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基于黏弹-塑性模型的地下结构动力响应影响因素研究

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河南理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：翟亚飞宋志宇田志锋金俊超刘光昆水利部黄河流域水治理和水安全重点实验室(筹) 黄河勘测规划设计研究院有限公司大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室

目的在强震作用下，土体往往表现出较强的非线性动力特性，导致土中结构物损伤加剧。为探讨考虑分层土体非线性的地动输入方法及地下结构动力响应影响因素，方法在地震动输入方面，结合前人的研究成果，提出了能够合理模拟层状地基地... 详细信息

目的在强震作用下，土体往往表现出较强的非线性动力特性，导致土中结构物损伤加剧。为探讨考虑分层土体非线性的地动输入方法及地下结构动力响应影响因素，方法在地震动输入方面，结合前人的研究成果，提出了能够合理模拟层状地基地震动输入方法，实现了对土体各深度位置材料参数的迭代更新，能够反映实际土体参数的空间分布特征。在土体结构动力分析上，将土体等效线性模型嵌套至Mohr-coulomb模型，建立黏弹-塑性模型，给出了考虑土体非线性特性的分层土体-结构整体模型地震响应分析流程。以某工程为例，进行土体-结构非线性地震响应分析，研究埋深和土层参数对地下结构抗震性能的影响。结果结果表明：在静动荷载作用下，随着结构埋深增加，结构顶底相对位移差值逐渐减小。在相同的埋深工况下，与剪力响应相比，地震作用引起的动弯矩占比较大；保持地表加速度时程不变，结构内力响应随土层剪切模量的增大而逐渐减小。结论对于双层地下结构，地震作用引起的上层中柱剪力和弯矩响应较大，在结构抗震设计时应对此有所考虑。此外，在软土质环境下的地下结构设计中，应特别关注结构的动弯矩响应，并采取有效的加固措施。

关键词：层状地基地震动输入非线性地下结构埋深土层参数

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脆塑性迭代逼近算法的改进

浙江大学学报:工学版 2023年第9期57卷 1706-1717页

作者：金俊超景来红杨风威宋志宇尚朋阳黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹) 河南郑州450003 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

针对应力跌落计算中脆塑性迭代逼近算法存在的问题,在主应力空间,结合特征点变形和破坏特征,通过理论推导,系统分析偏应力等比例跌落方法、最小主应力不变跌落方法、塑性位势跌落方法及应力球量不变跌落方法的缺陷.考虑脆塑性变形和破... 详细信息

针对应力跌落计算中脆塑性迭代逼近算法存在的问题,在主应力空间,结合特征点变形和破坏特征,通过理论推导,系统分析偏应力等比例跌落方法、最小主应力不变跌落方法、塑性位势跌落方法及应力球量不变跌落方法的缺陷.考虑脆塑性变形和破坏过程中的泊松效应,提出改进的塑性位势跌落方法;推导应力跌落计算更新过程,编写UMAT子程序将该更新过程嵌入软件Abaqus,实现岩石弹塑性应变软化过程数值求解.采用所提改进方法替换原有的应力跌落计算方法,实现弹塑性应变软化过程的数值模拟.引入塑性强化算法,实现岩石弹塑性变形破坏全过程的数值计算,并进行多算例验证.对不同地质条件的Mine-by试验洞及某水电站引水隧洞辅助洞进行开挖模拟,结果表明所提改进方法能够合理模拟工程中围岩弹塑性变形破坏现象.

关键词：应变软化脆塑性应力跌落数值算法有限元

基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法研究

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工程力学 2023年

作者：金俊超景来红杨风威宋志宇张艳妹水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹) 黄河勘测规划设计研究院有限公司河海大学土木与交通学院

研究提出一种新的基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法。首先，从能否正确模拟塑性软化过程、是否考虑损伤引起弹模劣化以及数值实现难易程度，系统分析不同峰后软化段数值算法的不足。接着，将岩石变形破坏全过程分... 详细信息

