Distance functions and skeletal representations of rigid and non-rigid planar shapes

Shape skeletons are fundamental concepts for describing the shape of geometric objects, and have found a variety of applications in a number of areas where geometry plays an important role. Two types of skeletons commonly used in geometric computations are the straight skeleton of a (linear) polygon, and the medial axis of a bounded set of points in the k-dimensional Euclidean space. However, exact computation of these skeletons of even fairly simple planar shapes remains an open problem.In this paper we propose a novel approach to construct exact or approximate (continuous) distance functions and the associated skeletal representations (a skeleton and the corresponding radius function) for solid 2D semi-analytic sets that can be either rigid or undergoing topological deformations. Our approach relies on computing constructive representations of shapes with R-functions that operate on real-valued halfspaces as logic operations. We use our approximate distance functions to define a new type of skeleton, i.e, the C-skeleton, which is piecewise linear for polygonal domains, generalizes naturally to planar and spatial domains with curved boundaries, and has attractive properties. We also show that the exact distance functions allow us to compute the medial axis of any closed, bounded and regular planar domain. Importantly, our approach can generate the medial axis, the straight skeleton, and the C-skeleton of possibly deformable shapes within the same formulation, extends naturally to 3D, and can be used in a variety of applications such as skeleton-based shape editing and adaptive motion planning.     

拱坝坝肩整体稳定静力动力可靠度分析

本文以刚体极限平衡理论为基础，建立了拱坝坝肩整体稳定静力、动力可靠度分析的数学模型，导出了用全概率法分析其可靠度的计算公式，编写了相应的计算程序。通过对一拱坝实例进行较详细的静力、动力抗滑稳定可靠度计算与分析，验证了本方法的实用性和正确性。研制的通用程序ＢＲ·ＳＡＤＰ可对各类拱坝进行坝肩整体稳定静力、动力可靠度分析。     

土坝地震附加孔隙水压力计入方法的探讨

根据土坝的土体中孔隙水压力和有效应力与外加压力的相互关系,对地震附加孔隙水压力的产生进行了研究,从抗剪强度指标的试验方法和选取入手,分析了滑动体上作用的地震附加孔隙水压力与地震力分量的关系,提出了对地震附加孔隙水压力计入方法的计算公式。     

横缝灌浆高度对重力坝地震反应影响的研究

采用动力时程分析法计算了龙开口碾压混凝土重力坝挡水坝段在不同横缝灌浆高度下的动力反应,通过对12种计算工况的地震反应分析,得出了以下结论：随灌浆高度的增加,坝体由横河向振动变为顺河向振动;灌浆达到一定高度时,坝体的基频不再变化;灌浆高度对坝体下部的动力反应影响较大,对上部影响较小;坝踵应力受坝体基频影响较大等,为设计者提供了参考依据。     

天花板拱坝坝肩稳定分析及处理措施研究

采用刚体极限平衡法和有限元方法对天花板碾压混凝土拱坝进行了坝肩稳定分析,以抗滑稳定安全系数对坝肩稳定进行评价和研究,分析坝体在各种工况下的稳定性.针对坝肩安全储备相对不高,有针对性地采取了稳定处理措施,提高了坝肩的整体性和安全性.     

大庙水利枢纽坝线和坝型比较

大庙水利枢纽坝址位于陡峻“V型”河谷中,两岸基岩出露,根据河谷的形状特征和地形、地质条件,进行坝型方案布置和技术经济比较,最终选择上坝线砼双曲拱坝方案.     

滑坡涌浪对坝面冲击压力的影响因素研究

库区边坡在强震、暴雨等作用下发生的滑坡失稳破坏会对挡水大坝形成巨大的涌浪冲击作用。本文针对库区滑坡涌浪对坝面的冲击压力问题,采用光滑粒子水动力学(SPH)方法研究了涌浪生成传播过程以及坝面涌浪冲击压力的分布形式,分析了滑坡体宽度、入水速度以及库区水深等因素对滑坡涌浪波高、坝面冲击压力的影响。结果表明,随着滑坡体宽度的增加,最大浪高降低,但是稳定波高增加,坝面冲击压力增大;随着滑坡入水速度的增加,波浪高度增加,但当入水速度增加到一定程度后,坝面冲击压力变化不明显;随着库区水深的增加,首浪高度降低,坝面最大冲击压力以及距离水面的相对作用位置基本不变。     

基于ETA模型的配筋措施对于高拱坝变形损伤指标的影响

混凝土拱坝在不同强度超载地震作用下的动力响应,对拱坝抗震裕度评估有着深远的影响,如何评价配筋措施的效果成为一个重要问题。基于耐震时程分析（ETA）法,研究了不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施对于坝体损伤变形指标的影响。首先对ETA方法、坝体材料本构、横缝模型以及地震动输入方法进行了介绍。然后分别建立了高拱坝采用配筋抗震措施和未采用配筋抗震措施拱坝的数值模型,同时基于ETA方法生成不同地震强度的耐震时程。分析在不同地震强度下,高拱坝是否采用配筋抗震措施的损伤分布、横缝开度以及变形等响应,提出了高拱坝损伤体积比、平均横缝开度以及拱冠梁变形等坝体损伤变形指标。通过对比高拱坝配筋和未配筋的情况下得出的动力响应指标,研究配筋措施对高拱坝响应以及损伤变形指标趋势、相关性以及离散性的影响。计算结果表明:在不同的地震动强度条件下,配筋措施对减小高拱坝的整体损伤是有效的,对横缝开度及位移影响有限,配筋措施可以减小地震随机性导致的损伤变形指标离散。同时,归一化的损伤变形指标表明损伤变形指标有一定的相关性。     

从息壤到土工合成材料

据说息壤是一种可以自生自长的土,远古的先民们曾用它防治洪水。对这种传说中的岩土材料进行了考据,根据河狸坝与我国古代的治河工程,指出所谓息壤应当是古代人们利用草、木、竹、石、土创造出来的加筋土,用以拦截阻挡洪水。秦汉时期称为茨防,宋代称为埽工。回顾了我国土工加筋及其在河工中应用的长远历史,指出土工合成材料在保护环境、保护资源和我国经济可持续发展中应用的广阔前景。     

基于废石中线法的强震区高尾矿坝动力特性分析

为了解废石中线法应用于强震区高堆尾矿坝建设的动力特性及稳定情况,采用有限元方法对废石中线法尾矿坝体渗流、静力条件以及动力响应进行模拟。分析了坝体在地震荷载作用下的加速度响应、液化区范围及稳定性。计算结果表明,尾矿坝体浸润线低,9级地震设防条件下坝体液化区主要集中在库内,不能形成滑移通道;尾矿坝加速度反应较小,放大倍数为1.99;坝体动力时程最小安全系数为1.055,均能够满足相关规范要求。成果对于今后强震区高尾矿坝的设计、研究及抗震加固具有指导意义。