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颗粒土中剪切带临界状态数学描述及其完全解

应用数学和力学 2024年第3期45卷 287-294页

作者：黄文雄崔贤河海大学力学与材料学院南京210098

为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微... 详细信息

为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微分方程.该文展示了上述非线性微分方程的简要推导,重点讨论了该非线性微分方程的主要性质、主要参数变化范围和求解途径;通过对剪切带进一步的力学分析补充建立了一个能量方程,使问题具有确定解.在此基础上,应用数值积分求出了剪切带厚度因子和剪切内应力、变形率分布及剪切速度分布的完全解.其中剪切带厚度因子对于微极亚塑性模型细观参数的确定具有重要作用.

关键词：剪切带微极亚塑性模型临界状态非线性常微分方程完全解

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基于有限元软件对双曲拱桥承载力的评价

广东建材 2024年第7期40卷 46-49页

作者：冯旭东黄文雄李屹冉长江大学城市建设学院

双曲拱桥,是我国上个世纪60年代至70年代兴起的,是一种由我国设计师设计的桥梁。本文以荆州市太湖港某桥为背景,由于该桥成桥时间较早,并且缺乏日常的维护工作,因此需要对该桥进行检测维护。基于现场桥梁采集的相关数据,结合桥梁博士对... 详细信息

双曲拱桥,是我国上个世纪60年代至70年代兴起的,是一种由我国设计师设计的桥梁。本文以荆州市太湖港某桥为背景,由于该桥成桥时间较早,并且缺乏日常的维护工作,因此需要对该桥进行检测维护。基于现场桥梁采集的相关数据,结合桥梁博士对桥梁承载力的评估,得出有限元模拟结果。结果显示在1.0汽车荷载条件下,该桥的最大、最小弯矩对应的抗力无法满足日常运行需求;但在0.7汽车荷载条件下该桥最大弯矩对应的抗力以及最小弯矩对应的抗力满足相关规范要求,并且挠度验算也满足规范要求。因此满足日常运营要求。由上述结果得出,应对该桥进行混凝土加固,同时限制往来车辆重量。为相应工程养护维修方案的选定与决策提供依据与参考。

关键词：桥梁检测双曲拱桥有限元计算承载能力评估

基于公路BIM技术的道桥专业课程体系建设与实践

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科教导刊（电子版） 2024年第10期 73-75,216页

作者：佘艳华王德玲张继承肖桃李黄文雄长江大学城市建设学院湖北荆州 434023

BIM技术在重大交通基础设施项目规划、设计、建设、施工、运营、检测维护管理全生命周期的应用越来越重要,被各级部门大力推广.为适应交通建设行业发展,实现道桥专业高级应用型工程技术人才的培养目标,需要在传统课程中融入现代信息技术... 详细信息

BIM技术在重大交通基础设施项目规划、设计、建设、施工、运营、检测维护管理全生命周期的应用越来越重要,被各级部门大力推广.为适应交通建设行业发展,实现道桥专业高级应用型工程技术人才的培养目标,需要在传统课程中融入现代信息技术.基于公路BIM技术,将道桥专业的专业理论课和实践课的课程内容进行深度分解.在各课程中深入融合BIM教学理念,开展课程体系建设与教学模式改革,构建层次递进的课程教学平台,满足数字化公路建设的道路BIM人才培养需求.

关键词：道桥专业 BIM技术课程体系

来源：博看期刊评论

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博看期刊

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带纵横裂缝的既有实腹式拱桥承载能力验算

建筑安全 2024年第1期39卷 69-71页

作者：李屹冉黄文雄冯旭东夏舒宇唐文豪黄湛栋长江大学城市建设学院湖北荆州434023

既有桥梁在使用过程中受各种因素影响,会产生各种病害,特别是其自身结构性裂缝会对桥梁结构承载能力产生很大影响。依托湖北荆州某钢筋混凝土实腹式拱桥专项检测数据,考虑纵横向结构性裂缝对桥梁主体结构承载力的影响,利用桥梁博士软件... 详细信息

既有桥梁在使用过程中受各种因素影响,会产生各种病害,特别是其自身结构性裂缝会对桥梁结构承载能力产生很大影响。依托湖北荆州某钢筋混凝土实腹式拱桥专项检测数据,考虑纵横向结构性裂缝对桥梁主体结构承载力的影响,利用桥梁博士软件进行建模分析,验算其承载能力。计算结果显示,在纵横向结构性裂缝的影响下,该桥仍能满足城市B级车辆及人群荷载作用下的使用要求。

关键词：既有桥梁结构裂缝承载能力评估数值模拟

考虑密实度和应力水平效应的粗粒土定量化本构模拟

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岩土工程学报 2010年第5期32卷 798-804页

作者：黄文雄河海大学工程力学系江苏南京210098

亚塑性理论是一个相对较新的本构理论框架,适合于模拟土体等具有强烈非线性特性的颗粒材料。针对Gudehus和Bauer建立的一个亚塑性模型,建议了一个修正模型。原始模型虽能定性地反映粗粒土的剪胀性和应变软化特性随土体初始密实度和应力... 详细信息

亚塑性理论是一个相对较新的本构理论框架,适合于模拟土体等具有强烈非线性特性的颗粒材料。针对Gudehus和Bauer建立的一个亚塑性模型,建议了一个修正模型。原始模型虽能定性地反映粗粒土的剪胀性和应变软化特性随土体初始密实度和应力水平变化的规律,但模型对粗粒土应力–应变关系的定量预测还不能达到令人满意的程度。在Gudehus-Bauer模型基础上,通过在本构方程中增加一个随剪应力水平变化的因子来修正张量函数的结构,增强了模型描述各种应力路径的能力。修正模型还采用了应力变换的方法来改善对粗粒土在三维应力条件下力学响应的模拟质量。论文中给出的数值结果表明,修正后的模型不仅能定性地反映粗粒土的力学响应,还能在很宽广的密实度和应力范围内得到和实验数据相一致的定量预测。

