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基于分载法变形假定的拱坝有限元分析研究

基于分载法变形假定的拱坝有限元分析研究

作者：朱方剑浙江大学

学位级别：硕士

拱坝是一种经济性和安全性优越的坝型,在我国西部的高坝建设中占有重要位置。目前,我国在建或拟建的拱坝中,溪洛渡,锦屏一级,白鹤滩等拱坝坝高均在250m以上,其安全性能不容忽视,一旦失事,将对国民经济和人民生命安全构成重大威胁,甚至... 详细信息

拱坝是一种经济性和安全性优越的坝型,在我国西部的高坝建设中占有重要位置。目前,我国在建或拟建的拱坝中,溪洛渡,锦屏一级,白鹤滩等拱坝坝高均在250m以上,其安全性能不容忽视,一旦失事,将对国民经济和人民生命安全构成重大威胁,甚至影响社会稳定。高拱坝体型偏薄,受力复杂,以往工程经验少,因此对其关键部位,如坝踵,坝肩的受力状态进行评估尤为重要。我国现行拱坝设计规范规定,拱坝应力分析主要采用拱梁分载法和有限元法。拱梁分载法假设坝体荷载由拱圈和悬臂梁共同承受,计算采用平截面假定(严格意义上应为径向纤维直线假定),其应力成果与材料力学理论相近,是现行规范推荐的基本方法,但其灵活性不足;有限元法建模方便,使用灵活,但在坝踵坝址部位存在应力集中,且计算结果随着网格的粗细和单元类型的不同出现不稳定性。鉴于有限元法和拱梁分载法各自的优点,本文提出一种带有分载法基本假定的拱坝有限元计算方法,用于拱坝的应力分析。本文首先介绍了拱梁分载法和有限元法的基本理论,引出径向纤维直线假定概念,论证基于分载法变形假定的拱坝有限元分析方法的可行性和必要性。以白鹤滩水电站1/3坝高处典型拱圈为例,利用大型通用软件ANSYS建立模型,提出了在纤维处插入刚性单元和引入位移约束方程这两种基于径向纤维直线假定的有限元分析途径。分析结果表明,纤维各结点约束方向的位移分布和正应力分布呈线性关系,有效地缓和了常规有限元计算方法的应力集中问题,并通过与结构力学简化方法的比较,验证了基于分载法变形假定的有限元分析方法的可行性。同时对拱圈纤维的约束范围做了探讨,提出了只在应力集中的拱端附近进行自由度约束的有限元模型。选取一等厚单曲拱坝进行基于分载法变形假定的有限元分析,坝体纤维的切向和竖向位移设定了自由度耦合约束,计算结果表明坝体纤维的切向和竖向正应力分布呈现较好的线性关系,一定程度地解决了常规有限元法的应力集中问题。当坝体采用一次单元划分网格时,基于分载法变形基本假定的拱坝有限元法应力分析成果与分载法的成果十分吻合,对两种算法及其软件的正确性起到了相互验证的作用。本文对该方法的网格敏感性和单元类型敏感性进行了探讨;同时发现该方法的应力分析结果同有限元等效应力法的成果也较为接近。因此,基于分载法变形假定的拱坝有限元分析方法可以作为拱坝应力分析的新方法,具有一定的研究和工程应用价值。

关键词：拱梁分载法有限元分析径向纤维直线假定刚性单元位移约束

Thermobifida fusca角质酶突变体D204C/E253C高效可溶表达及其应用

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基因组学与应用生物学 2021年第2期40卷 678-685页

作者：朱方剑王蕾吴敬陈晟江南大学食品科学与技术国家重点实验室无锡214122 江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室无锡214122 江南大学教育部食品安全国际合作联合实验室无锡214122

Thermobifida fusca角质酶突变体D204C/E253C是通过在野生型角质酶中引入二硫键获得的热稳定性突变体。由于二硫键的引入,导致突变体D204C/E253C在表达过程中,易错误折叠形成大量包涵体,可溶表达比率极低。这极大地限制了其发酵制备以及... 详细信息

