检索结果-南通市图书馆

作者：曹宏生河海大学

学位级别：硕士

波浪荷载是水工建筑物重要的环境荷载,进行波浪荷载分析研究具有较高的学术意义和实用价值。本文采用数值模拟的方法,计算水工建筑物前的设计波浪要素,进而分析波浪对水工建筑物的作用力,提出了水工建筑物波浪荷载的合理分析方法。 ... 详细信息

波浪荷载是水工建筑物重要的环境荷载,进行波浪荷载分析研究具有较高的学术意义和实用价值。本文采用数值模拟的方法,计算水工建筑物前的设计波浪要素,进而分析波浪对水工建筑物的作用力,提出了水工建筑物波浪荷载的合理分析方法。首先在传统的椭圆型缓坡方程中,引入了底坡作用项、能量耗散项和非线性项, 扩展了缓坡方程的使用范围,提高了计算精度,同时考虑了波浪变形中折射、绕射、反射、底坡、破碎、非线性等诸多因素,并且利用多个实验地形对本文缓坡方程模型进行了验证,数值计算结果与实测数据吻合很好。其次,利用控制方程与边界条件的有限差分格式建立带状矩阵方程,并采用具有节约型带状矩阵解法功能的高斯消去法(GEP法)在PC机上直接求解椭圆型缓坡方程,计算速度大大提高,对采用普通方法求解椭圆型缓坡方程存在的计算量大,求解速度缓慢的问题有了显著的改进。最后,结合工程实际,采用数值模拟的方法直接计算水工建筑物前的设计波浪要素,并进而分析波浪对小直径桩柱建筑物的作用力,探讨了目前规范没有明确规定透空式建筑物的水平向和垂直向波浪力的计算问题,提出了水工建筑物波浪荷载的合理分析方法。

关键词：水工建筑物波浪荷载分析方法波浪要素缓坡方程数值模拟高斯消去法

高柔塔-索-拱结构体系振动性态分析 ——南京卡子门世纪塔动态抗震数值分析和振动台试验研究

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高柔塔-索-拱结构体系振动性态分析 ——南京卡子门世纪塔动态抗...

作者：黄辉河海大学

学位级别：硕士

南京世纪塔是南京卡子门广场的标志性建筑，该标志物是典型的高柔塔-索-拱结构，结构体系内各子结构相互连接，组合成一个整体，共同承受自重、地震、风、温度的作用。但是，主塔属于倾斜高耸结构，拱属于柔性拱结构，索属于特殊悬索结... 详细信息

南京世纪塔是南京卡子门广场的标志性建筑，该标志物是典型的高柔塔-索-拱结构，结构体系内各子结构相互连接，组合成一个整体，共同承受自重、地震、风、温度的作用。但是，主塔属于倾斜高耸结构，拱属于柔性拱结构，索属于特殊悬索结构，经检索了解，西班牙Sevilla的Alamilo桥和日本兵库县小野市内高尔夫球场上的曲线斜拉桥采用过类似结构，国内目前尚未有此形态的结构记载，南京地区地震基本烈度为七度，地质条件按照建筑抗震设计规范之规定，属对抗震不利地段。在地震荷载作用下，三种不同的结构如何相互影响，相互制约，相互耦合是本文需解决的主要问题。本文从计算和试验两个方面，分别进行了世纪塔的动态数值分析和振动台试验研究。在动态数值分析中，针对世纪塔变截面的塔身，曲线轴线的拱以及柔性拉索相互耦合时清况，建立两种有限元计算模式，利用有限元软件ALGORFEAS得到动力数值分析的结果，如：自振频率、振型、动位移、动应力等等，再和振动台试验研究成果作比较，得到一些重要的结论，从而为南京世纪塔工程的设计和施工提供强有力的依据，而且为类以于世纪塔工程的其它塔-索-拱结构的设计也提供一定的参考。索将塔和拱连接成整体，在整个结构中起着至关重要的作用。本文还介绍了频率法测索力的基本原理，并通过试验，利用曲线拟合法得出索力频率之间的修正关系式;其次，由于有限元计算中，索元所采用的修正杆元所带来的不精确性，对于长索其精度更难保证，因此，本文介绍了一种计算精度高、工作量小的悬链线索元。

关键词：世纪塔地震数值分析振动台试验有限元塔索拱悬链线

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大跨度地下结构动力计算模型研究

大跨度地下结构动力计算模型研究

作者：晏成明河海大学

学位级别：硕士

近年来，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛应用。由于我国大部分地区为地震设防区，地下结构的抗震设计及其安全评价具有重要的理论意义和工程应用价值，成为工程设计人员日益关心的重要问题。本文通过... 详细信息

