离散-连续多尺度桥域耦合动力分析方法

基于离散介质理论和连续介质理论,提出离散-连续多尺度动力耦合分析方法,不需要任何附加的过滤和阻尼就能有效地消除高频波的虚假反射。根据实际需求将计算模型划分为连续介质域和离散介质域,其中连续介质域采用有限差分网格模拟;离散介质域采用离散元颗粒模拟。为保证网格与颗粒两种不同介质之间的能量协调,引入拉格朗日乘子将离散元模型和有限差分模型之间的约束关系,通过能量势函数隐含到动力方程中,推导出多尺度域的动力控制方程。基于动力显式算法求解所建立的离散-连续多尺度动力耦合体系,在通用的离散元(PFC)和有限差分法(FLAC)软件中二次开发编制计算程序,从而实现离散-连续多尺度动力耦合算法。通过算例验证,计算结果与分别采用离散元和有限差分法所得结果一致,说明了该多尺度方法可以有效地消除高频波在离散-连续介质界面上的虚假反射现象。     

沉管隧道接头力学模型及刚度解析表达式

接头刚度是表征沉管隧道接头性能的最重要参数. 目前沉管隧道接头刚度的取值既无现成的解析表达式或图表可循, 也无接头力学性能试验数据支持. 该文根据接头构造设计特点提出力学假定, 将接头GINA止水带抽象为弹簧, 接头板则假定为不产生挠曲变形的刚性板, 在此基础上建立了接头的力学模型. 根据受力平衡方程和变形协调方程, 推导出接头刚度的解析表达式. 通过与所设定的接头三维精细化基准模型在相同设计参数下的结果对比, 验证了接头力学模型及刚度解析解的合理性. 最后应用该力学模型进行了接头参数敏感性分析, 预测了各种因素对接头刚度的影响规律.     

反应位移法在复杂地下结构抗震中的应用

针对我国尚缺少完善的地下结构抗震分析方法和专门的有关复杂地下结构抗震设计规范的现状,在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,采用反应位移法对某复杂地下大空间结构进行抗震设计与分析。同时,分析中还建立了该复杂地下结构的三维精细化有限元模型,采用动力时程分析给出结构的基准地震响应,从而评价反应位移法用于复杂地下结构抗震设计的适用性。分析结果表明,对于不同的计算工况反应位移法的计算结果与动力时程分析均基本一致,说明反应位移法可用于复杂地下结构的抗震设计。研究结论可为今后类似地下工程的抗震设计提供指导。     

考虑下卧弹性基岩的地下结构抗震分析模型

针对广泛采用的振动方法仅能考虑下卧刚性基岩条件的问题,基于等效节点荷载地震动输入方法和等位移边界,提出了可以考虑下卧弹性基岩恢复力和反射/透射地震波向地层深处逸散效应的地下结构抗震实用分析模型。介绍了等效节点荷载输入原理,通过数值算例验证了等位移边界的适用性。通过均质和成层场地算例,验证了分析模型正确性。以上海场地为例,对比分析振动方法与本文分析模型,地表位移和隧道结构内力响应初期相近,而后期差异显著,体现了下卧刚性基岩和弹性基岩不同场地条件的区别。下卧弹性基岩场地条件地下结构抗震分析,采用本文模型更符合实际情况。     

SV波入射下均匀饱和地层渗透系数对深埋隧道的影响机制

对于饱和场地中地下结构的抗震分析问题,地层渗透系数决定了孔隙水与土骨架耦合作用的强弱,是研究饱和地层–结构动力相互作用的关键参数之一。然而,目前研究通常基于渗透系数为零或无穷大的假定,忽略了实际地层的渗透特性且对其影响机制尚不清晰。针对不同类型均匀饱和地层对应的渗透系数分布范围,基于Biot两相介质理论,首先建立了饱和地层不同渗透系数情况下的u-w格式模型,推导渗透系数分别为有限值、零和无穷大3种情况下P₁,P₂,S波的波速解析表达式,分析了地层渗透系数变化对自由场波速的影响规律;进而,建立了不同类型饱和地层与深埋隧道动力作用分析模型,并与典型算例精确解对比验证了本模型的有效性;在此基础上,分别研究了砂岩、卵石土、砂土、粉土4种类型饱和地层渗透系数变化及两种极端值情况下隧道结构及周围地层孔隙水压力的响应机制。结果表明:对于不同类型饱和地层,3种体波在地层中的传播速度均随渗透系数k增加呈上升趋势,当k<10^-4 m/s时,波速为最小值且与k→0极端情况一致,当k>10~2 m/s时,波速为最大值且与k→∞极端情...     

