的物理意义明确,且可由常规的温控三轴实验确定。随着温度的增加,压缩曲线和回弹曲线的斜率、临界应力比和泊松比不变,先期固结应力呈指数形式变化,此外,塑性势函数和屈服函数之间的比例因子可通过试算确定。结合高岭土和伯克土的常规温控三轴排水剪切试验数据,给出了模型参数的具体确定方法,并将模拟值和试验值进行对比,验证了该模型的合理性。     

成层软黏土地基一维电渗固结理论研究

针对成层软黏土地基电渗固结问题研究甚少。在Esrig一维固结理论的基础上,利用分层法结合差分法计算得出曲线模拟方程,并且建立了成层软黏土电渗固结理论,从而获得了孔压解析解,同时将双层软黏土的孔压值与在Esrig的固结理论下的各单层土的形成对比,得出了在距离阴极前半段内,成层土孔压变化趋势与第一层土相比偏慢,在距离阴极后半段内,成层土孔压变化趋势与第二层土相比偏快．最后通过分层法和平均法得出孔压的比较．进而得出了在工程实践中可以采用平均法来替代分层法的结论．     

城市固体垃圾一维应力压缩计算研究

对城市固体垃圾的一维应力压缩计算方法进行研究,计算结果表明:垃圾的初始孔隙比对一维应力压缩起着重要的影响,而垃圾的初始天然密度对一维应力压缩的影响不大.建立了城市固体垃圾一维应力压缩的计算方法,该方法考虑了城市垃圾填埋的实际过程,因此,既方便又实用.     

取土扰动对试验成果的影响

根据石家庄地区233个探井、518个钻孔共4000多个土样的试验资料,找出了同一种土的探井土样的孔隙比值与钻孔土样的孔隙比值之间的关系以及压缩模量值之间的关系,并且分析了由于土样扰动造成孔隙比与压缩模量发生变化的规律.     

基于扰动状态理论的回采巷道稳定性分析

为定量评价不同回采阶段对煤层巷道稳定性的影响,以宁东矿区任家庄矿11501和11503工作面回采巷道为研究对象,根据现场监测数据,引入扰动状态理论中扰动因子D的概念,探讨了回采巷道受本区段回采(一次扰动)、上区段和本区段回采(二次扰动)的影响情况,并基于数值模拟和高精度地质雷达对所研究回采巷道不同位置处的围岩松动圈进行了分析和实测.结果表明:基于围岩变形的扰动因子具有较好的物理意义,能够用于分析不同开采阶段不同巷道受扰动情况;扰动因子D越大,回采对巷道稳定性影响越大;当受一次扰动的回采巷道扰动因子D≥0.7时和受二次扰动的回采巷道扰动因子D≥0.6时,巷道稳定性均需加强安全预警.     

考虑渗透系数随时间变化及固结状态影响的一维固结计算

固结系数的不确定性是传统固结理论计算局限性的根本原因,传统固结理论计算忽略了在固结过程中渗透系数k和孔隙比e随固结状态和时间的变化。基于工程常用的5种渗透系数预测模型,结合固结度与侧限压缩量的关系,推导出孔隙比e_t的时间函数,构建渗透系数与时间及固结应力依赖的计算公式。将构建的渗透系数计算式代入固结系数C_v中,同时考虑固结状态、固结应力及时间的影响,对经典Terzaghi一维固结理论进行修正。利用已有的试验数据进行对比,讨论预测公式的适用性。最后通过工程案例计算,与Terzaghi一维固结方程和其他修正固结理论对比,结果表明：当上覆荷载较大时,需要考虑固结系数C_v的变化;同时,对比其他修正固结理论,证明了考虑孔隙比e和渗流系数k随时间变化过程的必要性。     

天然沉积软黏土渗透系数随应力水平的变化规律

以天然沉积温州软黏土为研究对象,进行了一系列的固结渗透试验,探讨天然沉积土压缩过程中渗透系数的变化规律。研究结果表明:天然沉积土由于沉积过程中受到土结构性的影响,存在明显的固结屈服压力,当固结压力小于屈服压力时压缩性小,渗透系数变化不明显;当固结压力大于屈服压力后压缩性激剧增大,渗透系数呈现明显的变小趋势,渗透系数与固结压力的关系与压缩曲线一样存在明显的拐点。基于ln(1+e)与lgσv’以及ln(1+e)与lg kv所呈的双对数坐标系下的线性化分析,提出了压缩过程中渗透系数随应力水平变化的相关关系式。     

初始含水率对重塑连云港黏土压缩特性的影响

目的探讨初始含水率对重塑黏性土压缩性状的影响,建立土结构性对天然沉积黏性土力学性状影响的定量评价基准．方法设计加工了适用于高初始含水率重塑黏性土固结试验的轻型固结仪,针对具有不同初始含水率的连云港黏性土重塑样进行了大量的一维固结试验．结果对连云港黏性土而言,当固结压力低于约25kPa时,采用孔隙指数不能将不同压缩曲线归一化;而超过25kPa后,各压缩曲线均可以较好的进行归一化至重塑土的固有压缩曲线上,且固有压缩参数e100、Cc与W0／wL之间存在良好的线性关系．结论得到了一簇对应不同初始含水率连云港重塑土样的压缩曲线,初始含水率高的重塑样压缩曲线位于含水率低的压缩曲线之上,表明初始含水率对重塑土压缩性状有着显著影响．     

