弹塑性SDOF体系地震输入归一化等效速度谱

为了确定弹塑性单自由度( single degree of freedom, SDOF)体系地震输入能,分析了中美场地土剪切波速转换关系,将从美国PEER地震记录数据库选取的220条强震记录按中国场地土类型进行分类,基于能量平衡原理,采用归一化方法,建议了一种基于复合强度指标的弹性SDOF体系三段式等效速度谱。分析了5类场地土条件下SDOF体系系统参数对地震输入等效速度谱的影响。研究结果表明：刚度折减系数对等效速度谱无明显影响;延性系数和阻尼比增大均对等效速度谱峰值和下降段衰减速度有削弱作用。综合考虑各类影响因素,通过参数多次拟合,得出弹性SDOF体系归一化等效速度谱峰值段及下降段修正系数,提出了一种适用于我国场地土类型、可直接供设计使用的弹塑性SDOF体系归一化等效速度谱确定方法,并验证了其有效性。     

连续倒塌过程中构件失效动力效应分析

为了分析连续倒塌过程中,构件失效时间对动力放大系数的影响,采用拆除构件法,从理论上推导动力放大系数与失效时间的关系,并对一空间RC框架结构进行瞬态时程分析,得出柱子失效过程中失效点处初始位移、最大静位移和最大动位移变化特点,进而得到动力放大系数随失效时间和失效位置的变化规律,对理论结果进行补充说明.结果表明:局部构件失效时间对动力放大系数有显著影响,且二者成反比;随着失效时间增长,动力放大系数分布规律发生变化,失效时间较短时,除顶层外各层动力放大系数均为短边中柱最大,角柱最小;失效时间较长时,分布规律刚好相反.     

矿山载/蓄冷功能性充填基础理论

深井热害是矿产资源开采面临的重大问题,为改善矿井降温效果、提高冷量利用效率,提出了一种结合深井降温需求与充填采矿特点的载/蓄冷功能性充填降温方法,与传统矿井降温方式相比,该方法省去了井下空气调节末端装置和载冷介质输送系统,并营造出采场整体低温环境,其经济和安全效益明显。制定了载/蓄冷功能性充填的总体实施方案,包括材料制备、充填料浆输运、充填体相变降温、充填体固结强化4个阶段。材料制备与配方优化方面提出了以料浆的流动特性,充填体的传热特性,充填体的力学强度特性为三大约束条件的优化目标;在充填体相变降温方面建立了基于焓法模型、多孔介质模型和水化放热模型的载/蓄冷相变充填体瞬态相变传热模型,并以实验验证了该相变传热模型的准确性,应用该模型计算了井下条件中载/蓄冷相变充填体相变过程中的温度和液相率随时间变化的分布特征,对比初始液相率和料浆浓度2个影响因素,计算分析得出影响降温的主要因素为初始液相率;在充填料浆输运方面,实验表明随着初始液相率减小,含冰量增加,屈服应力与塑性黏性系数均增加,采用宾汉模型以及实验测试出的屈服应力与塑性黏性系数,得出了预测工程实际中管道输运剪切应力特性的计算公式;在充填体强度方面,实验表明抗压强度与含冰量之间的关系呈现出阶段性特征,随初始液相率从100%降低到临界值,强度逐渐增加,当初始液相率低于临界值,强度随初始液相率降低而降低,对不同阶段的特征分析了各阶段占优的影响因素及影响机制。     

开封玉皇阁整体顶升保护工程中加固设计及数值分析

结构加固是玉皇阁整体顶升保护工程成功的关键环节。根据结构特点及有限元线弹性静力分析结果,确定加固设计主要原则为:控制穹拱的推力效应,提高墙体整体性;运用ANSYS软件对结构加固设计进行数值分析,结果表明加固措施是有效的,合理的。结构实测沉降曲线随顶距增加呈线性变化,表明加固措施显著增强了结构的整体性,保证了施工中结构的安全。     

MDOFS累积塑性变形能的理论研究与敏感性分析

为了研究多自由度体系(MDOFS)累积塑性变形能的分布规律,基于能量平衡原理和多模态等效单自由度体系(ESDOFS)的概念,推导了MDOFS累积塑性变形能需求量及其沿结构各层的分配系数。在此基础上,综合考虑地震作用下结构局部破坏或损伤情况,进行了16种工况下的敏感性分析,得出结构各层参数对累积塑性变形能分布的敏感性影响规律。结果表明:累积塑性变形能分配系数主要由质量(mi)、屈服剪力系数(αi)、刚度(ki)和累积延性系数(ηi)四个因素决定;顶层参数变化对累积塑性变形能分布无明显影响;逐层递减和中间层薄弱情况下,各层分配的累积塑性变形能与αi和ηi呈正相关,与ki呈反相关;中间薄弱层释放的累积塑性变形能按其相邻两层原累积塑性变形能大小之比进行重新分配。     

随机有限元法在砖石古建数值模拟中的应用

砖石古建确定性有限元数值模拟中材料参数取值较难,并且分析结果只能定性地反映结构响应的分布规律。针对这些局限性,把计算中涉及到一些材料参数视为服从某种概率分布形式的随机输入变量,采用基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛随机有限元法的基本原理,运用有限元软件ANSYS中的概率设计模块(PDS),以开封市延庆观玉皇阁为例进行了随机有限元分析,得到了相应随机输出变量的统计特征,并详细探讨了随机输入变量和结构的应力分布规律以及随机输出变量间的关系。结果表明,该方法能更合理、更清楚地反映结构在某一工况下的力学性能,其为砖石古建的数值模拟提供了一种新分析思路。     

深部矿井埋管充填体换热器蓄/释热过程中的热干扰问题

矿床开采形成的丰富地下空间为太阳能等可再生能源的大规模存储提供了基本条件。将地埋管换热器置入矿井充填体中构建出具有蓄/释热功能的埋管充填体换热器是实现太阳能等可再生能源跨季节存储的新方法，但是热干扰问题会影响其蓄/释热性能而不容忽视。利用COMSOL仿真软件建立并验证了典型蛇形埋管充填体换热器的三维非稳态传热模型，通过管间热干扰系数(I_tub)和层间热干扰系数(I_lay)量化研究了管间距、管径、充填体导热系数和比热容对埋管充填体换热器的单层蛇形管管间和多层蛇形管层间热干扰影响，通过引入相对灵敏度参数讨论分析了管间和层间热干扰对研究参数的敏感度。结果分析表明，I_tub随蓄/释热时间呈先下降后上升的变化趋势，整体变化不大(0.92～1.00),说明单层蛇形管管间热干扰影响较小。I_lay呈单调显著递减，在蓄/释热阶段末分别低于0.25和0.49,说明多层蛇形埋管层间热干扰随着蓄/释热的进行严重恶化。通过灵敏度分析发现，I_lay对研究参数的敏感度明显高于I_tub。...