Thermobifida fusca角质酶突变体D204C/E253C是通过在野生型角质酶中引入二硫键获得的热稳定性突变体。由于二硫键的引入,导致突变体D204C/E253C在表达过程中,易错误折叠形成大量包涵体,可溶表达比率极低。这极大地限制了其发酵制备以及在PET纤维改性中的应用。为了加强突变体D204C/E253C的可溶表达,本研究将突变体D204C/E253C和周质蛋白二硫键氧化还原酶DsbC在大肠杆菌突变株Escherichia coli Origami B(DE3)中共表达,来异构化异常的二硫键。实验结果表明,共表达的角质酶突变体D204C/E253C正常折叠表达,酶活为61 U/m L,是非共表达的6.8倍;共表达的突变体D204C/E253C在80℃的半衰期可达16 h,能够在80℃对PET纤维进行改性。本研究通过与分子伴侣蛋白DsbC在大肠杆菌突变株*** Origami B(DE3)中的共表达,实现角质酶突变体D204C/E253C的高效可溶表达,为大规模工业应用提供了一定的理论基础。

关键词：角质酶二硫键可溶性表达 DsbC PET纤维改性

华东地区某水利工程输水隧洞施工方案比选分析

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中国水运（下半月） 2019年第9期19卷 165-166,169页

作者：朱方剑台州市水利水电工程质量监督站

根据本水利枢纽工程的工期要求、隧洞地质条件、隧洞长度和洞径,参考国内和省内目前较为成熟的隧洞施工经验,通过钻爆法和TBM法两种施工方案作比选分析,选择适合本工程输水隧洞的施工方案,以期为类似工程提供借鉴。

关键词：输水隧洞钻爆法 TBM法

华东地区某水利工程输水隧洞施工方案比选分析

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中国水运 2019年第18期 165-166+169页

作者：朱方剑台州市水利水电工程质量监督站

关键词：输水隧洞钻爆法 TBM法

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贯叶连翘超临界提取物的高效液相色谱分析

中成药 2009年第4期31卷 582-584页

作者：罗艳萍郭立玮朱方剑南京中医药大学江苏南京210015 浙江佐力药业股份有限公司浙江湖州313200

目的:对贯叶连翘CO2超临界提取物的成分进行分析,并测定其中主要化学成分的含量。方法:以高效液相色谱法分别测定超临界提取物中主要黄酮类成分和贯叶金丝桃素含量。CO2超临界提取条件:萃取温度40℃,萃取压力20MPa,分离温度为45℃,压力... 详细信息

目的:对贯叶连翘CO2超临界提取物的成分进行分析,并测定其中主要化学成分的含量。方法:以高效液相色谱法分别测定超临界提取物中主要黄酮类成分和贯叶金丝桃素含量。CO2超临界提取条件:萃取温度40℃,萃取压力20MPa,分离温度为45℃,压力为8 MPa,提取1 h。结果:纯CO2超临界提取的提取物不含黄酮成分,贯叶金桃丝素含量达180.6 mg/g;以乙醇为夹带剂的超临界提取物含有黄酮类成分和贯叶金丝桃素,芦丁、金丝桃苷、槲皮素含量分别为1.10mg/g、1.84 mg/g、1.33 mg/g,贯叶金丝桃素含量为26.19 mg/g。结论:用纯CO2超临界提取,提取物中贯叶金丝桃素含量远高于加夹带剂超临界提取,可用本法制备贯叶金丝桃素含量高的提取物。

关键词： HPLC 贯叶连翘 CO2 超临界流体提取

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浅谈某输水隧洞工程施工TBM机型选型应用

科技视界 2019年第21期 164-165页

作者：朱方剑台州市水利水电工程质量监督站

根据开敞式TBM、单护盾TBM、双护盾TBM作业特性,参照以往工程实例和经验,结合本工程地形地质条件等因素,通过施工风险、施工灵活性、掘进效率、经济性等综合比较分析,最后建议选用开敞式TBM作为本工程输水隧洞的主要施工设备。

