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相场断裂模型分步算法在ABAQUS中的实现

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岩石力学与工程学报 2016年第5期35卷 1019-1030页

作者：刘国威李庆斌左正清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国电能成套设备有限公司北京100080

首次基于ABAQUS平台实现相场断裂模型的分步算法,利用UMAT/VUMAT子程序接口对非线性平衡方程进行隐式/显式求解,提出位移场和相场的分步求解算法。准静态加载下的I和II型裂缝扩展问题、冲击荷载作用下的I型动态裂缝分叉和II型动态裂缝... 详细信息

首次基于ABAQUS平台实现相场断裂模型的分步算法,利用UMAT/VUMAT子程序接口对非线性平衡方程进行隐式/显式求解,提出位移场和相场的分步求解算法。准静态加载下的I和II型裂缝扩展问题、冲击荷载作用下的I型动态裂缝分叉和II型动态裂缝扩展问题,计算所得结果与已有文献和试验成果基本一致,说明了方法的可靠性;同时,对岩石力学领域中的双平行翼型裂缝相交和动态裂缝三维曲面扩展等问题,也利用该方法进行模拟。计算实例表明,结构储存的较高弹性应变能是脆性材料动态裂缝分叉的主要原因,而相场断裂模型是一种能够计算包括裂缝起裂、相交、分叉和三维曲面扩展的有效断裂计算方法,借助通用有限元平台可以方便地实现其分步算法。

关键词：岩石力学 ABAQUS UMAT/VUMAT 相场模型分步算法裂缝分叉

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大体积混凝土真实温度场演化规律试验

清华大学学报（自然科学版） 2015年第1期55卷 27-32页

作者：林鹏胡杭郑东李庆斌清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

旨在揭示大体积混凝土通水冷却温度场演化规律,为混凝土坝温控防裂优化设计提供依据,该文通过开展现场通水冷却试验,分析实时监测的混凝土真实温度和通水进出口温度变化数据,研究真实温度场分布特征、演化规律及其影响因素。研究结果显... 详细信息

旨在揭示大体积混凝土通水冷却温度场演化规律,为混凝土坝温控防裂优化设计提供依据,该文通过开展现场通水冷却试验,分析实时监测的混凝土真实温度和通水进出口温度变化数据,研究真实温度场分布特征、演化规律及其影响因素。研究结果显示:真实温度场由非均匀性分布向均匀性分布的演化过程,混凝土早期降温特性可以概括为热量积累、热量释放和热量转移这3个特征阶段。结合大坝温度开裂实例,从温度场演化分析了沿坝轴线开裂机制。研究结果对特高拱坝施工期混凝土温控防裂具有参考意义。

关键词：水利工程大体积混凝土温度场演化开裂控制

建筑结构鲁棒H_∞控制与作动器优化配置一体化

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清华大学学报（自然科学版） 2006年第12期46卷 1965-1968页

作者：孙万泉李庆斌清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为解决建筑结构在地震或风荷载等作用下的振动控制问题,得出了状态反馈下的最优鲁棒H∞控制器。对于系统参数和输入特性都不确知的建筑结构,从鲁棒H∞控制理论出发,求解线性矩阵不等式。以鲁棒H∞范数的极小值γm in为准则,优化了作动... 详细信息

为解决建筑结构在地震或风荷载等作用下的振动控制问题,得出了状态反馈下的最优鲁棒H∞控制器。对于系统参数和输入特性都不确知的建筑结构,从鲁棒H∞控制理论出发,求解线性矩阵不等式。以鲁棒H∞范数的极小值γm in为准则,优化了作动器的数目和位置。该控制器的设计和作动器的优化配置同时考虑了两者的相互影响,对其进行了一体化设计。通过对一个多层剪切型建筑结构进行仿真计算,验证了该方法的有效性和其简单易行、鲁棒性强等特性。

关键词：建筑结构振动控制作动器鲁棒H∞控制优化配置线性矩阵不等式

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基于应力与变形的混凝土破坏准则

水力发电学报 2018年第12期37卷 1-10页

作者：朱贺胡昱李庆斌清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

混凝土破坏准则是混凝土材料和结构安全评价的重要判别手段。大坝混凝土承受长期复杂历时荷载作用,传统的最大应力、最大应变及能量准则针对徐变、疲劳、温度应力等复杂历时荷载的破坏判别具有局限性;为此需要建立一套适用评判复杂历时... 详细信息