研究提出一种新的基于Mohr-Coulomb准则的岩石弹塑性损伤模型应力更新算法。首先，从能否正确模拟塑性软化过程、是否考虑损伤引起弹模劣化以及数值实现难易程度，系统分析不同峰后软化段数值算法的不足。接着，将岩石变形破坏全过程分为峰前塑性强化、峰后塑性软化和残余阶段塑性流动三个部分，研究提出各部分的应力更新算法。其中，对于峰前塑性强化阶段，从主应力空间推导了隐式返回映射求解算法，包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤；对于峰后段，将塑性软化过程简化为一系列脆塑性跌落-塑性流动过程，采用改进塑性位势跌落方法描述脆塑性跌落过程，采用隐式积分算法描述理想塑性流动，同时考虑损伤修正，克服了应变软化的求解难题；对于残余阶段塑性流动，则可简化为弹性预测和塑性修正。基于FORTRAN语言编译用户子程序UMAT，对有限元软件ABAQUS进行二次开发，实现弹塑性损伤模型数值求解。三轴压缩循环加卸载试验结果和应变软化圆形隧洞开挖力学响应解析解均与模拟结果吻合良好，验证了本文数值算法的正确性。最后，应用于某大型地下洞室群围岩稳定性分析，为地下洞室群设计和施工提供指导。

关键词： Mohr-Coulomb准则弹塑性损伤应力跌落数值算法有限元

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基于微粒群算法的大坝材料参数反分析研究

岩土力学 2007年第5期28卷 991-994页

作者：宋志宇李俊杰大连理工大学土木水利学院大连116023

将微粒群算法应用于大坝参数反分析,同时分析了群体规模对算法的搜索效率和搜索质量的影响以及微粒群反分析算法的数值稳定性。对算例的分析结果表明,基于微粒群算法的大坝参数反分析方法简便易行,收敛精度高,且具有很好的抗噪音能力,... 详细信息

将微粒群算法应用于大坝参数反分析,同时分析了群体规模对算法的搜索效率和搜索质量的影响以及微粒群反分析算法的数值稳定性。对算例的分析结果表明,基于微粒群算法的大坝参数反分析方法简便易行,收敛精度高,且具有很好的抗噪音能力,是一种新的有效、可靠的参数反分析方法。

关键词：微粒群算法大坝参数反分析稳定性

混沌人工鱼群算法在重力坝材料参数反演中的应用

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岩土力学 2007年第10期28卷 2193-2196,2202页

作者：宋志宇李俊杰汪红宇黄河勘测规划设计有限公司郑州450003 大连理工大学土木水利学院大连116023

首先介绍了一种随机搜索优化方法—人工鱼群算法(AFSA),同时根据混沌(CHAOS)的遍历性和随机性等特点,将混沌系统和人工鱼群算法相结合形成了一种新的融合优化算法—混沌人工鱼群算法(CAFSA)。将混沌人工鱼群算法应用到混凝土大坝材料参... 详细信息

首先介绍了一种随机搜索优化方法—人工鱼群算法(AFSA),同时根据混沌(CHAOS)的遍历性和随机性等特点,将混沌系统和人工鱼群算法相结合形成了一种新的融合优化算法—混沌人工鱼群算法(CAFSA)。将混沌人工鱼群算法应用到混凝土大坝材料参数反演中。经算例分析表明,与人工鱼群算法相比较,混沌人工鱼群算法具有收敛快、效率高和结果精度高等优点。从而为解决类似的系统优化和参数识别问题提供了一种新的方法。

关键词：参数反演混沌人工鱼群算法重力坝

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转炉炼钢终点控制技术浅析

冶金经济与管理 2022年第4期 42-43页

作者：宋志宇安阳钢铁集团有限责任公司河南安阳455004

探索转炉炼钢终点控制技术的发展和应用,介绍了各类转炉炼钢终点控制技术,分析了转炉炼钢终点控制技术存在的问题,进而针对这些问题提出了转炉炼钢终点控制技术的改进策略。

