浅部严重缺陷桩的阻尼波动方程与波形特征

本文探讨了当桩基的浅部存在严重缺陷时 ,在受到瞬态激振力作用下 ,桩体上段振动的阻尼波动方程 ,并且描述了各种浅部缺陷桩的低应变实测曲线特征     

求解非均匀无限地基相互作用力的有限元时域阻尼抽取法

由于无限地基的动力效应较难确定,结构-地基的动力相互作用主要局限于频域分析,从而限制了非线性分析应用。阻尼抽取法(DSEM)通过在有限域内施以附加人工阻尼再移频抽取的办法可以有效地模拟非均匀无限粘弹性介质的动力特性,在结构-无限地基动力相互作用分析中有较好的应用前景。在此基础上,本文提出了DSEM进行结构-地基交界面相互作用力-位移时域分析的有限元逐步积分形式算法,并给出了具体实现公式,可以更好地适应工程有限元计算及与结构-地基相互作用程序结合的需要。最后,以实例形式论述了该方法良好的精度及实现中各个关键因素的影响。     

u–p格式饱和两相介质动力问题的显–隐式交替算法

针对以土骨架位移u和孔隙流体压力p为基本未知量的饱和两相介质动力方程,提出基于中心差分法和精细时程积分法相结合的时域显–隐交替算法,分析饱和两相介质动力反应。该算法对孔压方程非齐次项的计算分别采用Gauss积分,梯形积分和Lagrange二次插值函数近似位移的方法近似模拟;同时提出一种基于精细积分方法的三次样条插值函数法,进而回避了对孔压方程耦合速度项积分时涉及的矩阵求逆运算问题。计算结果与Zienkiewicz显–隐式结果对比,两者结果基本一致,证明了方法的有效性。     

一个以波动理论为基础计算单桩承载力的计算机程序

<正> 自60年代初Smith的开创性工作以来,应力波理论已应用于桩基工程中多个领域,获得了极大的成功。在确定单桩承载力时,常用Smith法、CASE法和CAPWAP法。实际应用证用,CAPWAP法是当前流行的确定单桩承载力的最好方法,它避开桩顶上部系统,以实测桩顶力和速度为已知条件,土性参数在计算中给出而不是人为假定,为计算结果的可靠性提供了保证。但是,CAPWAP要人为地、一次一次地进行土性参数调整,以便使计算所得速度或力-时间曲线与实测结果吻合,因而费时,应用不便,且受操作人员的经验、知识水平和判断能力的局限,使非专业人员难于掌握,更重要的是该程序属专利不公开,我国虽有引进,但不了解其实质,难于有任何变动。     

结构–地基动力相互作用时域数值分析的显–隐式分区异步长递归算法

动力相互作用时域数值分析的精度与效率是面向大规模工程问题解决的重要问题。在阻尼溶剂抽取法模拟地基无限域动力性质的基础上，提出并发展了结构–地基动力相互作用时域数值分析的显–隐式分区异步长递归算法，分别在结构、地基分区计算中进行大步长隐式与小步长显式求解，而且采用预报–校正显式积分与Newmark隐式积分，具有相同的运动量数值积分假定，可自然满足分区交界面位移协调性条件。在满足工程精度要求的条件下，分区异步长显–隐式求解算法使动力相互作用时域数值计算效率较传统小步长显式积分算法得到大幅度提高，可明显促进阻尼溶剂抽取法在大规模工程问题分析中的应用。并就积分时间步长、结构–地基交界面异步长内插格式及位移协调性关系对结构动力响应的影响进行数值对比研究，可为具体计算中的参数选择提供依据。     

结构-地基动力相互作用时域数值分析的显-隐式分区异步长递归算法

动力相互作用时域数值分析的精度与效率是面向大规模工程问题解决的重要问题。在阻尼溶剂抽取法模拟地基无限域动力性质的基础上,提出并发展了结构–地基动力相互作用时域数值分析的显–隐式分区异步长递归算法,分别在结构、地基分区计算中进行大步长隐式与小步长显式求解,而且采用预报–校正显式积分与Newmark隐式积分,具有相同的运动量数值积分假定,可自然满足分区交界面位移协调性条件。在满足工程精度要求的条件下,分区异步长显–隐式求解算法使动力相互作用时域数值计算效率较传统小步长显式积分算法得到大幅度提高,可明显促进阻尼溶剂抽取法在大规模工程问题分析中的应用。并就积分时间步长、结构–地基交界面异步长内插格式及位移协调性关系对结构动力响应的影响进行数值对比研究,可为具体计算中的参数选择提供依据。     

粘塑性有限元分析隐式积分方案公式的统一形式

本文推导了粘塑性有限元分析中隐式积分格式的统一表达式,它包括特雷斯卡（Tresca）、米赛斯（Von-Mises）、莫尔-库仑（Mohr-Coulomb）、德鲁克-普拉格（Drueker-Prager）和监凯维奇（Zienkiewicz）五种屈服准则。并给出一个算例以说明这种公式的效果。     