近年来，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛应用。由于我国大部分地区为地震设防区，地下结构的抗震设计及其安全评价具有重要的理论意义和工程应用价值，成为工程设计人员日益关心的重要问题。本文通过采用适当的边界条件，建立合理的计算模型，运用有限单元法分析地下结构地震反应。考察地下结构-周围介质体系的动态特性、土-结构相互作用对结构的影响，分析结构地震动力响应。并将拟定结构的数值分析结果与实验成果进行比较分析，探讨设计理论、数学模型的合理确定。并对南京地铁某站进行地震响应分析，为地铁等大断面地下结构的设计提供科学的依据。本文运用有限元与无限元相耦合的分析方法解决工程问题，与单纯的有限元相比，具有显著的优越性，运用无限元已经包含了周围土体位移的衰减速率，能较好地反映地震波地传播特性。运用该方法，可以将地基范围取到三倍底宽。本文研究了各种动力计算模型的修正方法，针对有限元程序，提出了用优化的方法实现结构动力有限元模型的修改，通过算例验证，结构模态分析结果更接近于实测值。对结构进行动力分析发现，当双向激励时，结构的反应体现了两种单向输入的叠加，双向激励时结构应力响应比受单向激励时大很多，讨论结构的动力响应时要充分考虑两种单向输入的叠加效果。场地土层分布的不均匀性对土层的横向位移影响很大，地下结构应该具有足够的延性来承受土层的位移，以避免剪切破坏的发生。在地震动的激励下，结构会发生整体沉降。从整个结构来看，车站顶板、各角隅处最容易发生破坏，因而在设计和施工过程中，应对上述部位予以重视。

关键词：大跨度地下结构有限元动力分析计算模型修正

混凝土重力坝抗震配筋及抗震设防标准研究 ——金安桥水电站工程大坝抗震设计

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混凝土重力坝抗震配筋及抗震设防标准研究 ——金安桥水电站工程...

作者：王显治河海大学

学位级别：硕士

我国在建和拟建的高坝有许多都处于强地震活动区域，大坝的抗震性能问题突出。本文采用ADINA有限元程序对简化的金安桥混凝土重力坝非溢流坝段进行地震时程分析，得到地震情况下，混凝土重力坝非溢流坝段大坝的薄弱环节为坝头部位、上... 详细信息

我国在建和拟建的高坝有许多都处于强地震活动区域，大坝的抗震性能问题突出。本文采用ADINA有限元程序对简化的金安桥混凝土重力坝非溢流坝段进行地震时程分析，得到地震情况下，混凝土重力坝非溢流坝段大坝的薄弱环节为坝头部位、上游折坡点部位和坝踵部位。大坝裂缝出现顺序依次为：大坝下游面反弧段——大坝上游面坝头部位——大坝上游面折坡点附近。配置抗震钢筋是提高混凝土重力坝的抗震性能的一种常用方式。研究表明抗震钢筋不能阻止裂缝的发生，但在一定程度上可以起到限制混凝土裂缝发展的作用。对金安桥水电站工程配置抗震钢筋的抗震措施进行研究，寻求配置抗震钢筋的合理层间距，并探讨配置多层抗震钢筋的效果，寻找出金安桥水电站工程大坝合理配置抗震钢筋的形式。许多国家现行的大坝抗震规范为两级设防标准，我国的房屋抗震规范为三级设防标准，而我国现行大坝抗震规范为一级地震设防标准。两级设防标准为大坝抗震规范的发展趋势。国内许多学者认为我国现行的大坝抗震规范对高坝的设防标准太高，一级设防标准太过单一，有不经济合理之处。作者通过自己对混凝土重力坝设计的认识，结合对国外相关规范的分析，提出一种对高混凝土重力坝采用两阶段地震设防标准的抗震设计思路。并以本文的混凝土重力坝抗震设计思路对金安桥水电站工程实例进行简单的优化设计，较现行的设计，可以优化大坝体型、减少抗震措施、降低工程造价。

关键词：钢筋混凝土抗震设防标准有限元抗震配筋大坝裂缝时程分析

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岩性材料动力抗剪特性初探

岩性材料动力抗剪特性初探

作者：王伟河海大学

学位级别：硕士

本论文对岩性材料的动力抗剪特性,基于振动台上的试验结果,从动态力学性质、动态本构关系和影响机理等方面进行了研究和探讨,为动力抗剪断参数用于岩体的动力稳定分析提供了科学依据。通过频率为1HZ、3HZ和5HZ的循环直剪试验,分析了循... 详细信息