混凝土破坏准则是混凝土材料和结构安全评价的重要判别手段。大坝混凝土承受长期复杂历时荷载作用,传统的最大应力、最大应变及能量准则针对徐变、疲劳、温度应力等复杂历时荷载的破坏判别具有局限性;为此需要建立一套适用评判复杂历时荷载作用的混凝土破坏准则。本文以能量原理为假设前提,推导了基于应力与变形的混凝土破坏判别准则,所建立准则具有胡克定律的一般表达形式。设计了混凝土、砂浆试件在不同试验龄期、不同试件尺寸、不同加载水平下的徐变破坏试验,对所建立准则进行了试验验证。结果表明,应力与变形准则针对历时加载,具有表达形式更简单、物理概念明确、利于推广应用等优点。

关键词：结构混凝土破坏准则徐变破坏应力变形能量

基于GIS和USLE的卧龙地区小流域土壤侵蚀预报

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清华大学学报（自然科学版） 2006年第9期46卷 1526-1529页

作者：杨娟葛剑平李庆斌清华大学水利水电工程系北京100084 北京师范大学生命科学学院北京100875

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流... 详细信息

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流域土壤侵蚀进行模拟。结果表明,基于流域产流产沙的土壤侵蚀预报效果较好,渔子溪年均侵蚀模数为55.2t/(km2·a),寿溪年均侵蚀模数为568.4t/(km2·a),但两流域土壤侵蚀格局存在一定的差异。不同土壤侵蚀系统分布格局及土地利用单元上土壤侵蚀强度的差异是造成两流域土壤侵蚀预报结果差异的重要原因。

关键词：土壤侵蚀 USLE模型地理信息系统土地利用

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含水管混凝土温度场分析方法进展

水力发电学报 2018年第7期37卷 74-90页

作者：左正胡昱李庆斌清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国电能成套设备有限公司北京100080

温度场关乎着大体积混凝土工程施工期的安全与健康,埋设冷却水管作为最常见的温度控制措施,对含水管混凝土温度分析方法的研究有重要的科学意义与实际应用价值,其实质是小口径管内循环流体与固体间的传热分析问题。文章阐述了关于大体... 详细信息

温度场关乎着大体积混凝土工程施工期的安全与健康,埋设冷却水管作为最常见的温度控制措施,对含水管混凝土温度分析方法的研究有重要的科学意义与实际应用价值,其实质是小口径管内循环流体与固体间的传热分析问题。文章阐述了关于大体积混凝土埋设冷却水管的温度场分析方法的研究现状、进展和未来发展方向。首先,对含水管混凝土传热问题进行了描述。然后,介绍了数学求解方法、伪三维化方法、常规有限单元方法、改进有限单元法等含水管混凝土温度场分析方法,并讨论了各分析方法的优缺点。最后,从学科发展与实际应用的角度展望含水管混凝土温度场分析方法的未来发展方向。

关键词：水利工程大体积混凝土计算力学温度场冷却水管

基于实际通水监测的大体积混凝土数字温度监测

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清华大学学报（自然科学版） 2015年第1期55卷 21-26页

作者：左正胡昱李庆斌李炳锋黄涛清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 中国长江三峡集团公司北京100038 深圳蓄能发电有限公司深圳518115

大体积混凝土施工期的温度状态是重要的评价指标,对其的获知传统上依赖于埋设内部温度计,但存在耗费资源、施工干扰、仪器失效等问题。该文提出一种数字监测方法,通过布置一定的通水仪器,利用能量守恒定律计算混凝土的温度状态,规避了... 详细信息

大体积混凝土施工期的温度状态是重要的评价指标,对其的获知传统上依赖于埋设内部温度计,但存在耗费资源、施工干扰、仪器失效等问题。该文提出一种数字监测方法,通过布置一定的通水仪器,利用能量守恒定律计算混凝土的温度状态,规避了传统算法中对参数选取的复杂性。对相关的计算原理进行了推导,并给出了仪器布置及监测的方法。在溪洛渡拱坝工程中分别针对单仓及全坝段进行了数字监测试验,数字监测结果与原型监测结果一致,验证了所提方法的可行性与正确性。