结构性对软土压缩特性的影响

针对同一地段的50个原状土样的试验数据进行统计分析,得出孔隙比、含水量、密度、干密度是影响软土压缩特性的重要因素。通过原状土和重塑土一维固结压缩试验,对固结系数、压缩系数、压缩模量进行分析,得出结构性对软土压缩特性有较大的影响。同时给出了压缩特性的微观行为。     

混凝土抗压疲劳剩余强度损伤模型

目的建立混凝土抗压疲劳剩余强度随疲劳次数衰减的模型,揭示混凝土疲劳剩余强度衰减规律．方法基于连续体损伤力学理论,采用应变能量释放率空间的边界面模型,通过极限断裂面的不断移动来模拟疲劳过程中损伤阂值的变化情况．结果建立了累积损伤与相应循环损伤能量释放率之间的函数关系,确定了疲劳加载中极限断裂面尺寸的变化规律,在高周疲劳过程里损伤模量表达式中D是变量,且与剩余强度有关．利用模型编制计算机程序,绘出了不同最大应力水平下混凝土疲劳剩余抗压强度的衰减曲线．结论变量D反映出混凝土疲劳剩余衰减的特性,模型的计算结果能较好反映试验结果的变化规律．     

考虑万向轮扭转角扰动轮式移动机器人轨迹跟踪

为了研究轮式移动机器人运动过程中万向轮扭转的扰动对其轨迹跟踪的影响,提出了一种考虑前端万向轮摩擦扰动及其质心与几何中心不重合的轨迹跟踪控制方法。首先,建立了考虑万向轮扭转角扰动的轮式移动机器人动力学模型;其次,根据位姿误差模型,采用反步法设计虚拟速度控制器收敛系统位姿误差;然后,结合扰动观测器对机器人行进过程中万向轮扭转所带来的摩擦扰动进行估计,构造出一种基于积分滑模思想的力矩控制器以保证速度追踪;最后,利用Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性和渐近收敛进行证明。仿真及实验结果表明,将万向轮摩擦所带来的扰动反馈给动力学控制器,可以减轻控制器的负载。与忽略万向轮扰动的控制方法相比,轮式移动机器人的位置误差最大值的均方根值降低了37.37%,提高了运动系统的稳定性。     

稳态条件下PN结器件一维模型的数值分析

在半导体器件理论的基础上,对一维PN结器件模型的方程组进行线性化,并求出其数值解,为分析稳态条件下PN结器件一维模型提供了一种新的数值解法.     

492QC发动机燃用天然气的实验研究

在不同的节气门开度、转速、空气燃料比、点火提前角等运转条件下,对改装的492QC天然气发动机和原发动机（燃用汽油）的扭矩、功率、天然气消耗量（或燃油消耗量）、空气消耗量等进行了测量.实验结果表明,当发动机由燃烧汽油时的工作状态直接变换为燃烧天燃气时,发动机的扭矩或功率下降非常大,在最大扭矩点约为燃烧汽油时的17%;发动机燃用天然气时,与浓混合气条件相比稀混合气条件的扭矩在高速时较大,低速时较小,并且最大扭矩对应的转速较高;增大点火提前角,可使发动机燃烧天然气时的动力性得到改善,但这种改善是有限的.     

混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型

细观损伤机制对混凝土材料宏观力学性能产生重要的影响。基于细观统计损伤理论及宏观试验现象,建立了混凝土双轴压-压细观统计损伤本构模型。考虑断裂、屈服两种细观损伤因素,损伤演化过程由主方向的压应变驱动;引入等效传递拉损伤应变的概念,受压方向的压损伤由侧向拉损伤应变控制。采用本文模型对双轴压-压应变比例加载路径下应力-应变曲线形成的包络面进行了预测,提取出双轴压-压强度包络线;从双轴强度、变形特性、包络面形状等角度对材料的双轴压缩损伤机制进行探讨。结果表明：该模型能够有效模拟双轴压-压加载情况下混凝土材料宏观力学行为,能够揭示细观损伤演化机制;细观屈服损伤模式在材料变形破坏过程中起到决定性作用,将整个变形过程分为统计均匀损伤及局部破坏两个阶段;区分峰值应力状态和局部破坏的临界状态,建议后者作为本构模型的最终破坏点。     

太阳能烟囱自然通风的一维稳态模型

太阳能烟囱是一种利用太阳能加热来强化自然通风的技术。在前人简化模型的基础上,考虑了玻璃盖板和集热墙的导热热阻的影响,建立了一个修正的太阳能烟囱自然通风的一维稳态数学模型。并利用此模型,对太阳能烟囱内的空气平均温度、集热墙温度、空气流量以及集热效率等进行了模拟计算和讨论。模型计算结果与相关实验数据及前人的简化模型进行了对比,验证了修正模型的可靠性,并表明修正模型能够提高模型预测结果的准确度。     

混凝土单轴受压本构模型及其应用

通过一个细观模型,从损伤的角度解释混凝土在压应力作用下应力-应变关系的非线性和应变软化,根据等效应变假设和损伤力学基本原理,建立了单轴受压混凝土的弹塑性损伤本构模型,可导出已有单轴受压本构关系,并能反映混凝土的刚度退化和卸载后的残余变形;提出一类损伤函数和塑性变形经验表达式,利用应力-应变曲线特征条件和优化算法确定模型参数;与已有受压试验结果相比较,结果吻合良好.