本论文对岩性材料的动力抗剪特性,基于振动台上的试验结果,从动态力学性质、动态本构关系和影响机理等方面进行了研究和探讨,为动力抗剪断参数用于岩体的动力稳定分析提供了科学依据。通过频率为1HZ、3HZ和5HZ的循环直剪试验,分析了循环荷载频率对材料抗剪强度的影响,说明试件在不同频率下的内摩擦角基本相同,频率对材料强度的影响主要是通过其对材料粘聚力的影响来实现的。关于循环荷载频率对材料强度的影响机理,作者提出了两种效应的观点:一方面,频率的加载速率效应使得材料强度倾向于提高;另一方面,频率的疲劳损伤效应使得材料强度倾向于降低。而材料强度的最终表现,则取决于这两个方面各自影响力大小,即哪一个方面是主导因素。同时,作者认为共振也有可能是材料抗剪强度的影响因素之一。通过静态和频率为2HZ的动态循环直剪试验,作者分析比较了材料在两种不同状态下抗剪特性的异同之处。相同之处体现在:试件剪断后的承载能力削弱主要是因为粘聚力的大幅下降所致,内摩擦角变化不大。不同之处体现在:动态2HZ的内摩擦角与静态比较接近,但粘聚力比静态提高了30%左右;另外,静态剪应力-位移曲线的压密阶段在动态时退化掉了。然后,从加载速率的角度出发,作者着重对其不同之处产生的原因进行了分析和探讨。根据动态2HZ的试验结果,考察了循环加载过程中的能量损失与剪位移的关系,说明损伤的发展是材料全过程的行为。定义了用等效剪切刚度表示的损伤变量,建立了一个分三阶段表述的岩石动态剪切损伤本构模型。通过对此模型的验证,表明所建模型具有一定的普遍意义。

关键词：动力抗剪特性振动台循环荷载频率机理加载速率共振损伤本构模型等效剪切刚度能量

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边坡稳定分析及抗滑桩加固设计研究

边坡稳定分析及抗滑桩加固设计研究

作者：孙常玉河海大学

学位级别：硕士

抗滑桩作为治理滑坡的有效工程措施，在世界各国滑坡治理中占有重要的地位。抗滑桩在边坡加固工程、滑坡地质灾害防治中得到了广泛应用。然而由于问题的复杂性，关于抗滑桩加固土坡的工作机理、桩—土相互作用规律仍没有彻底解决，抗滑... 详细信息

抗滑桩作为治理滑坡的有效工程措施，在世界各国滑坡治理中占有重要的地位。抗滑桩在边坡加固工程、滑坡地质灾害防治中得到了广泛应用。然而由于问题的复杂性，关于抗滑桩加固土坡的工作机理、桩—土相互作用规律仍没有彻底解决，抗滑桩设计理论与计算方法目前还处于半经验半理论的不成熟阶段，落后于工程实践。论文的主要研究内容包括如下几个方面：首先，对边坡稳定性有限元分析模型及边坡失稳判据的评价分析。以大型通用有限元软件ADINA作为分析平台，通过变动参数对比计算与分析，对于目前所采用的有限元数值计算迭代不收敛、等效塑性应变区相互连通、边坡坡脚至坡顶塑性区贯通、坡面特征点位移陡增等4种边坡失稳判据。探讨了其内在联系及其适用性，指出迭代不收敛判据比较容易使用和判断，具有较广泛的适用性与一般性。进而以这种判据为基础，探讨了有限单元阶次、土的抗剪强度参数c、φ、剪胀角Ψ和变形模量E、泊松比ν等对边坡稳定安全系数的影响。并就剪胀角Ψ对强度参数的敏感性影响进行了分析讨论。其次，对抗滑桩作用下的边坡稳定性进行分析。计算了各种约束条件下桩身位移、弯矩和剪力。根据迭代不收敛判据准则，系统地计算与分析了设桩位置、桩径、桩顶约束条件、材料参数变化与桩的抗弯刚度等对抗滑桩加固边坡稳定性的影响，并对桩侧接触力和土压力的分布形态及变化规律进行了探讨，为抗滑桩加固土坡的简化设计提供参考依据。最后，结合一具体工程实例，运用前文的分析判据抗滑桩作用下的边坡稳定方法，对其进行了有限元分析计算，并按照规范标准，进行抗滑桩加固分析。