关键词：水工结构数字监测温度场冷却通水

PCCP受载响应分析中三种预应力施加方法的比较研究

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水力发电学报 2010年第6期29卷 178-186页

作者：熊欢李鹏辉李庆斌王东黎清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 北京市水利规划设计研究院北京100044

本文重点开展PCCP受载响应分析中三种预应力模拟施加方法的比较研究。将等效荷载法、等效降温法和缠丝模型这三种PCCP的预应力模拟施加方法应用于南水北调中线4m内径的埋置式PCCP,模拟施加其预应力场,并对其进行受载响应的数值模拟分析... 详细信息

本文重点开展PCCP受载响应分析中三种预应力模拟施加方法的比较研究。将等效荷载法、等效降温法和缠丝模型这三种PCCP的预应力模拟施加方法应用于南水北调中线4m内径的埋置式PCCP,模拟施加其预应力场,并对其进行受载响应的数值模拟分析,还对该PCCP进行了原型压力试验,并将试验结果与计算结果进行综合对比分析。结果表明,计算结果与试验吻合较好,均能反映PCCP的受载响应规律;但等效荷载法不能考虑钢丝的刚度贡献和承载作用,给出的PCCP的起裂荷载和爆管荷载偏低;等效降温法不能反映钢丝的实际应力应变状态;缠丝模型不仅能考虑钢丝刚度贡献和承载作用,反映钢丝的实际应力应变状态,还能描述钢丝与其余部件的相互作用,具有更好的适用性。说明今后更适合以缠丝模型作为PCCP数值模拟分析的基础,进一步对PCCP的断丝响应以及结构安全性进行深入研究。

关键词：水工结构缠丝模型原型试验 PCCP 受载响应

CSF S100B in patients treated by endovascular coiling or surgical clipping after aneurysmal subarachnoid hemorrhage and its correlation to cerebral vasospasm

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Chinese Neurosurgical Journal 2017年第4期3卷 192-197页

作者： Ruiyan li Jianlong li qingbin li Qinghua Yuan Minghui Chen Yan Feng Yongli li Xiaoyan Lu Zhongfei Hao Mingli liu Jinquan Cai Chuanlu Jiang Department of Neurosurgery the 2nd Affiliated Hospital of Harbin Medical University (HMU) Harbin 150086 China Department of Neurosurgery the 2nd Affiliated Hospital of Harbin Medical University (HMU) Harbin 150086 ChinaChinese Glioma Cooperative Group (CGCG) Beijing 100050 ChinaArthroplasty Center of Nanfang Hospital Southern Medical UniversityGuangzhou 510515 China Department of Neurology the 2nd Affiliated Hospital of HMU Harbin 150086 China Department of Neurosurgery the 2nd Affiliated Hospital of Harbin Medical University (HMU) Harbin 150086 ChinaNeuroscience InstituteAcademy of Medical Sciences in Heilongjiang Harbin 150086 ChinaChinese Glioma Cooperative Group (CGCG) Beijing 100050 China

Background: Aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) is an acute neurosurgical emergency with a significant fatality rate. In addition to acute brain injury, a considerable part of patients suffering from aSAH develops secondary brain damage such as cerebral vasospasm (CVS). CVS exacerbates the mortality. Therefore, it is urgently needed to find a biomarker, which could predict secondary brain and lead to operation by physicians more promptly. S100B, produced and released by astrocytes, has proven to be an important biomarker for brain ***: In this present study, 51 patients with aSAH were included. Five CSF samples from each patient were obtained via lumbar puncture and were detected using electrochemiluminescence immunoassay (ECliA).Results: It indicated that S100B had a higher concentration in CSF of patients treated by surgical clipping after aSAH than that treated with endovascular coiling. In addition, the mean CSF S100B level in patients without CVS was much lower compared with patients with CVS. And, the expression of S100B increased along with the Fisher Grade at the same day after aSAH attacked and decreased as time went on. Moreover, the CSF S100B level of different time points and the mean CSF S100B level can predict the risk of ***: These data suggest that CSF S100B can be served as a predictor of CVS, which triggers an immediate management by clinicians to prevent secondary exacerbation.

关键词： Aneurysmal subarachnoid hemorrhage S100B Surgical clipping Endovascular coiling Cerebral vasospasm