基于连续排水边界的土体一维非线性固结分析

基于MESRI和ROKHSAR提出的假定,通过引入连续排水边界研究了瞬时荷载作用下的一维非线性固结问题.利用有限差分法获得问题的数值解,并通过与现有相关解析解和数值解进行对比,验证了解答的正确性.基于所得解答,详细研究了界面参数、应力比(即最终有效应力与初始有效应力之比Nσ)以及压缩指数与渗透指数比值cc/ck对土体固...     

连续排水边界下非线性饱和土体一维热固结解析解

为探究受温度影响的非线性饱和土体的一维固结特性,基于孔隙比变化是由有效应力和温度引起的假设,根据热平衡方程和连续性方程建立考虑热效应的一维非线性固结方程。采用分离变量法及Laplace变换获得连续排水边界下考虑土体非线性的一维热固结问题的解析解,通过与现有两种解析解对比,验证此解答的正确性。基于所得解答,详细讨论热扩散系数与固结系数比值、温度增量、界面参数及非线性参数对土体固结特性的影响。结果表明：温度增量越大或界面参数越大时,土体的固结速率越快;按沉降定义的固结速率随非线性参数的增大而增大,而按孔压定义的固结速率随非线性参数的增大而减小;热扩散系数与固结系数的比值较大时,前期热固结速率明显快于不考虑温度作用的固结速率,采用热加固法处理地基时,有必要先测定热扩散系数和固结系数,以确定是否适合采用热加固法。     

考虑自重影响的饱和土体一维复杂非线性固结研究

根据宁波软土室内压缩试验数据,得到渗透系数及有效应力与孔隙比的非线性关系.考虑土体自重影响,采用以孔隙比为控制变量的一维大变形固结方程,应用偏微分有限元软件FLEXPDE,研究了不同压缩指数与渗透指数比值下土体有效应力和超静孔压在固结过程中沿深度的分布规律.试验结果和数值分析表明：考虑土体复杂非线性相对于假定固结系数及其他参数在固结过程中保持不变,计算结果更符合实际.在压缩指数与渗透指数比值不等于1的情况下,两种方法计算结果差别明显.为了真实反映土体固结过程中有效应力和超静孔压的分布,应考虑土体渗透性及压缩性的非线性变化.     

复杂岩体工程有限元分析中地质不连续面的力学模型—高次弱面单元分析

本文论述了六结点直边弱面单元和六结点曲边弱面单元。在分析中除考虑到地质弱面不连续性的特点外,着重研究了岩体转动对弱面的应力和位移带来的影响。文中推导了弱面单位的几何矩阵[B]~6,应力矩阵[S]~6,刚度矩阵[K]~6以及单元初应力引起的等效结点荷载{P}(?)等计算公式。它们有别于一般文献所列算式。计算和分析表明,这种考虑是完全必要的。     

任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基一维固结模型

以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获得了其时域内的理论解,并分析了梯形循环荷载及施工荷载作用下相关参数对固结沉降的影响。研究结果表明：循环荷载作用下,黏土地基的沉降变化呈振荡增长,且振荡幅值随着边界透水性的增大而增大;分数阶次α增大,使固结前期沉降速率减慢,而在固结后期,α值对沉降的影响正好相反;循环荷载下沉降变化曲线的振荡幅值随着分数阶次α的增大而减小。此外,一维固结沉降的发展还与土体力学参数及荷载参数相关,弹性模量E越大,最终沉降量越小;黏弹性体的延迟时间F越大,固结沉降变化越慢。     

考虑土体不排水强度非平稳性对条形基础承载力影响的可靠度分析

采用随机有限元方法对考虑土体不排水抗剪强度空间变异性的条形地基承载力进行可靠度分析.使用随机有限元结合蒙特卡罗模拟的方法,分析了不排水抗剪强度的非平稳程度和相关距离对承载力均值和标准差的影响,计算并对比了各种参数组合条件下基础的失效概率和安全系数.结果表明,随着土体不排水抗剪强度非平稳程度的不断提高,基础承载力也不断提...     

考虑土体自重应力场的拱效计算方法

抗滑桩是用于加固边坡,防止边坡滑移失稳的主要措施,土拱体易在桩间形成.本文将桩间土拱简化为水平拱,并假定处于平面应变状态,在考虑土体自重应力场前提下,对桩侧摩阻力为拱座的拱体计算方法进行了研究,揭示了土体的自重应力场对桩土拱体的量化影响.研究结果表明：自重应力场的存在对桩间土拱效应起着明显的加强作用,不考虑土体的自重应力场,也就是把土体看成是无重介质,进行桩土拱体模式的设计过于安全.     

不对称式面齿轮差速器的构造及原理

以一种适用于不对称式轴间差速器的面齿轮差速器为对象,讨论其面齿轮传动原理、特点和不对称式面齿轮差速器的构造,分析它的差动条件和转矩分配特性,得出差动条件方程和转矩分配方程.     

