A new method of estimating the equivalent elastic modulus of RCCD

Based on the composite material mechanic theory,the analysis method for the equivalent elastic moduli which are parallel and vertical to the construction interface of RCCD is studied in this paper.The differences between the equivalent elastic moduli which are vertical to the construction interface of RCCD gotten from different methods are discussed in detail.The variation range of the equivalent elastic modulus which is vertical to the construction interface of RCCD is studied based on the principle of minimum complementary energy and the principle of minimum potential energy.The effect of the related influential factors on the equivalent elastic modulus is analyzed.The estimation formula of the equivalent modulus which is vertical to the construction interface of RCCD is proposed.The feasibility of the approach proposed in this paper is analyzed through an example.     

Modification of Longitudinal Modulus of 3D Full Five Directional Braided Composite Materials Base on Energy Theory

The aim of this paper is to investigate the longitudinal modulus of three dimensional full five directional (3Df5d) braided composite. First, the analytical model of the internal unit cell is established based on its topological structure. Then, according to the intrinsic relation of different cells, the axial moduli of internal, surface and corner cells are systematically deduced, and the influence of corner-cell periodic discontinuity on the moduli is also analyzed. Finally, considering the actual shape of axial yarns after consolidation, the longitudinal moduli of the different cells are modified based on energy theory. The technology factor λ is also proposed in this modification. The results show that the axial mechanical properties of this material can be strongly designable. The straightness of the axial yarns greatly affects the longitudinal modulus. Technology factor λ is between 1 to 2, corresponding to the minimum and the maximum modulus, respectively.     

圆中空夹层钢管混凝土柱的受箍作用分析

根据经过前人通过大量实验验证过的结论，提出一些合理的假设，在此基础之上，利用修正弹性模量的方法来计入圆中空夹层钢管混凝土轴压构件承载力的提高，并用能量法和最小势能原理从中导出在轴向压力作用下的圆中空夹层钢管混凝土中核心混凝土的修正弹性模量．结果表明，修正弹性模量不但与核心混凝土的泊松比，截面半径及弹性模量有关，还与内外钢管的半径，内外钢管的厚度及弹性模量有关．     

考虑施工过程收缩徐变对高层建筑结构影响理论分析

混凝土收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，目前还没有一种比较符合实际受力模型的计算方法，将施工过程引入收缩徐变对高层建筑结构影响分析，考虑竖向构件轴力变化，混凝土弹性模量变化及收缩徐变使钢筋混凝土截面应力重分布引起混凝土截面应力的变化。利用混凝土徐变中值系数和混凝土弹性模量中值系数，推导出高层建筑竖向承重构件的应变计算公式，通过分析施工过程收缩徐变的变形特点及其对水平构件的影响，建立了高层建筑结构收缩徐变竖向变形计算公式并进行了算例分析。结果表明收缩徐变对高层建筑结构有重要影响，计算公式符合实际受力模型，可供工程设计参考。     

基于Kerr地基模型单井降水邻近管线变形计算方法

为了研究单井降水对邻近管线的影响,基于Kerr地基模型结合两阶段法提出了一种单井降水引起邻近管线竖向变形的计算方法。在第一阶段采用有效应力原理与Dupuit假定计算出降水引起邻近管线受到的附加应力,第二阶段将管线视作搁置在三参数Kerr地基上Euler-Bernoulli梁,以此模拟管线与土的相互作用进而推导出管线的竖向位移。通过与原位降水试验及Winkler模型的结果进行对比,验证了所提方法的准确性,并进一步分析了土体弹性模量、渗透系数、管-井间距以及水位降深变化对管线竖向位移的影响。分析结果表明：所采用的Kerr地基模型考虑了土体变形的连续性,相比Winkler地基模型更具优越性;土体渗透系数及管-井间距对管线变形影响较小,而土体弹性模量与降水井内水位降深影响较大;土体弹性模量减小、水位降深增大均导致管线变形明显增大,且易引起管线位移超过允许值,应针对相应因素采取防控措施。     

卵石几何特性对其地层变形性能的影响

成都地铁1#线穿越区域为典型卵石地层,通过现场筛分实验及数字图像技术对卵石几何特性进行统计分析.地铁沿线卵石直径和扁平度平均值分别为38.23 mm和1.54,都近似服从截尾正态分布,卵石长轴与水平面的夹角平均为32.72°.通过数值实验研究了卵石几何特性对卵石地层等效弹性模量的影响,结果表明:随着卵石面积百分含量的增加,等效弹性模量增加;随着卵石主轴与水平面夹角的增加,等效弹性模量增加;随着卵石扁平度的增加,等效弹性模量减小.在应变均匀性假设的基础上,推导出等效弹性模量理论预测公式,理论分析与数值计算比较接近,可以用来初步判断卵石地层等效弹性模量.     

