可液化场地中复杂异跨地铁地下车站结构的地震反应分析

地基液化是导致地铁地下车站结构在地震中发生严重破坏的重要威胁之一,然而目前对可液化场地中地铁地下车站结构地震反应的研究较少,尤其是针对大型复杂异跨地铁地下车站结构地震反应的研究更是少见。通过引入砂土液化大变形本构模型,采用有限元网格自适应调整技术克服土体网格大变形的畸变问题,建立了可液化场地土一复杂异跨地铁车站结构静动耦合非线性相互作用的有限元数值模型,分析了该相互作用体系的场地液化分布特征、异跨车站结构上浮特征、周围场地位移沉降及矢量特征、结构侧向变形和地震损伤破坏特征等,初步揭示了该相互作用体系的地震反应规律及液化地基中大型异跨地下结构的地震破坏特征,研究成果可为提高可液化场地中异跨地铁车站结构地震反应的认识及完善其抗震设计方法提供合理的参考。     

陀螺转子动力学系统的时间有限元内点法

将保辛的时间有限元法(FEM)应用于陀螺转子动力学系统,给出了陀螺转子动力学系统时间有限元法的时间单元刚度阵列式和非齐次外力的表达式,以及辛时间传递矩阵。在此基础上,提出了精度更高的时间有限元内点法(IDTFEA),该方法既继承了时间有限元保辛的优良特性,又大大提高了数值计算精度,具有非常明显的优越性。算例给出了该方法和Newmark方法的比较结果,表明该方法的优越性。     

不同冲击速度条件下矩形巷道围岩变形-开裂过程数值模拟

利用自主开发的拉格朗日元与变形体离散元耦合的连续-非连续方法,开展了不同冲击速度条件下矩形巷道围岩变形-开裂过程的数值模拟研究。当岩石单元的应力满足剪切开裂判据时,考虑了应力脆性跌落效应,在此过程中,围压保持不变。为了检验该方法的正确性,开展了单轴压缩条件下岩样变形-开裂过程的数值模拟研究。针对矩形巷道围岩的计算表明:①冲击速度低时载荷-位移曲线呈单峰特点;冲击速度高时载荷-位移曲线呈多峰特点;②冲击速度低时围岩的开裂呈渐进性特点;冲击速度高时围岩的开裂呈间歇性特点,这与在冲击过程中围岩中过去形成的一种较为稳定的结构(拱)被打破,并在其外围形成了新的稳定结构(拱)有关;③在模型相同垂直方向位移时,冲击速度低时围岩两帮的开裂深度较大,这说明冲击速度低时应力的传递较为均匀,冲击速度低时的结果(例如,V形坑内岩石碎块涌入巷道)与围岩的片帮类似;冲击速度高时的结果(例如,岩石碎块的弹射现象)与岩爆类似。     

泊松白噪声激励下斜拉索的面内随机振动

目前针对斜拉索非线性随机振动的研究已广泛开展,但仅限于高斯随机激励情形。然而,现实中大部分的随机扰动都是非高斯的。若使用高斯激励模型将产生较大误差。假设拉索所受非高斯激励为泊松白噪声,研究了泊松白噪声激励下斜拉索面内随机振动。推导了受泊松白噪声激励的斜拉索面内振动的随机微分方程,建立了支配系统平稳响应概率密度函数的广义FPK方程。提出迭代加权残值法求解了四阶广义FPK方程,得到了系统响应概率密度函数的近似稳态闭合解。考察了垂跨比、阻尼系数以及脉冲到达率对拉索面内随机振动响应的影响。结果表明:拉索的响应随着垂跨比的增大,响应呈现不对称现象愈加明显;随阻尼比增加,系统响应得到显著抑制;当脉冲到达率增大,拉索的响应也随之增大,并逐渐接近于高斯白噪声激励的情形。另外,获得的理论结果与蒙特卡罗模拟的结果吻合地非常好。     

