桩-土系统在波浪荷载下的动力响应分析

通过展开波浪对桩散射问题的特征函数的方法研究了波浪荷载作用下桩-土体-水流系统的动力响应问题.采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩土动力的相互作用，通过求解满足柱面非齐次边界条件的Laplace方程，直接构造波浪对柔性桩的散射速度势，考虑了流体和桩体的相互作用，由解析法给出了埋置圆桩在波浪荷载下的动力响应.研究和分析了在波浪力作用下泥面冲刷深度、土参数、波浪入射频率对桩身内力、桩身振动响应的影响.在波浪荷载作用下，与先计算柔性悬臂端波浪力再考虑桩土间相互作用的情况相比，当考虑桩土耦合振动时，桩的水平振动的振幅减小，基频降低.     

高速移动荷载作用下铁路隧道的动力响应分析

从梁的强迫振动微分方程中得到移动荷载的处理方法,考虑了荷载的时间效应和空间效应,在开挖静力场的基础上对高速移动荷载下铁路隧道的动力响应进行分析.结果表明:结构最大动力响应发生在轮对经过测点后的某个时刻,略滞后于经过时刻点;结构竖向位移、加速度和动应力随着行车速度的提高而增大,其中仰拱动应力对行车速度最为敏感;高应力区主要集中在仰拱和边墙上,仰拱和边墙是隧道动力设计的薄弱部位;列车荷载作用下,结构破坏主要受抗拉强度控制.     

耦合作用下索膜结构的风振响应分析

在任意拉格朗日-欧拉描述下,结合索膜结构的风振响应特点,采用流固耦合问题数值计算方法,实现了三维情况下索膜结构风场的数值模拟。结果表明:耦合作用对风压的分布形式影响不明显。在迎风面出现负压区,边缘附近风压较小;高负压区出现在迎风面的中部;中部为高正压区。耦合作用对索膜结构起抑制作用,结构的位移与应力会有所减小。     

重载动力荷载下水泥砼路面的力学响应分析

为研究动力荷载下水泥砼动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过在混凝土板中埋入应变传感器,获得行驶车辆荷载作用下板内测量应变,分析实际车辆荷载作用下水泥混凝土路面板内的应变状态,对动态多联轴车辆荷载作用下的路面板内的力学响应做初步探讨。     

地震荷载作用下桩承式加筋路堤动力响应分析

桩承式加筋路堤具有工期短,成本低以及沉降变形小等优点,在工程中得到了广泛应用.为了研究地震荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性,建立了桩承式加筋路堤的数值分析动力模型,分析了水平地震波El-Centro作用下桩承式加筋路堤的动力响应.同时,研究了路堤加速度、动剪应力和路堤动位移等动力特性,分析了CFG桩和土工格栅的内力峰值分布.最后,对土工格栅抗拉模量和桩间距进行了参数分析,研究了水平地震荷载作用下土工格栅抗拉模量和桩间距对桩承式加筋路堤动力响应特性的影响.数值分析结果表明:桩承式加筋路堤在右坡面接近坡脚处,剪切应变增量最大;增大格栅抗拉模量能增强桩承式加筋路堤的抗震性能,而且对增强竖向地震稳定性比水平向地震稳定性效果更明显.     

移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析

采用动力分析的三维有限元法,对移动荷载作用下的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的动力响应进行了分析,研究了车辆行驶速度、沥青加铺层模量、路面结构的阻尼系数等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力及弯沉的影响程度,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

二级垛式悬臂式挡土墙动土压力分析

二级垛式悬臂式挡土墙由两个单级悬臂式L型挡墙按上下砌垛方式组成.通过采用Midas/GTS软件进行有限元分析,输入不同水平地震加速度峰值,分析二级垛式悬臂式挡墙实际墙背动土压力的分布特点,并与振动台模型试验结果进行对比分析,结果表明:数值计算与试验方法这两者的分析结论较为接近.提出了二级垛式悬臂式挡土墙在地震条件下土压力修正系数;依据二级垛式悬臂式挡土墙的特点,探讨了二级垛式悬臂式挡土墙的应用条件及其优越性,以期为工程应用提供理论依据及技术参考.     

