Periodicity in the response of nonlinear plate, under moving mass

The dynamics of nonlinear thin plates under influence of relatively heavy moving masses is considered. By expansion of the solution as a series of mode functions, the governing equations of motion are reduced to an ordinary differential equation for time development of vibration amplitude, which is Duffing's oscillator with time varying coefficients. Through the application of Banach's fixed-point theorem, the periodic solutions are predicted. The method presented in this paper is general so that the response of plate to moving force systems can also be considered.     

黏土片与球状颗粒间范德华作用的简便计算方法

黏粒(黏土片)与非塑性粉粒间相互作用是控制粉质黏土/黏质粉土这一大类土体力学特性的关键因素之一,范德华力是两种颗粒间最主要的相互作用形式,也是饱和土真黏聚力的来源。然而,在土体宏微观关联理论分析、离散元模拟等研究中尚难以得到该力的解析解。为此,提出一种简便计算方法,其基本思想是将粉粒视为球体,将黏土片视为由规则排列的基本立方体构成,将问题转变为可实现的基本立方体与球状颗粒间的范德华作用求解。首先采用蒙特卡罗模拟,计算得到不同空间排列方式下基本立方体与球状颗粒间范德华作用力;随后,训练一个三层人工神经网络模型用于高精度拟合范德华力与两种颗粒空间关系参数的函数关系;最后采用叠加法即可简便求得黏土片与球状颗粒间范德华作用的合力与合力矩。结果表明,提出的简便计算方法准确性高、计算速度快,且拟合的模型参数适用于黏土片与土体中大于1μm的球状颗粒间范德华作用计算。     

大坂泥岩隧洞TBM脱困综合技术方案

新疆大坂某引水隧洞TBM施工掘进至松散破碎Ⅴ类膨胀性泥岩洞段后,由于高地应力和软岩大变形影响,多次发生卡机事故,盾构机前进困难,严重影响施工进度。现采用LW水溶性聚氨酯类灌浆材料,并提出相应的灌浆配套技术和工艺,加固隧洞塌方洞段获得成功。与国内外TBM卡机后,通常采用的价格昂贵而且有毒性的氰类高分子材料相比,本方法具有一定的先进性和经济性。     

一般条分法的加速度系数显式解

对于边坡稳定性分析中的加速度系数方案,根据条底法向力方程,对条底法向力进行假定,使得假定后的条底法向力具有2个待定参数。与传统的条间力假定相比,该假定理论根据更充分,物理意义更明确。通过假定后的条底法向力来化简可能滑动体的3个整体极限平衡(水平方向、垂直方向力的平衡和力矩平衡)方程,得到加速度系数Kc的线性代数方程,其根为严格满足可能滑动体整体平衡条件的一般条分法加速度系数Kc的显式解。参与计算的有关参数尽管偏多,但都是简单的代数求和。因此,在不损失计算精度的同时,大大简化了一般条分法在严格意义下计算加速度系数Kc的过程。以此为基础,建立了一种求解安全系数Fs的方法。算例分析表明,所给一般条分法的加速度系数显式解是正确的,所给方法是合理有效的。     

Pall型摩擦阻尼支撑体系试验研究

鉴于Pall型摩擦阻尼普通支撑会对框架边柱产生附加轴力,考虑采用防屈曲支撑来代替普通支撑,使支撑充分发挥作用,同时不会对边柱产生增长的附加轴力,为防屈曲支撑在Pall型摩擦阻尼支撑体系中的应用奠定基础.由于Pall型摩擦阻尼器滞回特性不受支撑屈曲力影响的特性,故采用普通钢板来代替防屈曲支撑进行Pall型摩擦阻尼支撑体系试验研究,同时对此支撑体系在考虑几何非线性情况下进行有限元AN-SYS仿真分析.对比试验结果和仿真分析结果,表明试验结果与仿真分析结果得出的Pall型摩擦阻尼器摩擦力和支撑内力的变化规律基本相同,为下一步采用防屈曲支撑体系进行试验研究奠定基础.     

复杂边界矩形板的设计

工程实践中,复杂边界矩形板的内力变形相对比较复杂,尚无精确的分析方法。依据薄板理论,通过对原结构进行适当的分割及组装,并引入必要的相容条件,导得其级数解,为复杂边界矩形板的内力分析和工程设计提供了精确的理论计算方法。     

Heaving response of a large floating platform

In this paper, we tackle a new dynamic problem of a large floating platform in a heaving harmonic motion due to 9000 performers or people simultaneously jumping in mass events. The objective is to estimate the heaving response of the floating structure so as to establish whether the participants will be at ease during their performances. By assuming the platform as a rigid body, the added mass and the radiation damping coefficient are first estimated. This requires the evaluation of a three-dimensional velocity potential governed by Laplace's equation. The Green's function method was used to solve the boundary value problem. Based on the estimated added mass and radiation damping, we employ the finite element software NASTRAN to solve the transient dynamic problem for the displacement and acceleration responses. The impulse force used for the transient problem is based on experimentally obtained ground reaction force (due to a human jumping) as measured by using a force plate. As the floating platform may be dismantled and reconfigured into other shapes, two different sizes of floating platform as well as different number of jumps were considered in this study.     