关键词：粗粒土密实度应力水平定量模拟亚塑性

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基于应力响应包络的土体典型本构模型比较

岩土工程学报 2012年第3期34卷 508-515页

作者：黄文雄沈建河海大学力学与材料学院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098

应力响应包络是本构模型切线刚度的一种几何表达,也是研究本构模型定性特征的有效工具。针对亚弹性、弹塑性及亚塑性等3种类型的土体本构模型,分别以邓肯模型、剑桥模型和Gudehus-Bauer模型为例,讨论了相应的应力响应包络形态,并比较了... 详细信息

应力响应包络是本构模型切线刚度的一种几何表达,也是研究本构模型定性特征的有效工具。针对亚弹性、弹塑性及亚塑性等3种类型的土体本构模型,分别以邓肯模型、剑桥模型和Gudehus-Bauer模型为例,讨论了相应的应力响应包络形态,并比较了3类模型各自的特点。并且,通过分析不同模型的应力响应包络及其在主应力空间中的变化规律,说明了亚弹性模型用于模拟土体的加、卸载存在着本质缺陷;弹塑性模型在屈服面附近的中性变载和卸载响应存在一定的问题;亚塑性模型描述的土体切线模量随应变增量方向连续变化的特征比较合理,但简单亚塑性模型难以准确模拟土体不排水剪切应力路径。

关键词：本构模型应力响应包络亚弹性弹塑性亚塑性

玻璃球宏细观冲击特性的SHPB试验和耦合数值模拟研究

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工程力学 2023年第6期40卷 245-256页

作者：吕亚茹吴琳王媛张冬冬黄文雄苏宇宸河海大学力学与材料学院江苏南京211100 河海大学水利水电学院江苏南京210098 陆军工程大学野战工程学院江苏南京210007

为研究玻璃球的宏细观冲击特性,该文开展了不同相对密实度玻璃球的一维霍普金森杆(SHPB)冲击试验和离散元-有限差分法耦合数值模拟研究。结果表明:一维冲击荷载下玻璃球经历初始弹性、屈服、颗粒间互锁硬化和颗粒破碎硬化四个阶段。基... 详细信息

为研究玻璃球的宏细观冲击特性,该文开展了不同相对密实度玻璃球的一维霍普金森杆(SHPB)冲击试验和离散元-有限差分法耦合数值模拟研究。结果表明:一维冲击荷载下玻璃球经历初始弹性、屈服、颗粒间互锁硬化和颗粒破碎硬化四个阶段。基于耦合数值模拟发现,颗粒平均配位数随着冲击荷载时程不断增加,但增加的速率逐渐下降,其原因是配位数变化取决于孔隙压缩和以旋转为主的颗粒重排,随着试样压缩变形的发展,孔隙压缩和颗粒重排需要克服更大的颗粒间互锁效应,因此逐渐变缓。而试样孔隙率在弹性阶段基本不变,在屈服阶段和互锁硬化阶段近似线性下降,其原因是孔隙率变化受控于颗粒整体移动,弹性阶段颗粒整体移动尚未发展,屈服之后颗粒整体移动产生的孔隙压缩随荷载时程呈线性发展。冲击荷载下,颗粒位移以整体移动为主,相对位移为辅,因此,颗粒位移对试样的初始密实度不敏感。颗粒旋转需要克服周围颗粒的互锁效应,互锁效应取决于试样级配和颗粒粒径,对密实度较敏感。

关键词：冲击特性玻璃球霍普金森杆(SHPB)冲击试验离散元-有限元耦合数值模拟相对密实度平均配位数

220kV GIL复杂壳体结构振动传播特性分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第2期49卷 125-134页

作者：杜志叶郝兆扬郝乾肖湃王永君黄文雄武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 武汉朗德电气有限公司湖北武汉430205 湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068

长距离城市气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)包含大量的伸缩节及气隔单元等复杂壳体结构,会使沿GIL壳体传播的振动信号产生相应的时延,进而影响基于时差法的振动故障定位在线监测系统的定位精度.为明晰GI... 详细信息

长距离城市气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)包含大量的伸缩节及气隔单元等复杂壳体结构,会使沿GIL壳体传播的振动信号产生相应的时延,进而影响基于时差法的振动故障定位在线监测系统的定位精度.为明晰GIL复杂壳体结构对振动信号传播过程产生的影响,为后续GIL击穿故障定位方法的改进提供依据,本文从理论上分析了振动信号在流体、固体场中的传播方程以及两场间的耦合关系,提出了振动信号在GIL内传播过程的声-结构耦合有限元数值模拟方法,研究了不同激励方式下振动信号在GIL壳体中的传播特性,并在南通220kV GIL现场开展GIL管壁振动传播特性试验,获得了振动信号经过220kV GIL伸缩节单元、气隔单元、弯管单元以及支架单元等结构的典型波速与时延情况,同时建立与试验工况一致的有限元仿真模型,验证了文中所提出的GIL内振动信号传播过程数值模拟方法的可行性与有效性.研究结果表明:对于振动故障定位在线监测系统所监测的横波振动信号,220kV GIL各复杂壳体结构会使其产生0.1~1.1 ms不等的时延.

关键词： 220 kV GIL 有限元故障定位传播特性时延

信息化背景下小学数学教学中希沃白板的利用研究

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信息化背景下小学数学教学中希沃白板的利用研究