非水反应高聚物–混凝土界面单调剪切特性及本构模拟

土与结构物的界面力学性质一直都是岩土工程探究的热点,为了探究非水反应高聚物与混凝土的界面剪切特性,本文基于单调直接剪切试验研究了竖向应力、剪切速率对高聚物-混凝土界面抗剪强度和剪切模量等特性的影响。试验结果表明:在给定的竖向应力与剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-混凝土界面呈现出剪切软化的现象。剪切速率对抗剪强度以及残余强度有一定的影响,对界面剪切模量值有显著影响,随着剪切速率的增加剪切模量值不断减小,减小幅值明显,然而对高聚物-混凝土界面的粘聚力、残余粘聚力、摩擦角以及残余摩擦角影响较小;竖向应力对高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值有显著影响,并且高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值随着竖向应力的增加而不断增加。同时,本文系统的公式推导描述了高聚物-混凝土界面的双曲线本构模型的构建过程,并依据相关实验结果初步验证了模型的有效性。     

大跨度钢管混凝土双肋拱桥侧倾稳定性研究

根据径向荷载作用下双肋组拼圆弧拱的几何方程、物理方程,考虑结构的总体变形能和构件的局部变形能,利用最小势能原理推导拱桥结构在竖向均布荷载作用下的侧倾稳定临界力的近似解析解,讨论了横撑设置、横撑刚度等因素对稳定性的影响.结合六座大跨度钢管混凝土双肋拱桥在施工阶段和营运阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,对该类桥梁的横撑设置提出了参考建议.     

生物力学等效仿真软质材料超声测量方法的分析与研究

针对生物力学等效仿真软质材料的特点,在对超声传播性质及其检测原理进行分析研究的基础上,提出了生物力学等效仿真软质材料的超声检测方法,设计了超声测量等效仿真软质材料力学性能的测试分析系统,并对3种不同密度的等效仿真材料的声速,弹性模量和声衰减等参数进行了测算,在基于Labwindows/CVI和MATLAB的平台上对超声回波信号进行了分析处理,实现了生物力学等效仿真软质材料的超声测量.最后对仿真材料的力学性质与超声回波信号之间的关系进行了分析,结果证明了所提方法的可行性.     

Maglev self-excited vibration suppression with a virtual sky-hooked damper

This work addresses the problem of self-excited vibration,which degrades the stability of the levitation control,decreases the ride comfort,and restricts the construction cost of maglev system.Firstly,a minimum model containing a flexible bridge and a single levitation unit is presented.Based on the simplified model,the principle underlying the self-excited vibration is explored.After investigations about the energy transmission between the levitation system and bridge,it is concluded that the increment of modal damping can dissipate the accumulated energy by the bridge and the self-excited vibration may be avoided.To enlarge the equivalent modal damping of bridge,the sky-hooked damper is adopted.Furthermore,to avoid the hardware addition of real sky-hooked damper,considering the fact that the electromagnet itself is an excellent actuator that is capable of providing sufficiently fast and large force acting on the bridge to emulate the influence of the real sky-hooked damper,the technique of the virtual sky-hooked damper is proposed.The principle underlying the virtual sky-hooked damper by electromagnet is explored and the vertical velocity of bridge is estimated.Finally,numerical and experimental results illustrating the stability improvement of the vehicle-bridge interaction system are provided.     

径向非均质黏性阻尼土中管桩纵向振动特性

为分析施工扰动对管桩纵向振动特性的影响,发展建立了基于复刚度传递径向多圈层平面应变模型黏性阻尼土中管桩-土体纵向耦合振动模型.利用拉普拉斯变换和径向复刚度传递,得到桩芯土与桩身界面处的复刚度,并利用桩土界面上位移连续、力平衡条件推导得出桩顶动力阻抗的解析解,通过进一步参数化分析分别探讨桩长径比、桩内外径比、桩身弹性模量、土体黏性阻尼系数、桩周土施工扰动程度和扰动范围对桩顶纵向振动特性的影响规律.结果表明:管桩桩长增加使得桩顶动力阻抗曲线振幅和共振频率降低;桩芯土体对桩体可以起到减震作用;桩顶动刚度和动阻尼曲线振幅随施工引起桩周土软(硬)化程度增加而减小(增大);管桩桩顶动力阻抗振幅水平随施工扰动引起桩周土体软(硬)范围增加而增大(减小),此种影响仅在近桩小范围内较为明显,超出该范围即大幅衰减至稳定;当施工扰动较明显时,在管桩纵向振动特性分析中宜考虑此种桩周土体径向非均质性的影响.     

Elastic Properties of Particulate Composites with Imperfect Interface

An effective analytical approach is developed for the problem of particulate composites containing spherical inclusion with imperfect iraerface between the matrix and spherical inclusions. In this paper, a general interface model for a variety of interracial defects has been presented, in which both displacement discontinuity across the interface and the elastic moduli varing with radius outside of the inclusion are considered. The imperfect interface conditions are appropriate in the case of thin coatings on the inclusion. Furthermore, in the ease of thin elastic interphase , the displacement field and the stress field in the inclusion and matrix are exactly solved for the boundary problem of hydrostatic compression of an infinite spherical symmetrical body by Frobenius series, and the erpression of the normal interface parameter, Dr, is derived. In addition, it has been proved that two previous results derived in some literatures by considering the interface to be a thin iruetptmse with displacement jump or with some variance in its moduli can be reverted from the present formula, respectively. Numerical results are given to demonstrate the significance of the general imperfect interface effects.     

