混凝土随机骨料模型可视化方法

在生成三维随机球形骨料模型的基础上，研究了形成随机凸多面体骨料模型的方法，并利用FORTRAN语言编制凸多面体骨料生成程序和细观有限元网格剖分程序。为了实现骨料模型和其细观有限元网络的可视化，着重研究了利用现有商业软件生成多面体随机骨料的可视化混合编程的方法。利用面向对象的VB语言界面编程技术，编写了实现WINDOWS视窗环境的VB程序，并在该环境下调用生成骨料模型的FORTRANN计算程序和Matlab骨料模型图形绘制程序。另外，还研究了细观有限元剖分数据在GID软件实现网格可视化的格式和方法。     

排序对重叠区域分解型并行ILU的影响分析

对Krylov子空间迭代法,高效预条件的构造是核心问题之一,而重叠区域分解是一种很有效的并行化技术。通过模型偏微分方程离散求解以及混凝土细观数值模拟中的线性方程组求解,对商图,就自然排序、RCM排序、Sloan排序、GPS排序、谱排序和随机排序等多种重排算法进行了比较。对子区域内顶点的重排方案,进行了自然排序、RCM排序、谱排序、随机排序和一种新排序算法间的比较。结果表明,预条件效果对商图排序不敏感。局部排序对预条件质量具有明显影响,局部采用随机排序时效果一般较差,而带宽缩减算法对加性Schwarz影响很小,对块Jacobi并行化预条件影响较大,对因子组合型并行预条件采用自然排序和新排序时效果较好。     

旁压试验反演邓肯-张模型参数方法研究

研究了联合室内模拟试验和现场旁压仪试验综合确定邓肯 -张E-B 模型有关参数的方法。内容包括 :①采用邓肯 -张E-B 模型和有限元方法 ,对旁压试验机理进行数值模拟 ;②研制采用阻尼最小二乘法非线性优化理论 ,依据实测旁压曲线 ,进行土体本构模型参数反演的方法和计算机程序 ;③在对模型各参数敏感性分析基础上 ,以室内试验结果为初值 ,对某工程地基覆盖层现场旁压试验实测曲线进行E-B 模型参数的反演分析。为实际工程的计算分析提供了更为可靠依据     

静力固结及动力固结有效应力法在FEPG中的实现

针对有效应力法应用于饱和土体动力反应分析时扩展性不强的缺陷,从D’Alembert-Lagrange原理出发,结合有效应力原理和渗流连续性条件,给出饱和砂土的动力固结耦合方程及相应增量方程的弱解形式。根据有限元语言的语法规则,分别编写静力固结问题和动力固结问题的脚本文件,由有限元程序自动生成系统(FEPG)生成FORTRAN源程序,且对等效刚度阵进行了对角线归一化处理,并编写了相应子程序。算例分析表明,所开发的程序正确、可靠。     

大坝混凝土界面力学性能的测试与数值模拟研究

提出了一种测试大坝全级配混凝土界面力学性能的试验分析方法,通过钻芯、切割、研磨、制备含界面小试件(15 mm x 30 mm x 120 mm长方体),采用高精度位移传感器(分辫率0. O 1 N,m ) , 微变形夹具和数据处理系统,对配合比优化前后的三峡大坝混凝土的界面强度进行了测试研究,涉及的大骨料区域应力应变的量化成果鲜有文献报道。测试结果发现,混凝土界面强度测值虽有离散,但大体分布在一定范围内,规律上配合比优化后0. 5水胶比的混凝土平均界面强度大于配合比优化前 0. 6水胶比的混凝土近30%,且更接近砂浆强度本体,接近度高约10%。根据对混凝土细观数值模拟研究表明,以实测界面强度为参数,通过损伤和尺寸系数修正,计算得到的混凝土宏观轴拉强度与试验测值相近,且随细观界面强度提高而增长。本文的研究结果进一步表明通过优化配合比改善混凝土细观界面强度,使得界面强度更加接近砂浆本体的强度,可提高混凝土的宏观力学性能。     

预静载作用下混凝土梁的动弯拉强度

动弯拉强度是高拱坝抗震设计中的控制性指标之一。有关试验发现一定预静载水平对混凝土动弯拉强度有强化作用，因此，对这一试验现象的探究具有工程应用价值。本文基于混凝土细观力学方法，对湿筛和全级配混凝土梁进行三分点冲击弯拉数值模拟，试图在不同随机骨料模型和不同静预载作用下寻求混凝土梁动弯拉强度的变化规律。计算结果显示，不同细观骨料模型具有相似的规律，即随预静载增大，混凝土动弯拉强度上升，至一定峰值后回归到静载强度。取跨中不同细观区域宽度和具有不同变异性的细观界面单元材料参数，对梁进行三分点弯拉数值模拟发现，动弯拉强度受混凝土细观结构不均匀性的影响，不均匀性越强动载增强系数越大。