Heaving response of a large floating platform

In this paper, we tackle a new dynamic problem of a large floating platform in a heaving harmonic motion due to 9000 performers or people simultaneously jumping in mass events. The objective is to estimate the heaving response of the floating structure so as to establish whether the participants will be at ease during their performances. By assuming the platform as a rigid body, the added mass and the radiation damping coefficient are first estimated. This requires the evaluation of a three-dimensional velocity potential governed by Laplace’s equation. The Green's function method was used to solve the boundary value problem. Based on the estimated added mass and radiation damping, we employ the finite element software NASTRAN to solve the transient dynamic problem for the displacement and acceleration responses. The impulse force used for the transient problem is based on experimentally obtained ground reaction force (due to a human jumping) as measured by using a force plate. As the floating platform may be dismantled and reconfigured into other shapes, two different sizes of floating platform as well as different number of jumps were considered in this study.     

压力分散型锚索设计中应考虑的几个问题

 在分析压力分散型锚索锚固机制的基础上,提出该类锚索设计中应考虑的3个问题,即单元锚固段长度的计算问题、承压板处浆体的变形问题和工后坡体变形引起钢绞线的不均匀荷载问题,认为该类锚索较拉力型锚索的锚固力有所提高,是因为浆体受压时径向的膨胀变形受到岩土体约束,岩土体越坚硬约束作用越强,锚固力提高值越多,反之则小。由此提出物理概念清楚、计算简单的单元锚固段长度计算公式。按照承压板处浆体的变形特征,提出变形量的计算公式,由此可进行浆体的变形验算。为消除工后坡体变形引起钢绞线的荷载不均匀问题,建议采用基于工后允许位移的张拉法,给出详细张拉顺序和计算公式。     

上承式钢管混凝土拱桥车桥耦合研究

对于车桥耦合振动的研究,目前比较多的是以移动荷载和移动质量这两种简化方法来模拟车辆通过桥梁时的情况,移动荷载简化模型由于计算方便,所以在目前车桥耦合振动分析中应用得比较多,但是由于移动荷载的研究方法没有考虑质量的惯性力的作用,所以该分析方法与实际情况存在一定的差距,本文以落步溪大桥荷载试验为依据,分析了移动荷载作用下桥梁结构的加速度,分析了移动荷载模型这种计算方法对于钢管混凝土拱桥车桥耦合分析的可靠性和适用条件。     

基于小波多分辨率分析的简支梁损伤识别方法研究

基于小波多分辨率分析的方法,根据移动载荷作用下简支梁动态响应特性,利用梁上一点振动信号对裂纹梁进行损伤识别。移动载荷经过梁上裂纹处时,必然导致梁响应时间历程曲线的奇异性,这种奇异性不能直接被观察到,但是可以通过小波多分辨率分析进行识别。利用有限元Ansys软件的瞬态分析方法进行裂纹梁移动载荷作用下的损伤识别数值模拟,通过梁上某一点挠度、速度和加速度的振动信号,利用小波多分辨率分析有效地识别出单个及多个裂纹,同时扩展到多个同向和相向移动载荷作用下裂纹梁的损伤识别。     

基于附加质量法的水与水池壁板动力相互作用分析

用于储存清水、污水等液体的钢筋混凝土矩形水池结构广泛应用于给水、排水等工业企业。在这类结构的抗震设计中,液动压力是一项主要的地震作用。基于Westergaard附加质量法考虑水平地震动下池中液体与水池结构的相互作用,对矩形水池的壁板进行了多遇地震作用下的有限元时程分析。对比了地震荷载作用下考虑液动压力与不考虑液动压力对水池壁板弯矩、剪力的影响,并与规范方法进行了对比。结果表明,考虑液动压力的附加质量法与规范方法的内力结果明显大于不考虑液动压力的计算结果,说明了考虑液体-结构动力相互作用的合理性。在设计中应当考虑水平地震动引起的动水压力对池壁的影响,初步得出了附加质量模型动力时程分析的基本规律。     

板形基础抗冻胀破坏的断裂力学分析

在冻土地区，板形基础被广泛应用，由于冻胀作用对板基础造成各种冻害破坏。基于断裂力学理论，建立了板形基础与地基广义强度破坏的一般准则，提出了板基础抗冻胀破坏分析的新方法，可以对各种板基础的冻胀破坏进行定量分析。应用此准则分别对埋深超过冻深和小于冻深的板基础进行抗冻拔稳定性分析：给出了水池底板的冻胀破坏的强度分析方法。该方法考虑了冻胀力的作用，考虑了冻土自身存在的缺陷，符合冻土实际状态，因此，该分析方法更趋合理。通过工程算例进行抗冻胀破坏分析，结果表明，断裂力学方法是有效的。     