关键词：输水隧洞 TBM 开敞式

基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析研究

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水利水电技术 2011年第10期42卷 50-54页

作者：刘国华朱方剑苏项庭谢中凯浙江大学水工结构与水环境研究所浙江杭州310058

基于分载法的径向纤维直线假定,并结合有限元方法的优点,本文提出一种带有分载法基本假定的有限元计算方法。以白鹤滩水电站典型拱圈为例,利用大型通用软件ANSYS,提出了两种基于径向纤维直线假定的有限元分析途径,并对约束范围做了探讨... 详细信息

基于分载法的径向纤维直线假定,并结合有限元方法的优点,本文提出一种带有分载法基本假定的有限元计算方法。以白鹤滩水电站典型拱圈为例,利用大型通用软件ANSYS,提出了两种基于径向纤维直线假定的有限元分析途径,并对约束范围做了探讨,解决了有限元计算的应力集中难题。通过与结构力学简化方法和有限元等效应力法的比较,验证了该方法的可行性。同时对该方法在拱坝三维有限元应力分析中的应用作了初探,具有一定的参考价值。

关键词：径向纤维直线假定刚性单元位移约束方程有限元分析

港珠澳大桥东人工岛岛隧结合部沉管安放区导流堤掩护效果水动力精细模拟

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海洋工程 2019年第5期37卷 89-98页

作者：何杰高正荣辛文杰沙海明朱方剑南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 港口航道泥沙工程交通行业重点实验室江苏南京210029 台州市水利局浙江台州318000

港珠澳大桥东人工岛所在海域受水下地形和近岸边界影响呈“涨潮NE向、落潮SW向”的往复流特点,东人工岛岛隧结合部沉管基槽水域在岛头挑流作用下涨潮流呈N向流动。根据岛隧结合部区域的水流运动特征,制订了基槽掩护区南北两侧“非对称... 详细信息

港珠澳大桥东人工岛所在海域受水下地形和近岸边界影响呈“涨潮NE向、落潮SW向”的往复流特点,东人工岛岛隧结合部沉管基槽水域在岛头挑流作用下涨潮流呈N向流动。根据岛隧结合部区域的水流运动特征,制订了基槽掩护区南北两侧“非对称”型的双导流堤掩护措施。建立基槽局部水域的三维水流数学模型,模拟岛隧结合部水流运动的三维特征,对导流堤实施后的掩护效果进行水动力仿真模拟。研究结果表明:基槽掩护区内流速大幅减弱,E33管节基槽的人工整平段最大流速在0.5m/s以内,整平船施工段最大流速不超过0.8m/s,E33管节各区流速均能满足沉管安装的水流条件。为安全起见,E33管节沉放安装时机适合选在潮流动力较弱的小潮期。

关键词：港珠澳大桥人工岛岛隧结合部掩护区导流堤沉管安装

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地形变异条件下长江口南港河段水动力变化

水利水运工程学报 2020年第1期2020卷 51-58页

作者：钱明霞路川藤孙高霞丁伟朱方剑南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 河海大学江苏南京211000 台州市水利局浙江台州318000

1958—2010年,长江口南港河段河槽断面形态呈“U”型和“W”型交替变化。基于二维潮流数学模型,模拟了1958,1973,1997和2010年长江口地形条件下的水动力变化,进而分析了地形变化对潮波传递和潮流运动的影响。研究表明,南港河段水动力与... 详细信息

1958—2010年,长江口南港河段河槽断面形态呈“U”型和“W”型交替变化。基于二维潮流数学模型,模拟了1958,1973,1997和2010年长江口地形条件下的水动力变化,进而分析了地形变化对潮波传递和潮流运动的影响。研究表明,南港河段水动力与地形变化密切相关。自1958年以来,南港河段潮差逐渐减小,潮波变形逐渐加剧;潮流与瑞丰沙发展变化联系紧密;1997年,瑞丰沙范围最大时,南港流速平面上呈复式分布,长兴水道为涨潮占优,其他年份,落潮占优,南港主槽始终为落潮占优;南港落潮分流比自1958至1973年明显降低,1973年后趋于稳定,为50%左右,随地形变化较小。

关键词：长江口南港河床演变潮流