关键词：转炉炼钢终点控制人工控制技术直吹增碳技术静态控制技术动态控制技术光学图像控制技术

急性Guillain-Barré综合征患者外周血单核细胞TNFα及IL-6的变化

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中华神经科杂志 1998年第2期31卷 76-78页

作者：卢宏方树友宋志宇河南医科大学第一附属医院神经内科

目的探讨肿瘤坏死因子α（ＴＮＦα）及白细胞介素６（ＩＬ６）在急性ＧｕｉｌａｉｎＢａｒé综合征（急性ＧＢＳ）免疫病理机制中的作用。方法采用体外细胞培养方法和免疫微量检测技术对急性ＧＢＳ患者外周血单核细胞经大肠杆菌内... 详细信息

目的探讨肿瘤坏死因子α（ＴＮＦα）及白细胞介素６（ＩＬ６）在急性ＧｕｉｌａｉｎＢａｒé综合征（急性ＧＢＳ）免疫病理机制中的作用。方法采用体外细胞培养方法和免疫微量检测技术对急性ＧＢＳ患者外周血单核细胞经大肠杆菌内毒素（ＬＰＳ）诱导后产生ＴＮＦα、ＩＬ６的能力进行研究。结果急性ＧＢＳ患者外周血单核细胞ＴＮＦα、ＩＬ６水平明显增高，与其他神经疾病组和正常对照组比较有显著差异，且与病情有关。结论急性ＧＢＳ患者血单核细胞处于活化状态，自身免疫功能异常，ＴＮＦα、ＩＬ６可能参与了急性ＧＢＳ的免疫病理过程，且与病情的轻重有密切关系。

关键词：单核细胞肿瘤坏死因子白细胞介素6 G-B综合征

重力坝弹性参数反演的灵敏度分析及一种新的反演算法

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四川大学学报（工程科学版） 2006年第4期38卷 34-38页

作者：宋志宇李俊杰大连理工大学土木水利学院辽宁大连116023

依据结构灵敏度分析理论,采用基于有限单元法的解析灵敏度分析方法,对影响重力坝材料参数反演质量的位移观测点位置进行了研究,得到了坝顶位移最适合于反演大坝弹性模量的结论。同时引入一种新的群集智能优化方法—人工鱼群算法(AFSA),... 详细信息

依据结构灵敏度分析理论,采用基于有限单元法的解析灵敏度分析方法,对影响重力坝材料参数反演质量的位移观测点位置进行了研究,得到了坝顶位移最适合于反演大坝弹性模量的结论。同时引入一种新的群集智能优化方法—人工鱼群算法(AFSA),根据大坝坝顶的增量位移进行混凝土大坝和坝基岩石材料参数的反演。算例分析表明:AFSA能够稳定快速地收敛到所求参数的全局最优值;同时加入不同水平的噪音对该算法的数值稳定性进行了研究,结果表明算法稳定性良好。

关键词：参数反演灵敏度分析人工鱼群算法数值稳定性大坝

长期地铁振动荷载下南水北调干渠累积沉降特性研究

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年第12期46卷 1685-1693页

作者：杜家庆任磊杨捷宋志宇张忠炎李永鑫郑州地铁集团有限公司河南郑州450000 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009

文章依托郑州地铁10号线下穿南水北调中线干渠工程,通过一系列动三轴试验探讨干渠附近软土层动力响应特性,基于动三轴试验及有限元分析确定Chai-Miura模型参数,研究长期地铁列车振动荷载周期作用下干渠的累积沉降规律。结果表明:郑州南... 详细信息

文章依托郑州地铁10号线下穿南水北调中线干渠工程,通过一系列动三轴试验探讨干渠附近软土层动力响应特性,基于动三轴试验及有限元分析确定Chai-Miura模型参数,研究长期地铁列车振动荷载周期作用下干渠的累积沉降规律。结果表明:郑州南水北调干渠附近软土层动应变发展趋势整体表现为“稳定型”;列车振动荷载作用初期,土体累积变形急剧增加,最大地表沉降发生在行车隧道正上方,而在长期列车振动荷载作用下,地表沉降基本趋于稳定;列车单、双线运行时的地表沉降分布规律类似,但沉降值存在差异,单线运行10^(7)次(约为100a),地表最大累积沉降量为3.95mm,双线运行10^(7)次后产生的累积变形量大约为5.07mm。

关键词：地铁下穿南水北调干渠数值模拟振动响应累积变形