基于CATIA有限元分析平台在特大异型铸钢件制造中的自重变形分析

阐述了借助CATIA有限元分析平台,如何选择到支垫位置以及数量,提出了减小工件自重变形的方法,控制加工精度,同时,为其他类似大件的加工提供一定借鉴作用。     

建筑业信息模型及信息不对称分析

提出了建筑业的信息模型及信息模型中的信息不对称问题,在分析业主和承包商在招投标阶段及履约阶段的信息不对称,及如何消除信息不对称的基础上,研究了信息对称度与工程成本及收益的关系,并用数量分析的方法研究了如何确定最适度的信息对称度区间     

闸门结构分析的有限元并行计算

分析了平面钢闸门的工作特点,研究和建立了平面钢闸门的精细组合有限元计算模型并进行了并行计算。提出了并行求解策略;采用循环分解技术来实现单元刚度矩阵生成的并行化,采用预处理共轭梯度法并行求解系统方程组。获得了较高的并行计算效率和合理的计算结果,明显减小了结构计算时间。     

弹性结点平面框架有限元及其应用

研究了弹性结点有限元方法,详细导出了弹性结点杆件的单元刚度矩阵和常见荷载列阵。在此基础上对扣件式钢管脚手架整体稳定性提出一种全新分析方法,扣件的弹性系数由试验获得,它是由大量试验数据进行回归分析,在工程允许的置信度下给出的统计值。     

波纹腹板H型钢梁的有限元分析

波纹钢板相对于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分别建立了平腹板和波纹腹板H型钢梁的有限元模型,采用两点加载方式对比考察了钢梁受弯段和剪跨段的力学性能。通过有限元分析对比,说明了平腹板H型钢梁与波纹腹板H型钢梁的承载力、破坏形态和变形曲线的差异。得到的结论可以为相关结构设计提供参考。     

部分端板连接梁柱组合节点有限元分析

对静力荷载下部分端板连接工字型截面梁柱组合节点的有限元模型进行分析,通过变换参数,得出了楼板配筋率、钢筋强度、梁柱钢材强度、钢梁高度、端板厚度、端板高度等参数的变化对节点工作性能的影响规律.     

半圆管夹套容器有限元分析

在正常工况下对直径为57mm的半圆管夹套容器进行有限元应力分析,在危险截面处对应力分布情况进行线性化处理,并按照JB4732-1995进行应力评定,校核知在正常工况下夹套容器是安全的.故可将筒体厚度由16mm减小到12mm,从而达到节省材料的目的.     

输电自立塔多塔腿有限元分析

对输电自立塔建立桁架有限元模型进行几何非线性的分析.针对输电自立塔自身结构的特点,在进行多塔腿分析时,对总刚度矩阵的集成提出了一种全新的方法:保留总刚度矩阵中相同的部分,将不同的部分进行替换,并应用VB与Fortran语言编制了一个分析软件.通过算例表明,在进行多塔腿计算时,计算速度大为加快,计算结果能满足设计分析要求.     

Finite element analysis for inclined wellbore stability of transversely iso-tropic rock with HMCD coupling based on weak plane strength criterion

The finite element analysis (FEA) technology by hydraulic-mechanical-chemical-damage (HMCD) coupling is proposed in this paper for inclined wellbore stability analysis of water-sensitive and laminated rock, developed basing on the recently established FEA technology for transversely isotropic rock with hydraulic-mechanical-damage (HMD) coupling. The chemical activity of the drilling fluid is considered as phenomenological hydration behavior, the moisture content and parameters of rock considering hydration could be determined with time. The finite element (FE) solutions of numerical wellbore model considering the chemical activity of drilling fluid, damage tensor calculation and weak plane strength criterion for transversely isotropic rock are developed for researching the wellbore failure characteristics and computing the time-dependent collapse and fracture pressure of laminated rock as shale reservoirs. A three-dimensional FE model and elastic solid deformation and seepage flow coupled equations are developed, and the damage tensor calculation technology for transversely isotropic rock are realized by introducing effect of the hydration and the stress state under the current load. The proposed method utilizing weak plane strength criterion fully reflects the strength parameters in rock matrix and weak plane. To the end, an effective and reliable numerically three-step FEA strategy is well established for wellbore stability analysis. Numerical examples are given to show that the proposed method can establish efficient and applicable FE model and be suitable for analyzing the timedependent solutions of pore pressure and stresses, and the evolution region considering the hydration surrounding wellbore, furthermore to compute the collapse cycling time and the safe mud weight for collapse and fracture pressure of transversely isotropic rock.     

库仑材料平面轴对称问题极限分析

根据塑性流动正交法则确定了库仑材料平面轴对称问题上限分析所需的速度场,提出了用体积应变率求解变形区内部能量耗散率的一般方法.对厚壁圆筒的轴对称渗流问题进行了求解,得到了渗透力场.用上限法对渗透力作用下的厚壁圆筒进行了极限分析,发现上限解与精确解相同.     

库仑材料平面轴对称问题极限分析

根据塑性流动正交法则确定了库仑材料平面轴对称问题上限分析所需的速度场，提出了用体积应变率求解变形区内部能量耗散率的一般方法。对厚壁圆筒的轴对称渗流问题进行了求解，得到了渗透力场。用上限法对渗透力作用下的厚壁圆筒进行了极限分析，发现上限解与精确解相同。     

平面曲线对称性的判定

平面曲线的对称性对于函数研究具有重要意义。本文给出了平面曲线轴对称与点对称的定义和判定定理，指出可以用类似求一元函数极值和拐点的办法判定曲线的对称轴和对称中心，从而平面曲线的对称性可以归结为导数应用问题。