意外撞击和冲击波作用下气瓶的动态响应分析

基于任意拉格朗日多物质流一固耦合算法,对空气采用ALE网格,对炸药采用JWL状态方程,分析了爆炸冲击波单独作用和高速子弹与冲击渡联合作用下高压气瓶的动态响应。结果表明,在冲击波作用下气瓶应力急剧上升,气瓶出现屈服并发生屈曲,爆心距瓶体越近,气瓶受冲击渡的影响越大;联合作用时应力相互叠加使得气瓶应力值比单独作用时有明显增大,变形相对于高速撞击和爆炸波单独作用显著增加,塑性变形区域变大,破坏程度更加明显。     

变速荷载作用下加筋低路堤动力响应分析

为研究变速荷载作用下加筋低路堤的动力响应,将荷载假设成变速均布线荷载,并考虑由于荷载变速产生的水平向应力,将加筋低路堤视为层状各向同性弹性层,采用Goodman模型表示层间接触条件。利用Garlerkin法推导出Fourier变换域内加筋低路堤动力响应的控制方程,提出一种模态叠加法,Duhamel积分和Fourier逆变换相结合的方法推导出任意时刻动力响应的数值解。采用两个算例验证方法的正确性,分析层间接触条件、荷载加速度、路堤高度和筋材刚度对加筋低路堤动力响应的影响。结果表明：层间接触状态对路面结构层底部的位移影响显著,尤其对纵向位移影响很大,且变速状态下这种影响更加明显,工程中应尽量使加筋土上下表面处于完全连续状态;随着初速度和加速度的增加,路面结构层动挠度显著增加,地基土表面动应力峰值明显增加,动应力路径显著增大且沿顺时针偏转;加速度对于正应力和剪应力在加筋低路堤中的衰减有一定的影响;增加加筋材料刚度会导致应力在加筋低路堤中的衰减,剪应力比最大可减小47.9%,正应力比最大可减小29%。     

随机波浪力下超大型钢吊箱围堰动力响应分析

为了研究超大型深水钢吊箱围堰在随机波浪力作用下的动力响应,以苏通大桥5#钢吊箱为工程背景,建立了对应的整体有限元模型.基于文氏谱以及线性谐波叠加法完成了波浪频谱与波浪时程的转换,进而得到了钢吊箱在频域与时域内的动力响应,并与特征波法和规范静力法进行了对比.结果表明,钢吊箱基频高,整体刚度较大;考虑附连水质量的影响,钢吊箱的自振频率急速下降,更接近波浪力谱峰值频率,增大了共振的可能性,动力分析时必须考虑附连水质量的影响;波浪荷载作用下,钢吊箱的动力效应普遍增大,但幅度增大较小.实际工程中,应在静力计算结果的基础上乘以1.15的放大系数,或者直接采用特征波法进行计算.     

高速镦粗45钢圆柱体内部裂纹扩展的动态响应分析

采用人工预制裂纹方法分析了45钢高速冲击下裂纹扩的动态响应行为,由弹塑性波理论可以很好的解释钢体断裂机理,并预测裂纹扩展过程。结果表明,快速镦粗过程预制内部裂纹具有稳定扩展特征,塑性等效应变速率εp较恒定。     

阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性响应模式

利用有限差分离散控制方程进行数值分析，研究了阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性动力响应。通过对不同阶跃载荷作用下，响应各时刻弯矩分布规律的细致分析，清晰地阐明了变截面悬臂梁的弹塑性动力响应模式。研究表明，对于中载工况，整个响应过程只在梁根部形成塑性铰；对于高载工况，响应过程在梁跨中形成塑性铰的基础上，还增加了在半梁左侧存在塑性区、梁的根部存在驻定塑性铰等响应模式。弹塑性响应分析肯定了刚塑性分析所假定的变形模式的主要特征，同时也指出了刚塑性分析模型的不足，因而增进了对于梁的变形机制的认识和理解。     