考虑后锚固钢梁变形的钢筋混凝土楼板内力分析

通过对后锚固钢梁加固钢筋混凝土楼板时楼板内力的分析,论述了后锚固钢梁变形对楼板内力变化的影响,提出了合理考虑后锚固钢梁变形的加固方法,并以一实例给予验证。本文内容可供类似工程的加固设计借鉴。     

匀速简谐力作用下简支梁的动态响应

对于铁路桥梁,机车通过时,车道不平顺及驱动轮重量的不平衡产生的荷载效应是一种移动的简谐力。在移动荷载作用下桥梁运动方程的基础上,利用大型有限元软件ANSYS,考虑移动荷载质量、速度和桥梁高阶固有频率的影响,对匀速移动简谐力作用下简支梁动态响应进行了研究。结果表明:最大动挠度都发生在跨中位置附近,跨中节点位移与简谐力的频率有关。     

共同作用对上部结构和桩筏基础的影响

以贵州省遵义市某县棚户区（城中村）改造项目为研究算例,利用SAP2000有限元分析软件建立框架剪力墙结构-桩筏基础-地基共同作用的三维有限元模型和不考虑三者共同作用的一般三维模型。与不考虑共同作用的一般模型相比,考虑共同作用后,上部结构的内力和桩顶的反力都增大,筏板沉降和筏板内力都减小,说明筏板沉降和筏板内力的安全储备较大。因此,在结构工程设计过程中,考虑上部结构、基础和地基共同作用的设计理念和方法与建筑物实际受力特征更相符,设计结果也更合理,同时也要考虑三者共同作用时上部结构和桩顶反力的不利影响。     

锚固后岩体稳定性分析的能量法初探

现有常规的锚固后岩体稳定性分析方法是建立在传统岩体稳定性分析方法的基础上,仅把锚杆的作用简化为一个抗滑力,没有考虑锚杆的锚固作用对岩体滑移面上应力分布的影响。作者以一种新的思路来分析加锚岩体的稳定性,其中的一个重要思想是：滑裂面的极限抗剪强度是在滑裂面发生一定相对错动后才能完全发挥。根据新的思路并考虑锚杆锚固效应对滑裂面上应力分布的影响,新方法将从能量角度判定岩体的稳定性。     

防屈曲支撑角部节点板与钢框架的相互作用效应

防屈曲支撑是一种高效稳定的耗能减震装置,其与框架结构一般通过焊接节点板形式连接。目前节点板连接设计方法仅考虑支撑轴力的影响,并没有直接考虑框架开合效应(梁柱在水平地震力下产生的张开/闭合变形)的不利作用,导致焊接节点板在连接处提前发生开裂。通过有限元模拟的方法,同时考虑开合效应和支撑轴力的共同影响,对防屈曲支撑钢框架与角部节点板连接的相互作用进行研究。有限元模型共5组,主要参数包括节点板尺寸、节点板与框架的连接形式以及节点板是否设置自由边加劲肋。在连接形式方面,提出了一种可减小开合效应不利影响的新型可滑移螺栓连接节点板,并与传统焊接节点板的受力性能进行比较。分析结果表明,平面尺寸较小的焊接节点板对结构的抗侧刚度影响最小,可减小设置防屈曲支撑的子框架所分担的地震剪力,相应的节点板受力性能也优于平面尺寸较大的焊接节点板|在焊接节点板上设置自由边加劲肋并不能明显改善其受力性能|所提出的新型可滑移螺栓连接节点板可有效减小节点板对结构刚度的影响,以及框架开合效应对节点板的不利影响,是一种在消能钢框架支撑体系中具有应用前景的新型节点板连接。     

自反力法深层平板载荷试验探讨

以广东某工程为例,详细介绍采用自反力法进行深层平板载荷试验测试技术,并将该方法与传统法深层平板载荷试验进行比较,最后从测试孔的孔底处理技术、测孔保直、孔壁稳定等方面提出采用自反力法进行深层平板载荷试验需要注意的问题。     

纵横梁桥面系统主梁绝对最大挠度的0.618算法

纵横梁桥面系统中主梁的跨度较长,纵梁上直接承受的车队荷载数量多且数值大,主梁设计中刚度校核是关键内容。作者研究了1组平行车队荷载直接沿着纵梁移动时,主梁绝对最大挠度数学模型的建立;并给出了相应的计算方法,以计算机为工具,适用于任意有限多个平行移动荷载,对于主梁的设计计算与安全评估,有一定的实用价值。