人工冻土蠕变非定常开尔文模型

为了更好地描述人工冻土的蠕变特性,将广义开尔文模型中的经典Newton黏壶中的黏滞系数定义为与时间有关的非定常参数,通过推算得到非定常开尔文模型,用粒子群优化算法识别模型中的参数。非定常开尔文模型能模拟不同应力下的蠕变试验数据,效果都很好,充分说明了该模型的合理性。目前采用非定常开尔文模型来研究人工冻土的蠕变规律的很少,此方法的提出为人工冻土领域的计算开辟了新思路。     

有限元-模拟电荷混合法在静电场数值分析中的应用

把有限元和模拟电荷两种数值计算方法组合起来构成有限元－模拟电荷混合法,并运用此方法对静电场进行计算,有限元－模拟电荷混合法能充分发挥两种方法各自的优点,弥补各自的缺点,从理论上推导出了有限元－模拟电荷混合法的系数矩阵和矩阵方程,并以一个实际电场结构主计算对象,采用有限元－模拟电荷法对其静电场分布进行了数值分析,结果表明这一方法的采用对于解决具有多种介质无界场域的电场计算问题是非常有利的,并且可获得较谪的计算精度。     

某深基坑冻土墙与变形的数值计算

对某深基坑冻土墙的受力与变形进行了数值模拟，结果表明：基坑施工中，冻土墙内环向压应力增长显著，是影响其变形与安全的关键因素；冻土墙累计最大侧向位移通常超前出现，施工结束时，最大侧向位移出现在0.7倍基坑深度处，其值约为水土合算计算结果的2倍；基坑施工过程中冻土墙内基本无塑性变形，且不发生非衰减蠕变；冻土墙最大侧向变形处及基岩交界面部位冻结管受力最不利，应加强对上述部位冻结管安全的研究。     

一维悬移质泥沙数值模拟及其应用

针对传统有限元方法在求解以对流作用为主的泥沙运动方程时所遇到的困难，应用特征有限元方法建立了一维悬移质泥沙对流扩散方程的数值模型并进行了误差分析．利用Matlab数值计算软件编程对水沙模型进行了数值计算，从数值解与解析解的对比以及对河津站1969～1999年实测数据的数值模拟结果可以看出：数值模型对河津站31年的含沙量有较好的模拟，所得数值模型可用于对含沙量较高河流在一段时间内进行模拟。     

软弱围岩隧道开挖的有限元模拟

采用非线性有限元数值模拟的方法，对软弱围岩隧道施工进行了数值分析．利用大型通用软件ANSYS提供的单元生死功能和隐式蠕变方程，就隧道上下台阶法施工作业方式进行了二维弹一粘塑性分析，并进行模拟，所揭示的规律能为工程施工提供依据和指导．     

钻地弹着靶受力数值模拟

采用大型有限元数值分析软件Ansys，结合终点弹道学理论知识，对钻地弹着靶受力过程进行了二维数值模拟，并讨论了有关的计算结果．结果表明：用缩比弹模拟原形弹是可行的．     

饱水冻土水热力耦合分析

冻土在冻结、融化的过程中,伴随着土中水的冻结和融化,土的体积也随之发生变化。这种体积变化常常造成寒区建筑的破坏。为解决工程实践问题,本文提出了“三场”耦合分析的一般数学格式来模拟分析冻土冻结过程,并采用有限元思想导出相应的时空离散化方程,给出了非线性数值求解的迭代计算步骤。另外,文中给出具体的数值算例,以验证本文方法的可靠性、有效性和计算精度。     

冻结法凿井冻结温度场的数值反演与模拟

考虑了冻结孔的实际偏斜状况，提出了基于平面有限元模型的冻结温度场数值反演及模拟方法．介绍了模型的基本特征、计算参数及数值反演、模拟的基本步骤．由于能够模拟冻结孔的实际分布状况及冻结管外表面的温度下降过程，并且以土性参数的反演为前提，因而该模型能够以较高的精度模拟冻结温度场的发展过程．通过某冻结温度场的数值模拟实例验证了该方法的可行性，并对影响数值模拟结果的主要因素进行了分析．     

应用数值方法模拟圆板的分析

对圆板进行弹性分析,根据边界条件建立挠度函数并计算圆板的内力,通过有限元软件建立圆板模型进行数值模拟分析,查找最大挠度和内力分布规律,并将有数值模拟结果与弹性分析结果进行对比．     

水下爆炸冲击波数值模拟中的参数影响

为提高数值模拟水下爆炸冲击波的精度,研究了状态方程、网格密度、人工粘性对数值模拟的影响．以球形药包为例,采用有限元程序MSC．Dytran进行数值模拟,将结果与经验公式对比,分析了各参数的影响作用．结果表明,状态方程的形式对结果影响不大,而网格密度有很大影响．为确定最佳的网格密度,定义了一个描述网格密度的无因次量,并给出了不同药量时最佳无因次网格密度的范围．人工粘性能够较好地抑制冲击波压力计算中出现的数值振荡,但同时也引起了冲击波峰值的衰减．调整水的状态方程的系数,能够在保证数值模拟效果的同时,减少水域中的单元数量。     

直线形冻土墙用于深基坑支护的试验研究

根据相似理论并考虑工程因素 ,推导了直线形冻土墙用于深基坑支护时温度、变形的相似准则方程 ,进行了模化设计 ,对砂土冻土墙的温度和变形进行了模拟试验 .研究表明 :用一定厚度的泡沫塑料板对冻土墙保温是可行的 ;冻土墙变形由转动变形、弹性变形及蠕变变形组成 ;墙体变形随其厚度增大呈非线性减小 ,而随土压力增大呈非线性增大 ;墙体暴露时间与其变形之间呈幂函数关系 .     

