槽内水深对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响

采用有限元数值计算方法,研究槽内水深的变化对渡槽-水体耦合结构抗震性能的影响。数值结果表明,水体的存在使得渡槽结构的振动频率降低,在地震作用下,U形渡槽中水体的晃动幅度十分显著,从而改变了槽身地震反应性态。槽内水体对渡槽结构的影响程度与输入地震波的谱特性有很大关系,当输入地震波的主频范围覆盖渡槽结构基频,且槽内水体的振动频率与渡槽结构基频相近时,槽内水体对渡槽结构可以起到类似调谐液体阻压器(TLD)的减震效应,并对槽内水体减震效应的条件进行了判别。     

箱型梁桥分析的样条子域法

本文提出了一种可用于箱型梁桥分析的半解析方法，首先将箱型梁桥沿跨径方向分为多个子域，建立子域半解析位移场，然后将子域离散多个单元，并利用子域位移场将单元自由度转化为子域自由度，利用罚函数建立修正的势能泛函，导出结构总体刚度矩阵。     

基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解

在给定时间内,氯离子在混凝土中的扩散深度是有限的,因而当前基于半无限扩散域的Fick第二定律的解析解存在缺陷.利用等比级数研究建立了氯离子扩散和浓度分布的解析解,建立了氯离子扩散深度的解析表达式,同时也证明了氯离子扩散场计算长度的合理性.算例分析表明,提出的基于有限域的混凝土中氯离子扩散的解析解具有较高的精度,且计算简...     

恒荷载效应显著结构失效模式分析的弹性模量缩减法

恒荷载效应在土木、水利等大型工程结构的分析中往往占有不可忽略的显著位置。针对传统弹塑性方法分析恒荷载效应显著结构失效模式存在的失效路径依赖性问题,结合截面强度融合技术和弹性模量调整策略,提出恒荷载效应显著结构失效元和失效模式的识别方法,进而建立恒荷载效应显著结构损伤演化和失效模式分析的弹性模量缩减法。首先将恒荷载效应融入构件的截面强度,建立强度和外荷载分布都发生改变的修正结构计算模型;然后根据齐次化广义屈服函数定义单元承载比和基准承载比,建立高承载单元识别的自适应准则;进而通过缩减高承载单元的弹性模量来模拟结构的刚度损伤,并确定结构的极限承载力;最后根据结构进入塑性极限状态时高承载单元的弹性模量缩减幅度批量标示失效元,据此确定结构的失效模式。通过算例分析,验证了该方法具有较强的稳定收敛性,能够取得较高的计算精度和效率,可以更加合理地描述结构的损伤演化过程,具有较强的适用性。     

基于集中浓度矩阵分析混凝土中氯离子扩散规律

当前经常采用的混凝土中氯离子扩散分析的有限元法在计算混凝土试件暴露于氯盐环境的初期时,试件较深处的氯离子浓度的有限元法计算结果时常会发生振荡或甚至出现浓度负值等不合理的情况。利用数值积分近似计算的梯形公式,研究建立了氯离子扩散有限元方程中的集中浓度矩阵,并以之代替一致浓度矩阵,从而有效避免了有限元法计算结果的不合理性。进而通过和室内快速氯离子扩散试验结果和精确解相比较,表明了本试验方法具有很强的稳定性,且所需计算机的内存少,计算效率高,计算结果的误差随着空间和时间离散网格的加密而逐渐缩小。     

水库土坝漫坝危险度评价

根据联合国对自然灾害风险的定量表达式,提出水库土坝漫坝危险度的定义和求解模型。采用5级制对漫坝危险度[0,1]划分等级,并赋予相应的漫坝危险属性,为漫坝安全评判提供依据。该评价方法克服了传统漫坝风险分析中评判标准过于绝对化且标准取值不统一的缺点。该方法应用于澄碧河水库安全评价中得出,水库危险度在不超过"中度危险"前提下,其汛限水位可提高1.40 m。     

方形钢管混凝土框架二阶效应下极限承载力的高效线弹性迭代分析

传统的弹性模量调整法难以考虑结构二阶效应的影响。为此,该文研究建立了考虑二阶效应影响的方形钢管混凝土(CFST)的齐次广义屈服函数,据此建立了二阶效应下框架结构极限承载力分析的弹性模量缩减法(EMRM)。首先利用二次多项式分别建立了关于套箍系数和稳定系数的影响函数,在此基础上,利用具有分数指数幂的一阶多项式,通过回归分析研究建立了方形CFST压弯构件在二阶效应下的齐次广义屈服函数。其次,通过有策略的缩减高承载单元的弹性模量模拟结构刚度的衰减,进而通过线弹性迭代分析确定方形CFST框架结构的极限承载力,据此分析了二阶效应对不同荷载工况、不同几何参数下的CFST框架极限承载力的影响。最后通过与试验数据和现行增量非线性有限元法对比分析,验证了文章方法具有较强的适用性、较好的计算精度和计算效率。研究结果表明,二阶效应对于CFST中长柱和CFST框架都具有不可忽略的影响。     

基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价

引入承载比和广义屈服准则,提出基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法,该法根据塑性极限分析原理,先利用承载比改进采用无量纲内力表达的板壳单元广义屈服准则,扩展了广义屈服准则的适用范围,同时利用弹性补偿有限元法设置了单元弹性模量调整的广义应力阈值,改进了传统弹性补偿法的收敛问题,提高了板壳结构极限分析的精度。方法的可靠性通过3个算例得到验证。在此基础上,对某大型水电站的四通无梁岔管通过求解岔管的壳体安全系统和破坏模式进行安全评价。实际应用表明,弹性补偿有限元法可应用于结构极限分析,其收敛性、计算精度和稳定性均较好,可用于无梁岔管的安全评价。     

结构可靠度分析的向量型层递响应面法

结构可靠度分析的传统响应面法和随机响应面法都属于标量型响应面法,为克服其局限性,利用预处理Krylov子空间法研究建立了结构可靠度分析的向量型层递响应面法。首先将随机刚度矩阵和节点荷载向量线性展开,通过选取合适的预处理器建立了预处理Krylov子空间及层递基向量,据此将随机节点位移向量进行层递展开,形成向量型的层递响应面。进而,利用混沌多项式展开层递基向量和层递响应面,根据混沌多项式确定层递响应面的样本点选取方法。在此基础上,根据可靠指标的几何含义,利用响应量的层递展开式建立了结构可靠度分析的迭代算法。算例分析表明,该方法与传统响应面法或随机响应面法相比,能够取得更高的计算效率和计算精度。     

依托重点学科加强本科专业建设的探索与实践

结合广西大学土木工程专业重点建设实践及自治区土木工程精品专业建设,探讨重点学科建设对本科专业建设的促进作用,从师资队伍、实验实习基地建设、教学效果等方面总结专业建设过程中的做法与成效。