岩土介质中应力波传播问题的有限元分析

本文以八节点等参数有限单元法研究了二维时空域岩土介质内弹性平面应变波的传播问题,以及波与地下结构相互作用的动力反应。当荷载对时间的导数有间断时,在求解上述波传播问题的有限元数值计算中将普遍出现所谓的“初始病态”和“超越现象”。本文从变分原理和波动理论出发,对出现以上情况的原因作了分析;提出了考虑加速度间断特性来改进数值解精度的方法。并作了详尽的讨论。若干算例均与理论解作了比较,其结果是满意的。     

层状与各向异性介质波动问题的时域边界元法及工程应用

时域边界元方法是研究层状与各向异性介质波动问题的有效工具,本文对其研究背景和进展情况进行了扼要评述。在此基础上,将其运用于对某电站地下厂房在地震波作用下的波动响应分析,通过求解地下厂房的位移响应和应力响应并比较地基介质的各向异性程度,入射波的角度及频率对波动响应的影响,获得了对工程具有重要参考价值的规律。     

饱和孔隙介质中波动分析的加权吸收边界条件

提出一种应用于孔隙介质稳态波动分析平面有限元模型的人工边界处理的新方法---加权平均逼近法。采用边界点入射波与反射波的能量比和有效能量比作为评价标准，数值分析结果表明，利用本文方法建立的局部吸收边界对Ｐ１波和Ｐ２波有良好的吸收能力     

饱和孔隙介质中的波

通过对饱和孔隙介质的运动方程的分解，证明了饱和孔隙介质体中存在两种类型的膨胀波和一种剪切波传播；给出了不同波型的传播运动方程；对饱和孔隙介质的几种特殊情形，讨论了波的传播物性以及波速计算公式。     

饱和多孔介质中热弹性波传播特性研究

在饱和多孔介质热流固耦合动力响应模型基础上,建立了饱和多孔介质热流固耦合热弹性波动理论,研究了热物性参数对波的传播特性的影响。通过引入势函数,推导了饱和多孔介质体中热弹性波的弥散方程,重点分析了热膨胀系数对p_{1、p2、T和S波的波速的影响,结果表明:热膨胀系数对p1和p2的影响较大,热流固耦合效应不可忽视。与饱和多孔介质中弹性波的传播特性对比分析验证了本文结果的正确性。}     

爆炸应力波通过节理裂隙带的衰减规律

本文结合实际的地质特点，根据断层与节理裂隙带的几何关系，运用应力波通过裂隙传播理论，分析了应力波通过节理裂隙带的衰减规律。     

波在饱和土中传播的若干问题

从Ｂｉｏｔ理论和混合物理论的一致性出发，提出了饱和土中波传播一些有别于国内外学者的看法。包括对Ｂｉｏｔ理论的理解，水相运动方程的描述，饱和土中Ｐ波的定义，及Ｂａｒｄｅｔ饱和土粘弹性模型的缺陷等。     

地震行波作用下的埋地管线最大地震反应探讨

影响埋地管线地震反应的因素很多,涉及到地震条件(包括场地类别、设防烈度、设计地震分组、设计特征周期、场地剪切波速等)以及埋地管线的截面和材质。本文对埋地管线在地震行波下的地震反应计算方法进行了深入的研究,与现行《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB50032-2003)的计算方法作了比较,得到了若干有益的结论。     

有限长柱形装药爆炸应力波传播分析

为研究有限长柱形装药爆炸应力波的传播问题,首先进行了小装药量在模拟围岩介质自由场中的爆炸试验,所测得的应力时程曲线上先后出现两个应力峰值,依次对应纵波和横波,并且横波的应力峰值受柱形装药长径比变化的影响较大;在试验基础上采用椭球面波形式分析有限长柱形装药爆炸应力波的传播,椭球波阵面传播速度在沿r和φ两个方向衰减,随着波阵面的膨胀,沿φ方向传播速度逐渐趋于零,椭球波阵面逐渐过渡到球形波阵面;利用特征线法推得了椭球面波纵波和横波波速表达式,与爆炸试验中测得的应力时程曲线上出现纵波和横波两个峰值的试验现象相互印证。     

非比例阻尼结构体系动力计算显式算法及其稳定性分析

讨论了当前几种用于非比例阻尼结构体系动力计算的显式算法稳定性机理,结合此类算法递推格式的稳定性特点,提出了一种适用于非比例阻尼结构体系动力计算的改进显式算法.基于多自由度体系,采用以单元Rayleigh阻尼矩阵组装形成整体阻尼矩阵的方法,借助开源有限元软件OpenSees的二次开发,对中心差分法及前述显式算法进行了稳定性分析和讨论,并给出了稳定性判定的建议.