软土各向异性三屈服面流变模型

为了模拟软土在隧道、基坑开挖等工程中所表现出的三维各向异性和时间相关特性,在前人研究的基础上,结合室内试验成果,创建了软土各向异性三屈服面流变模型,详细介绍了新模型的本构方程、硬化规律和流变特征。同时应用实例对新模型的弹塑性和流变特性进行了验证,其计算值和实测值吻合。     

降雨对流变介质的影响分析

以塑性力学、流变力学和渗流力学为理论依据,利用改进的粘弹塑性流变模型,分析岩土介质的力学特性。并通过自编的计算程序,对力学-流变-渗流进行数值计算,应用结果表明：改进的粘弹塑性流变模型能较好的描述岩土类材料的流变特性。     

动态荷载不同幅值作用下软土流变特性测试分析

理论分析和实际研究表明,动态荷载作用会加速软弱岩土的流变,导致更多的岩土工程事故和地质灾害。采集厦门海相沉积软土,采用人工制样方法,在动态三轴仪上测试了正弦荷载不同幅值作用下试样的动应力—应变、流变应变—时间关系等流变特性曲线,分析了不同动载幅值条件下试样各个加载阶段动态流变特性、流变速率与流变加速度等变化过程。研究结果表明:试样在动态荷载不同幅值作用过程中都表现出从减速流变、相对稳定流变到加速流变等阶段。当动载作用幅值在10~20 kPa低应力范围内时,动应变增长缓慢,表现出相对稳定的流变过程,而动载作用幅值超过40 kPa时,动应变增长迅速,进入加速流变阶段,直到试样破坏。研究结果对揭示动载作用下软弱岩土动态流变力学特性,对探索软弱岩土加速流变规律、岩土流变失稳的动力学条件等具有一定的理论和现实意义。     

拱坝坝肩岩石流变力学特性试验研究及其长期稳定性分析

采用岩石全自动三轴流变伺服仪,对小湾水电站两岸山体的蚀变岩进行三轴流变力学试验,得到岩石典型的流变全程曲线.流变试验结果表明:较高应力水平条件下,蚀变岩具有较为显著的流变特性,流变变形量大,流变速率快.基于试验结果,研究蚀变岩在不同应力水平下流变变形随时间的变化规律,分析试样的流变破裂形式与机制,掌握了蚀变岩三轴流变的基本特性.采用Cvisc流变模型对蚀变岩流变试验曲线进行辨识,得到相应的流变力学参数;基于三维非线性数值分析方法,采用黏弹塑性流变本构模型,模拟小湾水电站长期运营条件下的流变力学行为,并与弹塑性计算条件下进行对比分析.结果表明:小湾水电站拱坝及坝肩岩体长期流变变形明显大于弹塑性变形;考虑岩石流变作用使得应力场随时间增长发生重分布,局部应力集中现象有所缓解;坝肩岩体受力初期表现出较为显著的流变特性,流变一定时间后,流变速率变得恒定平稳,流变变形趋于稳定.     

黄土地区第三系红色黏土岩蠕变特性研究

以宝鸡刘家泉滑坡体内具代表性的三门组黏土岩为研究对象,进行黏土岩物理性质分析和室内流变、快剪试验.试验结果表明,研究区域黏土岩矿物成分以伊利石-蒙脱石混层矿物为主,黏土岩具有成岩时间短、强度低、胶结程度差等特点,且具有明显的膨胀性.此外,室内流变剪切强度参数与快速剪切强度参数相比,摩擦因数f降低了66%,黏聚力c值降低了80%.剪切流变试验结果表明,位移随时间的增加,黏土岩表现为低应力条件下非线性黏弹性和高应力条件下线性黏塑性特性,具有良好的流变变形特征.在岩石流变结果分析的基础上,通过五元件广义Kelvin模型和Bingham模型串联代表黏土岩的流变模型,能较好地反映出黏土岩的流变特性,且计算曲线与试验结果能较好地拟合出蠕变的衰减蠕变阶段和等速蠕变阶段,并应用遗传算法对黏土岩流变本构模型进行参数辨识,拟合结果与试验结果能够很好地吻合.     