隧道内部预制装配式柱基节点有限元分析

近年来,大直径盾构隧道双层车道结构在公路隧道领域得到快速发展,其内部双层车道结构的施工也逐渐向全预制化方向发展。以在建的上海市诸光路隧道为背景,对其内部立柱-基座预制节点进行研究。通过ABAQUS有限元软件,对整体现浇、灌浆套筒连接、灌浆波纹管连接三种试件进行了三维精细化有限元分析,分析结果表明:预制灌浆套筒和灌浆波纹管连接节点试件承载力与整体现浇试件相同;灌浆波纹管连接试件与整体现浇试件在柱底出现塑性铰;灌浆套筒连接试件除在柱底出现塑性铰外,套筒上方钢筋应力和混凝土损伤也较大。     

PLC在中央空调系统中的应用

以写字楼的中央空调系统工程项目的设计为对象,设计了以PLC为核心的中央空调控制系统,实现了中央空调的自动控制。基于当前中央空调行业冷水机组的技术不断趋于成熟为起点,对楼群制冷和制热方面进行分配和能源管理优化为目的,然后加以群控为手段来达到节能高效的目的。     

地下结构内部爆炸问题的数值建模及分析

针对目前备受关注的地下结构内部爆炸问题,在总结国内外研究方法和手段的基础上,以上海市某典型盾构隧道为工程对象建立有限元分析模型,并采用(任意拉格朗日-欧拉算法)ALE算法求解内部爆炸作用下隧道结构及地表土的动力响应方程.通过对计算结果的分析,得出隧道结构及地表距爆源不同位置处的动力响应规律.     

考虑内部预制结构的盾构隧道抗震性能分析

近年来,预制结构逐渐应用于隧道内部结构,如上海复兴东路隧道、南京纬三路隧道等。与现浇结构相比,预制结构具有生产效率高、产品质量好、工人劳动强度低、保护环境等优点。但是,其连接部位薄弱,抗震性能相对较差。以某盾构隧道为背景,基于目前盾构隧道抗震设计不考虑内部结构的现状,采用动力时程方法对比分析了预制和现浇两种内部结构形式对盾构隧道管片抗震性能的影响,从而系统评价了考虑内部预制结构的盾构隧道抗震性能。结果表明:设计地震作用下,考虑内部结构能明显改善盾构隧道管片的抗震性能,且内部现浇结构优于内部预制结构;罕遇地震作用下,内部现浇结构会先于盾构隧道管片破坏,且内部现浇结构相比内部预制结构更为不利。     

行波效应下曲线隧道动力响应解析解

隧道曲率变化段是制约隧道结构抗震安全性的关键控制区段,但目前隧道抗震设计仅以横断面剪切变形为主,未考虑隧道沿纵向的曲率半径变化,缺乏针对曲线隧道的纵向抗震简化分析方法。将曲线隧道沿纵向简化为作用在黏弹性地基上的变曲率有限长均质Euler-Bernoulli梁,基于Hamilton原理及黏弹性地基梁理论建立了结构的微分动力控制方程及边界条件,并通过模态叠加法进行求解,推导出任意动载作用下曲线隧道的位移、速度、加速度、弯矩、剪力等动力响应的解析表达式,以行波荷载为例,给出行波效应下曲线隧道动力响应的退化解答。通过与有限元基准模型在相同条件下的对比分析,验证了所推导解析解的正确性。最后应用该解析公式进行参数敏感性分析,揭示了隧道曲率半径、行波波速、行波频率及地层–结构相对刚度比等关键因素对曲线隧道结构动力响应的影响规律。