冻结红层软岩的蠕变特性研究

为研究第三系红层软岩在低温下的蠕变特性。对冻结红层进行单轴蠕变试验,试验结果表明,在应力水平较低时,软岩只存在衰减蠕变,随着应力水平的增大,当超过流变长期强度时,出现了非稳定蠕变;同时,随着温度的降低,软岩的瞬时应变量和蠕变量都会明显减少,而长期强度则有较大幅度的增长,说明温度对软岩及冻结壁的流变性质影响十分显著。引入与时间和应力相关的非线性黏滞系数和时间开关函数,对西原模型进行改进,得到了可以描述加速蠕变的非线性流变本构模型,通过试验数据对冻结红层软岩的参数进行了辨识。将流变模型嵌入到abaqus有限元程序,并对井筒开挖进行数值模拟,获得冻结壁最大位移与时间曲线,通过与实测值进行比较,两者较为吻合。可见,建立的流变模型能够很好的描述冻结红层软岩的蠕变规律。     

混凝土结构徐变效应的仿真分析方法探讨

混凝土的徐变包括低应力水平下的近似线性徐变和高应力水平下的非线性徐变.在低应力水平下,混凝土的徐变与加载应力为近似线性关系,可以应用线性本构模型;在高应力水平下,混凝土的徐变与加载应力表现为明显的非线性关系,线性本构模型不再适用.本文分析探讨了混凝土徐变的非线性本构模型,并以ANSYS有限元软件为开发平台,开发了混凝土结构徐变效应的仿真分析程序,程序仿真模拟了混凝土结构徐变的依时性.文中给出了混凝土重力坝徐变效应分析的仿真分析算例.     

温度场中冻土接触的蠕变边界单元模型

讨论了接触问题的发展状况.基于临界边界单元法,研究温度场中具有蠕变效应的冻土接触载荷传递问题.分析表明,冻土接触体的能量耗散含在滑动域内切向位移中并进行传递,接触位移区域状态通过热荷载历程进行控制.建立了用于冻土热蠕变分析的增量关系及边界单元法格式.并给出了接触位移和接触力的基本分析结果,并对此进行了讨论.     

万福矿井深部人工冻结粘土层的力学性状

根据万福矿井400m以下巨厚粘性土层取样进行的冻土力学性状试验结果,深部冻结粘性土的应力应变 关系主要表现为应变软化特点,达到峰值应力之前显现较大幅度的屈服变形。从冻结效果看,-20℃是使深部 粘性土力学性状发生明显变化的冻结状态界限值,冻结粘土样的强度明显提高,而蠕变性则明显降低,达到 -20℃后,随着温度进一步降低,强度和蠕变性的变化则逐渐趋缓。     

一种青藏高原冻结砂土蠕变本构模型

为描述青藏铁路沿线冻结砂土的蠕变特性,建立一个考虑应力和时间耦合的蠕变本构模型.首先进行一系列不同温度、干密度条件下的冻结砂土三轴蠕变试验;其次以Nishihara模型为基础,考虑应力和时间对模型元件的耦合影响,将黏弹性元件中定常的黏滞系数修正为时间和应力的函数,引入损伤变量改进黏塑性元件,构建新的冻结砂土蠕变本构模型;最后基于试验数据验证其科学性.结果表明:试验数据与拟合数据吻合良好,改进模型能较好地描述不同温度和应力水平下冻结砂土的衰减、稳态和加速蠕变特性;改进模型中黏弹性元件的黏滞系数、剪切模量和黏塑性元件的黏滞系数均随温度升高和应力水平增大而减小,损伤变量参数随着温度升高、应力水平增大而增大.成果可为冻结砂土蠕变沉降预测提供一种新的选择,为蠕变理论研究积累资料.     

南宁膨胀土考虑固结与蠕变耦合的变形特性研究

针对广西南宁膨胀土进行固结与蠕变耦合试验研究,探讨了非饱和膨胀土固结与蠕变变形特性,并且得到了对数形式的考虑固结与蠕变耦合的方程,拟合曲线与实测曲线较为吻合.考虑固结效应的蠕变方程比用流变模型得到的蠕变方程更符合膨胀土的实际情况,研究成果为分析膨胀土提供了新的理论方法.     

非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型

基于非线性流变力学理论,建立了非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型。模型中不仅考虑滑带土非饱和特性-基质吸力对土蠕变特性的影响,同时考虑了与时间、应力状态有关的非线性黏滞体的流变特性,由非线性黏滞体替换Burgers模型中的线性黏滞体。对非饱和滑带土开展三轴蠕变试验,并对试验结果采用最小二乘法曲线拟合,获得了不同基质吸力下的蠕变参数,并将试验结果与Burgers模型拟合曲线以及提出的非线性Burgers模型拟合曲线进行对比。结果表明,采用非线性Burgers模型能很好地拟合试验结果,且与试验曲线的吻合程度、相关系数明显高于线性Burgers模型。     

基于Burgers四元件模型的索膜结构蠕变性能分析

索膜结构在一定的温度和恒定外力作用下会产生变形随时间增长而逐渐增大的现象,即蠕变现象,影响结构的使用价值,因而对索膜结构的蠕变性能的研究是至关重要的.文章利用描述粘弹性蠕变行为的Burgers四元件模型来模拟索膜结构的蠕变性能,推导出蠕变影响的有限元方程.同时,还利用ANSYS软件对索膜结构进行蠕变分析,得出了蠕变第一阶段曲线,为研究蠕变影响的应力应变分析提供了科学依据.