单层球面网壳火灾爆炸动力响应

以K8型单层球面网壳为研究对象,考虑几何非线性和温度对材料性能的影响,完整模拟了单层球面网壳在发生火灾的不同阶段受到爆炸冲击作用时的动力性状。据B-R准则,通过爆炸峰值超压与结构动力特征响应之间的关系,可判定K8型单层球面网壳在不同火灾阶段,爆炸冲击作用下的动力稳定性临界峰值超压。分析了单层球面网壳的矢跨比、屋面荷载、约束布置等参数对其在不同火灾阶段的爆炸冲击动力稳定性的影响。研究表明：火灾对网壳结构在爆炸冲击作用下的动力稳定性有较大影响,当网壳杆件最高温度达500℃以上时,结构的抗爆能力明显降低。矢跨比、屋面质量、约束布置对网壳在火灾不同阶段的抗爆能力均有不同程度的影响。     

波浪作用下弹性海洋地基的动力反应

基于平面应变条件下的广义Biot理论，提出波浪直接作用下弹性海洋地基有限元分析方法。所提方法能够解决以往弹性海床解析法或各种形式的数值方法无法处理的、包含复杂边界条件的实际工况。以不透水基础下海洋地基为例，分析基础对超静孔隙水压力和有效应力的影响范围与影响程度。     

任意荷载下黏弹性饱和土体中球壳的动力响应研究

工程实践中经常需要解决无限大弹性体内球壳的动力响应问题.采用Biot波动理论，对黏弹性饱和
土体中球壳的动力响应问题进行研究分析.利用Helmholtz分解原理，通过引入势函数，在Laplace变换域
中得到任意响应模式下球壳的动力响应解答.最后利用Laplace数值逆变换得到时间域中的数值结果，讨
论了在球壳内作用有轴对称荷载和流体压力两种情况时不同响应模式条件下球壳动力响应.球壳内作用有
轴对称荷载时接触面上的径向位移随n值的增大而减小，孔隙水压力开始有较大振荡；球壳内作用有流体
压力时在瞬时响应模式下位移趋近于零，而孔隙水压力变化相对平缓.结果表明,对于黏弹性饱和土体中
的球壳在不同的边界条件和响应模式下动力响应差别很大.     

两类呼吸裂缝模型及其动力响应对比分析

结构构件开裂产生的非线性振动响应是结构损伤识别的重要依据,而选择合理的模型对准确计算这种非线性振动响应至关重要。根据振动过程中裂缝处结构刚度的变化规律,对现有呼吸裂缝模型进行了分析总结,并选取具有典型代表的两种模型,以带裂缝悬臂梁受迫简谐振动为例,对比分析了两种模型在不同激励频率和不同裂缝深度下结构响应的频谱特性。结果表明：相同条件下双线型呼吸裂缝模型较曲线型呼吸裂缝模型更易出现高频分量和谐振现象,能更好地表征裂缝在振动过程中的呼吸效果。     

Dynamic response law about gravity retaining wall to seismic characteristics and earth fill properties

In order to find the dynamic response laws of retaining walls affected by certain earthquake loads, the influence of the seismic wave characteristics and sub-grade fill parameters (including the foundation surface slope) were focused on, and a series of tests were performed. The results show that the maximum stress of the retaining wall decreases as internal friction angle, foundation slope, filled soil cohesion and the biggest dynamic elastic modulus increase, while it increases with the seismic frequency and seismic input peak dropping. The addition value of dynamics earth pressure increases when seismic frequency and seismic input peak are reduced, while it decreases when the filled soil cohesion and internal friction angle rise. Meanwhile, dynamic elastic modulus and foundation slope have no obvious influences on addition value of dynamics earth pressure. The slope will be instable if the seismic input peak exceeds 0.5g and be disruptive if seismic frequency is larger than 2.5 Hz. The mid-lower parts of retaining walls are in most heavy and obvious response to these factors, which reveals the mechanism of “belly burst” in retaining wall that appears commonly in practical projects.