砂岩流变损伤模型研究及其工程应用

描述岩石流变损伤常用的方法一般局限于加速流变阶段,并未考虑初始流变和稳态流变阶段的损伤,这与大量的试验研究结果相悖。为更好地描述岩石流变三阶段的损伤流变,基于室内试验结果与损伤理论,以Burgers模型、Mazars的损伤演化方程为基础,提出考虑流变全过程损伤的流变损伤本构模型,进行参数辨识,并验证所提出模型的合理性。在此基础上,采用FLAC3D软件,对苏州凤凰山隧道的围岩变形进行计算,对比分析现场监测数据和考虑损伤的流变模型及不考虑损伤的流变模型围岩的变形情况。结果表明,采用的流变损伤本构模型数值计算结果更加接近现场监测值,能够更好地反映洞室围岩的流变变形及损伤特性,因此考虑全过程损伤的流变模型是合理的。     

土体流变特性与基坑支护的监控量测

本文结合浦东新区某工程的基坑开挖，研究土体的流变特性及其在基坑支护监控量测中的应用。采用最小二乘法原理将实测位移一时间曲线拟合为多项式，并在此基础上利用位移反分析方法获得三元件粘弹性模型的各项参数，进而得到一个综合线弹性模量Ｅ（ｔ），从而以简单的线弹性有限元程序计算出各时刻的位移值ｕ（ｔ）。计算结果表明三元件模型能较好地反映上海地区软粘土的流变特性。     

一种新型流变模型及其工程应用

在用流变模型对地基沉降进行计算时发现,当地基土为土岩组合体时,利用Burgers流变模型方程计算出的沉降与实测沉降值有一定差距。因此提出一种基于Hooke体的新型元件,对Burgers流变模型进行修正。修正后的流变模型方程计算的沉降值与实测值吻合度较高,并利用修正模型对镇江市堆山工程的地基沉降进行了预测。提出的新型流变元件具有一定的实用价值,可为类似的工程提供参考。     

软岩巷道锚注结构承载特性的时变规律与初步应用

针对软岩巷道锚注结构承载特性的时变特征,尝试将锚注结构的承载力视为时变值,并将巷道周边弹性区、塑性区以及锚注区简化为厚壁圆筒的受力分析问题,通过引入弹黏塑性本构模型,得到了锚注结构承载力的计算公式,理论分析表明：流变停止所需的锚注结构承载力以及流变量随（原岩应力）与（拉伸屈服极限）比值的增大而升高,流变特性更为显著、支护难度增加;锚注支护强度及范围的减小,导致流变停止所需的承载力以及流变量升高,是造成锚注结构失效、流变加剧的主要原因,而流变停止所需的承载力又与锚注参数密切相关,合理确定锚注参数保证流变停止时锚注结构的稳定至关重要。理论计算结果较好的反映了锚注结构承载力随流变变形增加而逐渐增大的时变规律,且与现场实测结果较为吻合,对软岩巷道锚注支护设计可起到一定的指导作用。     

水平管道内冰浆流动阻力特性预测模型及比较

为研究水平管道内冰浆流体流动阻力特性，采用两相流混合模型，对不同工况下浆体所表现出的牛顿与非牛顿流变特性给予分段考虑，通过计算流体力学(CFD)模拟方法再现了水平管道内冰浆流体等温流动过程。研究结果表明，当浆体输送速度较高时，Thomas方程可很好地刻画出混合相流体的粘度特性。随着浆体速度降低，利用Bingham流变模型来刻画低速工况下混合相流体的流变特性可获得更为理想的效果。通过对比数值模型及现行实验关系式阻力模型发现，数值计算模型因能综合考虑管道压降的多种影响因素，模型的精度与通用性可得到较好的平衡。文中所验证的4组工况中，数值模型的预测值与实验值间的相对误差均可控制在±15%内。     

高等农业院校数学开放实验课程设置研究

开放式数学实验课（简称开放实验）是高等院校公共数学课程改革的新方向,本文结合东北农业大学开设开放实验的经验,阐述了对开放实验内涵的理解以及对开放实验目的的认识。通过开放实验的实现过程探讨了其课程开课体系、开课模式以及未来的发展方向。     

多热源环状热网水力计算研究

利用图论理论建立多热源环状热网通用水力计算数学模型,采用节点方程法对数学模型进行求解,编制了计算程序。以某市规划热网为例进行计算,证明了数学模型的正确性,算法合理,收敛性好。     