地下厂房机墩振幅计算的数值模型取值范围

为了分析地下厂房围岩边界条件对机墩动力特性的影响以及不同数值模型取值范围对机墩振幅计算结果的影响,结合某水电站地下厂房实际情况,建立了三维有限元数值模型。计算结果表明:厂房边界弹性支撑的增强有助于机墩、风罩的抗振,风罩壁厚的增加对增强机墩、风罩抗振能力效果不明显;采用动力谐响应分析方法计算机墩振幅时,数值模型的取值范围对振幅计算结果有较大影响;计算机墩振幅时,建议采用厂房整体模型,但现行规范中推荐的机组振动荷载需进一步论证确定。     

流域水资源管理研究论文计量分析

为了系统揭示流域水资源管理研究的现状、趋势和热点,以Web of Science数据库收录的关于流域水资源管理研究的论文为数据源,利用美国汤森路透公司的数据分析工具TDA,对全世界流域水资源管理研究的论文进行计量分析。结果表明:流域水资源管理研究的论文数量呈稳步增长态势,1991年以后的论文数量增加迅速;美国、中国、澳大利亚和欧洲国家的论文数量比较多,这些国家在此领域的研究比较活跃;2002年是国际流域水资源管理研究的转折年,之前的研究主题比较分散,之后的研究主题比较集中。     

水闸联合调度下河网水动力过程数值模拟研究

在河网地区,为控制河道水体循环、改善河流水环境质量,需要越来越多的利用水闸联合调控技术。但利用数学模型精确模拟水闸控制对水动力过程影响的技术尚不成熟。利用面向对象思想和三级联解法并结合MPI和OpenMP并行编程技术,开发了潮汐河网水动力模型TRNM（Tidal River Network Model）。将该模型用于珠江三角洲市桥河网,利用实测水文资料对模型进行率定后,模拟了市桥河上雁洲水闸建闸前后不同调度方案对市桥河水动力过程的影响。模拟结果与实测结果吻合良好,并行算法大大提高了模型的计算速度。     

阶梯-深潭系统消能研究综述

针对山区河流中自然形成的阶梯-深潭系统消能研究相对滞后的现状,归纳总结阶梯-深潭系统及台阶式溢洪道已有消能研究成果,从总流能量守恒方程出发,分析阶梯-深潭系统消能机理及消能率影响因素。认为台阶式溢洪道与阶梯-深潭系统的消能方式具有相似性和可比性。研究表明,在不同流量情况下,阶梯-深潭系统消能方式有显著区别,消能率存在较大差异;阶梯-深潭系统消能率的影响因素有坡降、糙率、粒径、阶梯高度和上游来流量,其中阶梯高度、坡降、糙率和粒径与消能率成正比,上游来流量与消能率成反比。认为阶梯-深潭系统消能的进一步研究需要结合大量野外调查数据,研究阶梯-深潭系统的几何特征,测量阶梯-深潭系统流场,进而得到水流能量的传递和耗散规律。     

基于廊道约束的水库调度图优化遗传算法

为解决水库常规调度图制作经验性强、未考虑水量和水头的最佳协调问题,对常规调度图中的调度线进行进一步优化。通过编码、迭代和数学评价指标建立了调度图逐线寻优方法,以解决调度图优化中多线、多时段导致的高维问题;通过小可行域迭代计算,建立基于廊道约束的遗传算法,减少了调度图优化的工作量,缓解了调度线形态畸变问题。实例模拟表明,对于年保证率允许降低的电站,通过适当降低年保证率,可以提高多年平均发电量。     

降低压实度标准的高液限土填筑方案

针对高液限土填筑时质量难以达到规范要求的问题,以实际工程高液限土直接填筑方案为例,通过碾压试验、晾晒试验、承载比试验、压缩试验和快剪试验研究了压实度对高液限土各项物理力学性能的影响,分析了不同压实度下高液限土的沉降变形情况。结果表明:在相同条件下,含水率对压实度影响最大,碾压次数次之,高液限土类别最小;压实度的降低对土体的承载比、压缩性能、黏聚力和摩擦角均产生不利影响;通过自密沉降量严格控制不同填土高度时的填筑厚度,高液限土采取包盖法处理及降低压实度标准至88%后的直接填筑方案是可行的。