基于三维非线性有限元法的压力钢管弹性垫层模量优选研究

针对某水电站发电坝段压力钢管弹性垫层模量的优选问题,采用三维非线性有限元法和混凝土开裂本构模型进行了计算分析.结果表明:设置弹性垫层对于控制压力钢管外包混凝土裂缝的开展效果明显;随着垫层模量的增大,压力钢管的拉应力逐渐减小,而混凝土开裂体积的变化不明显,同时,开裂体积的最小值出现在两个端点值中间的某一个值而非端点值,体现了混凝土开裂问题的非线性特征.     

考虑剪胀效应的节理岩体三维等效模型

研究建立了贯穿节理岩体的三维等效弹性模型,考虑了岩体中节理的剪胀效应,分析了剪胀系数和节理面倾角对各向异性岩体等效弹性模量的影响,编写了节理岩体等效弹性常数实用计算软件,可以方便、快捷地对节理岩体的等效性能进行估算。     

点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法

点蚀是一种局部和剧烈的腐蚀形态,导致钢结构构件力学性能退化,突然之间发生事故,对结构整体造成安全隐患.本文针对具有点蚀孔腐蚀特征的钢构件,提出一种通过等效弹性模量定量评价其力学性能劣化程度的简化分析方法.依据周期喷雾复合试验数据,以锈蚀率和最大点蚀深度为基础,对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定;考虑涂层寿命的影响,以锈蚀率相等为原则建立人工加速腐蚀试验和海洋大气条件下Q235钢构件腐蚀情况的转换关系.建立考虑点蚀影响的有限元构件模型,通过轴向均布力作用下的构件变形确定海洋大气环境不同暴露时间下点蚀构件的等效弹性模量,提出点蚀构件力学性能劣化分析的实用计算方法.数值算例验证了上述采用等效弹性模量分析腐蚀构件受力性能方法的正确性;计算结果表明,在相同锈蚀率条件下,点蚀构件的等效弹性模量低于均匀腐蚀构件.     

基于时变性的混凝土建筑施工方案优选

现浇混凝土建筑结构施工期间,临时承载结构是由模板支撑和早龄期混凝土结构组成的时变结构.其特征参数包括弹性特征值,混凝土弹性模量发展系数,模板支撑薄弱层以及施工周期、支模层数、拆模时间等,它们直接或间接决定楼板承担施工荷载的大小.根据各特征参数对楼板承担施工荷载的影响规律,在保障施工安全的前提下,提出了施工时变结构体系特征参数的调整原则,实现施工方案的最优化.     

基体损伤对片状纤维复合材料弹性性能的影响

应用Ｅｓｈｅｌｂｙ等效夹杂理论和Ｍｏｒｉ－Ｔａｎａｋａ的平均化方法建立片状纤维复合材料的细观损伤力学理论，将损伤模型处理为随机“连桥”问题，给出这种宏观正交各向同性材料的９个独立弹性常数的显式表达式，并研究基体材料中孔洞形状及体积含量和裂纹密度对材料整体弹性性能的影响。     

双标量描述下土的弹性非线性损伤模型

根据土的变形特点,采用双标量描述土的各向同性弹性损伤,将土看成是由两种材料组成的复合体,一种材料的柔度矩阵仅与土的弹性模量有关,而另一种材料的柔度矩阵仅与土的剪切模量有关。分别定义各自的损伤变量,并根据等效应力原理建立各自的损伤本构方程,最后通过合成获得了土的弹性非线性损伤本构方程,并根据土的三轴试验结果确定损伤演化方程,在此基础上建立了一个土的弹性非线性各向同性损伤模型。将其运用到地基沉降计算中,与实测结果进行比较,验证了本模型的正确性。     

预应力索梁结构成型过程的实用分析方法

本文基于最小势能原理,给出了预应力索梁组合结构中的索、梁单元增量形式的独立平衡方程,建立了有限索元的非线性平衡迭代列式,利用其分析了一预应力索梁结构成型过程中的几何非线性问题,并对预应力索梁结构进行了非线性有限元的数值模拟。结果对比表明,该理论分析方法能够准确有效的考虑该结构中的非线性问题,为此类结构现场成型过程提供了一种快捷、可靠的非线性理论分析方法。     

鲍鱼壳体纳米力学特性及有限元分析

通过纳米压痕技术对鲍鱼壳横切面及纵切面的弹性模量及硬度进行了测试,并建立有限元模型,通过施加载荷进行了模拟分析。结果表明:鲍鱼壳体横切及纵切方向内层到外层弹性模量及硬度值呈上升趋势。