Modelling and experimental validation of a hot water supply substation

The paper presents a mathematical model for the numerical simulation of a substation for the supply of hot water which operates without auxiliary energy. The introduced original mathematical model has been verified experimentally, enabling a direct comparison with real conditions. While the approach to the mathematical modelling is traditional, the main innovation is the selection and derivation of suitable mathematical models, which are able to deliver the results which are as close as possible to real conditions, thus enabling an excellent accordance of both models, i.e. the mathematical simulation and the test line results. The simulated system is modular to allow analysis of the influence of each parameter. The non-linear model was applied for the heat exchanger, while the temperature sensor has been modeled as the second order system to account for its heat conducting protective pocket. When modelling the valve, its dynamic characteristics have been considered, being an additional advantage over existing mathematical models. The reason for research is to optimize water heaters, a common solution for hot water services in Nordic countries.     

Mathematical analysis of the chemical system “cyanide-heavy metals” in water—determination of components and toxicity of the system—I. The theoretical solution

A mathematical analysis of the chemical system “cyanide-heavy metals” in water is described. It allows to determine the type, number, and concentration of the system components to be computed. This mathematical analysis replaces chemical analysis, both qualitative and quantitative. The former is replaced by mathematical testing of the chemical properties of the system; the latter is replaced by solution of the equations for calculating the components concentrations in the system.     

Engineering applications of computer fire models

Several applications of mathematical fire models are presented. The use of mathematical models in the specification of material fire properties is discussed by relating these properties to predicted exposire conditions and the net contribution of the material to the total fire hazard. An analysis of the use of mathematical fire models to predict the onset of flashover is also presented. Discussion of the validity of the models, their current limitations and the predictive capability of the Harvard Fire Code is given.     

自卸汽车后推式举升机构运动学分析

根据油缸后推连杆放大式举升机构在举升过程中各构件的运动特点,运用复数向量和方程降维相结合的方法建立了举升机构运动学分析数学模型,为自卸汽车后推式举升机构运动学分析,性能评价及合理设计提供了理论基础.     

在教学中感悟数学美

数学美是学术界的一个长期的研究课题。结合高校数学基础课教学的教学过程,分析数学美的4个要素在各种特定情况下的具体表现形式,引导学生感悟数学美。最后讨论了数学美研究的意义。     

A new model for evaluating the dynamic shear strength of rocks based on laboratory test data for earthquake-resistant design

The dynamic shear strength of rocks is required for the earthquake-resistant design of nuclear power plants in Japan.This research aims to propose a mathematical model for estimating the dynamic strength and to validate the model.Two different types of specimens were prepared for the model validation,and the monotonic and cyclic loading tests were conducted to obtain the mathematical model parameters.Subsequently,multistep cyclic loading tests were performed,followed by simulations using the mathematical model.The test results demonstrated that the dynamic shear strength exceeded the static shear strength,which agreed with previous researches.Furthermore,the dynamic shear strength calculated using the mathematical model was generally consistent with that obtained from the experimental data.     

基于数学规划算法的单桩沉降计算分析研究

基于荷载传递法的土弹簧模型,提出了新假设,并建立了用于单桩沉降计算的数学规划模型。该数学模型以离散的最小势能方程为目标函数,桩顶荷载为约束条件,拟解决如何对各土弹簧进行荷载分配使整个系统势能最小的数学问题。不同于传统的土弹簧模型,论文提出的模型假设某一桩单元沉降值为该桩单元顶部平面沉降与底部平面沉降的平均值。通过算例验证,文章推出的计算方法可行有效,计算得出的 Q – s 曲线、轴力分布与实测数据吻合较好,并对比发现在桩单元较少的情况下,通过该数学规划模型求解单桩沉降可以达到比位移协调法更高的精度。     

基于CORS的高层建筑物三维形变监测关键技术研究

主要研究了相对定位数学模型和数据预处理方法,分析了GNSS观测的主要误差源及处理办法,建立了Kalman滤波的实时参数估计方法和模糊度固定解算技术;研究了基于Kalman滤波的形变信息提取技术,建立了Kalman滤波平滑降噪数学模型,对基于不同平滑降噪因子的平滑效果进行了分析;以天津悦雅国际某高层建筑监测项目为例,结合天津市二等水准成果和天津CORS站点稳定性分析成果,验证基于CORS的高层建筑物三维形变监测方法的正确性。