关键词：边坡稳定强度折减法抗滑桩安全系数失稳判据标准塑性区 ADINA

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地震作用下大跨度地下结构振动性态研究

地震作用下大跨度地下结构振动性态研究

作者：周林聪河海大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛的应用，地下结构的重要性也愈加明显。因而地下结构抗震问题具有重要的理论意义和工程应用价值。基于1995年的阪神大地震中，各种地下结构和... 详细信息

随着社会经济的发展，地下结构在能源、交通、通讯、城市建设和国防工程等方面获得广泛的应用，地下结构的重要性也愈加明显。因而地下结构抗震问题具有重要的理论意义和工程应用价值。基于1995年的阪神大地震中，各种地下结构和地下设施均遭受到严重的破坏的现象。本文对框架形地下结构模型进行动态数值分析和振动台试验研究。通过工作，研究地铁车站结构地震响应基本规律，对基本土体和结构形式，考虑地震输入、土—结构相互作用，分析体系变形，结构地震动力响应，破坏形态的机制，并讨论各因素影响作用。为地铁及类似于地铁的其它大断面地下结构的设计提供科学的依据。通过工作，可以发现： 1、体系的自振特性与单独的结构自振特性相比有了变化，整个体系的自振频率相对于单独结构有明显的减小，阻尼比增大;结构在水平向自振频率一致，但垂直方向结各部分的自振频率则不尽一致。 2、结构侧壁所受压力呈马鞍状分布，深埋时侧壁位移呈马鞍状分布，浅埋时则是由下至上依次增大。 3、结构立柱的最大正应力发生在底部，侧壁的最大应力则是在顶部;当有垂直激励时，立柱中产生较大的拉压应力，尤其在立柱的中上部。 4、竖向地震力对结构破坏有着不可忽视的影响。 5、埋深对结构的地震反应有很大的影响，相对来说，浅埋情况更不利于地下结构的抗震。

关键词：地下结构地震数值分析振动台试验有限元中柱竖向地震

岩性材料动力抗剪本构模型研究及其有限元实现

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岩性材料动力抗剪本构模型研究及其有限元实现

作者：李红河海大学

学位级别：硕士

岩性材料是一种率敏感性材料，岩性材料动力抗剪试验研究表明，影响岩性动力抗剪强度的因素主要有两方面：应变率强化效应和损伤弱化效应。然而，人们在用大型通用有限元软件分析地震载荷作用下边坡抗滑稳定时，通常采用材料的静态剪切... 详细信息

岩性材料是一种率敏感性材料，岩性材料动力抗剪试验研究表明，影响岩性动力抗剪强度的因素主要有两方面：应变率强化效应和损伤弱化效应。然而，人们在用大型通用有限元软件分析地震载荷作用下边坡抗滑稳定时，通常采用材料的静态剪切参数进行动力分析，或对材料参数提高一个系数，或是对抗滑稳定安全系数进行折减。主要原因是，现今大型通用有限元软件如：ADINA、ANSYS、ABAQUS等材料库中的弹性材料、理想弹塑性材料、混凝土材料、摩尔库仑材料本构都建立在静力基础之上，无法体现材料的动力特性。我国很多大坝、电站建立在西部，而西部又是多震地区，对结构抗震和边坡抗滑稳定分析至关重要，因此构建适合岩性材料的动力抗剪特性的动力抗剪本构模型以及在有限元中实现势在必行。本文主要进行了以下几个方面的工作：(1)基于河海大学振动台上的岩性材料动力抗剪特性的结果，总结加载速率或应变率对材料的两个主要影响因素—应变率强化因子和损伤弱化因子的演化规律，为材料动力抗剪本构模型打下了基础。(2)借鉴Perzyna粘塑性基本理论，引进应变率强化因子和损伤弱化因子，建立了考虑损伤的岩性材料弹—粘塑性动力抗剪本构模型。(3)为了将本文的考虑损伤的岩性材料弹—粘塑性动力抗剪本构模型应用到有限元中，本文利用通用程序ADINA提供的用户自定义材料接口以及Fortran语言，编制了岩性材料动力抗剪本构程序，扩展了通用软件的功能。(4)调用用户自定义材料模型，对试验模型进行有限元计算，与试验结果进行对比分析，验证动力本构模型程序的正确性。(5)分别采用摩尔库仑材料和本文的弹—粘塑性材料，对百色水电站高边坡进行了动力稳定分析。

关键词：动力抗剪特性应变率损伤弱化应变率强化本构模型用户自定义有限元

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岩土边坡的有限元稳定性分析

岩土边坡的有限元稳定性分析

作者：陈琰河海大学

学位级别：硕士

基于强度折减的有限元稳定分析方法是目前应用及研究较多的一种分析方法,如何根据有限元计算结果来判别边坡是否处于整体破坏状态,是强度折减有限元稳定分析方法的一个关键性问题。本文首先从非线性有限元方程的求解入手,介绍了求解非... 详细信息

基于强度折减的有限元稳定分析方法是目前应用及研究较多的一种分析方法,如何根据有限元计算结果来判别边坡是否处于整体破坏状态,是强度折减有限元稳定分析方法的一个关键性问题。本文首先从非线性有限元方程的求解入手,介绍了求解非线性方程的迭代法、增量法及混合法,对各自的基本理论、求解过程及特点作了分析。并对有限元计算中采用的位移收敛准则、不平衡力收敛准则和能量收敛准则做了阐述。有限元强度折减法的失稳判别标准主要有三种:第一种以有限元解的收敛性确定失稳状态,第二种根据计算域内最大节点位移与折减系数之间关系曲线的变化特征确定失稳状态,第三种通过计算域内塑性区是否贯通确定失稳状态。本文利用ADINA有限元通用软件,对三个不同的算例进行强度折减计算,然后分别采用三种失稳判别标准进行稳定性分析,对三种失稳判别标准适用性、三者之间的一致性、各自的适用范围进行了分析研究。对于均质边坡,三种失稳判别标准存在较好的一致性,但第三种失稳判别标准在应用范围上存在局限性。之后对计算精度进行了分析,主要分析了网格密度、容许限值对计算精度的影响。网格太稀疏、容许限值设太大都会使计算结果的精度降低,在稳定性判别时就容易出现偏差。最后,对一实际边坡工程进行有限元计算,对其应力、变形进行了分析,并利用前面分析研究的三种失稳判别标准对其稳定性进行了判定。在计算工况下,边坡最大拉应力出现在坡面,由于边坡表层为强风化岩石,其强度很低,可能出现拉剪破坏。交通洞四周岩体强度较低,且弹模较小,变形较大,可能发生压剪破坏。结合三种失稳判别标准判定该边坡在计算工况下可能发生深层滑动破坏,需采取一定工程措施进行加固。

关键词：岩土边坡强度折减非线性有限元稳定分析失稳判别标准收敛准则 ADINA

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岩质边坡动力稳定性分析

岩质边坡动力稳定性分析

作者：陈云河海大学

学位级别：硕士

根据所要研究问题的特点，本文从分析岩石的动力变形特征、力学特性开始，介绍了适用于模拟岩石动力特性的本构模型，分析其各自的特点以及局限性，同时认为由于静、动本构关系曲线在外形具有一定的相似性，在一定的范围内允许岩体结构... 详细信息

根据所要研究问题的特点，本文从分析岩石的动力变形特征、力学特性开始，介绍了适用于模拟岩石动力特性的本构模型，分析其各自的特点以及局限性，同时认为由于静、动本构关系曲线在外形具有一定的相似性，在一定的范围内允许岩体结构的动力分析中采用静力本构模型。随后在这一部分中阐述了岩土塑性力学的基本原理，包括岩土类材料的屈服准则、加卸载准则、塑性势理论、以及加载硬化规律等原理及其在岩土工程中的应用。本文阐述了模拟岩体裂隙节理的特殊接触面单元，分析其特点和局限性;介绍了三种处理动力接触问题的数值算法，利用Lagrange乘子法和罚函数法联合的增广Lagrange乘子法建立起裂隙节理的动力摩擦接触条件和本构方程以及有限元基本方程，并运用此数值方法分析一具有贯通节理面的动力摩擦接触问题，得出一些基本规律。认为接触面的摩擦系数对于其动应力的分布没有实质的影响;但是加载速率的变化在接触面的动力特性上有着明显的反应。基于上述的接触理论和接触分析结果，本文在最后一部分中分别利用动力时程法和反应谱法对百色水电站尾水渠的岩质边坡进行动力响应分析，两者计算方法得出比较一致的结果，同时采用动力摩擦接触理论重点分析了断层对于边坡的稳定影响，认为断层的存在会使得岩坡的稳定性降低，在地震等动力荷载的作用下对于断层将发生张开、闭合和错动现象，尤其是动力荷载和其他荷载如渗流力等的耦合作用将会对断层产生极为不利的后果，进而影响岩坡的整体动力稳定，应该要引起足够的重视。

关键词：岩质边坡,节理,动力稳定,非线性有限元,ADINA,动力摩擦接触分析,时程法,反应谱法