混凝土大坝抗震安全评价的发展趋向

一大批世界级超高拱坝已经和即将在我国西南和西北强地震活动区进行建设。大坝在国民经济发展中占有重要地位,大坝的抗震安全评价将成为我国地震工程研究的一个重要方向。本文对大坝抗震安全评价的研究现状进行了扼要总结,特别对大坝抗震安全有关的若干重要技术问题进行了深入讨论。其中包括抗震设防标准与地震动输入模式;混凝土材料的率敏感特性及其对大坝地震响应的影响;坝-水库-地基动力相互作用效应;强震时拱坝横缝的非线性张合效应;混凝土大坝的非线性地震响应与损伤发展的模拟等。对现有分析模型和方法的有效性及其局限性进行了评述。最后,对该课题今后进一步研究的方向提出了建议。     

立体车库回转机构的齿轮啮合辐射噪声研究

针对立体车库中回转结构的啮合齿轮,通过三维有限元法和边界元法,对齿轮的动态啮合力和啮合辐射噪声进行了分析.对齿轮啮合采用弹性体和非线性接触,可较好的计算齿轮的啮合频率与动态啮合力,其啮合时的能量主要集中在啮合的基频上.通过改变齿轮的啮合间隙与齿轮形状,计算了齿轮啮合时的辐射噪声,可为齿轮的啮合噪声研究提供必要的理论依据...     

矩形双曲余弦型水深港池振荡的数值模拟

为了研究由涌浪引发的港口横向振荡,采用完全非线性Boussinesq数值模型FUNWAVE2.0模拟了双曲余弦型水深的矩形港池内(1,1)模态的横向振荡。研究表明,只有在港池底部设置微小横向坡度,才能成功地激发横向震荡;而在横向水深不变的情况下,无法激发明显的横向振荡。通过分析纵向坡度、横向坡度和入射波高对横向振荡的影响,了解了横向坡度的影响:当横向振荡幅值较小时,它与横向幅度保持线性关系;横向振荡的幅值较大时,它受到非线性强度的限制,增长缓慢。在纵向坡度较大,入射波高较小时,横向振荡的幅值经过一定时间的增长,能超过纵向振荡并主导港内的水体运动。所有横向振荡都是非线性作用的结果,而非单纯的由地形变化产生的绕射导致的。     

场地地震反应的特征线解与等效线性化解对比研究∗

研究了响蹚(Ⅱ类)、盐城(Ⅳ类)、CHBH06(Ⅲ类)3种不同类别的场地在地震动作用下特征线差分计算结果与等效线性化法计算结果的差异性.在响蹬场地(Ⅱ类)下,随输入地震动峰值增加,特征线法计算的峰值加速度逐渐增加,反应谱曲线规律性递增;等效法计算峰值加速度先减小后增加,反应谱曲线在较大输入时逐渐递增.在盐城场地(Ⅳ类)下,特征线法计算的峰值加速度均比等效法的计算值稍大,反应谱平台宽度较等效法反应谱平台宽度宽.在KIK-net的CHBH06场地(Ⅲ类)中,将两种方法的计算结果与实际记录对比,结果表明:特征线法时程的傅里叶谱频带宽度与实际记录接近,加速度反应谱与实际记录的加速度反应谱较等效法加速度反应谱接近.通过对比分析,以期促进特征线差分方法的应用.     

三维混凝土Cap模型在OpenSees中的实现

综述了由Hofstetter G和Simon J C提出的经典三维混凝土非光滑多屈服面塑性本构模型,即Cap模型,详述了此模型的算法和流程,并将此模型在通用非线性有限元软件OpenSees中编程实现。对Cap模型上每个作用区域使用最近点投影法计算得到其应力,并计算得到此模型的一致切线模量。将Cap模型应用于一个二维混凝土重力坝非线性动力响应分析,验证了此模型的稳定性和工程实用性。Cap模型的实现,将OpenSees功能拓展到三维混凝土结构的数值分析中,拓展了OpenSees的计算能力和分析功能,使其可用于混凝土重力坝等大型水利工程结构的非线性动力计算分析。     

基于灰色遗传神经网络法的矿井瓦斯涌出量预测

矿井瓦斯突出的发生是一个非线性系统在时空演化过程中的灾变行为,影响突出的各个基本因素与突出危险性之间存在复杂的非线性映射关系.对于处理这样的非线性时空演变问题,传统的数学方法是有局限性的.为了更好地预测矿井瓦斯涌出量,将灰色理论引入到预测精度高的遗传神经网络,使灰色理论和遗传神经网络有机结合起来,以神经网络理论为基础,利用遗传算法优化隐含层神经元个数和网络中的连接权值,并用其建立瓦斯涌出量的预测新模型.在实验室测试数据的基础上,建立遗传神经网络训练和检验样本集,并且将检验结果分别与标准BP神经网络的预测结果进行比较.     

基于模糊神经网络的煤层瓦斯含量预测研究

为提高未采区煤层瓦斯含量预测的准确性,在分析研究影响煤层瓦斯含量的主要地质因素的基础上,借助模糊数学作为表达与处理不精确数据、模糊信息的手段,以神经网络作为解决问题的途径,将模糊数学与神经网络有机结合,建立基于模糊神经网络的煤层瓦斯含量预测模型。研究结果表明:模糊神经网络模型不仅能够较好地解决模糊信息难于定量表达、学习样本难于确定等问题,而且能够较准确地提取出煤层瓦斯含量与其各个影响因素之间的非线性关系。通过实例运算验证,其预测精度较神经网络模型提高了4.84%～25.79%,应用于煤层瓦斯含量预测的效果更为理想,具有良好的应用前景,可以为实施科学的矿井瓦斯管理、预防各种瓦斯事故提供理论依据。     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

逆断层作用下大口径薄璧管道安全性分析

针对逆断层错动易导致大口径薄壁埋地管道受压发生屈曲失效的问题,基于土弹簧壳耦合模型,考虑管土材料非线性及几何非线性,分析逆断层错动作用下大口径薄壁管道的力学响应,结合大口径薄壁管道的结构特点,研究了断层位错量变化时管道截面椭圆化变形与应变分布规律.研究表明,断层位错量较大时,大口径薄壁管很快进入非线性状态;在断层错动作用下,管道不仅会产生弯曲变形,而且截面会产生椭圆化变形;大口径薄壁管抵抗逆断层压缩载荷的能力较弱,设计中应尽量避免让管道受压.研究所得结论可用于大口径薄壁管道抗灾设计与防治措施制定.     

生态系统服务时空演化的非线性影响因子——以钱塘江流域为例

为深入探究不同尺度、不同类别影响因素对不同类型生态系统服务的影响程度和复杂关系,本文测定了钱塘江流域7项生态系统服务的时空变化,并通过随机森林模型识别了各单项生态系统服务不同尺度自然环境因素和社会经济因素的影响程度和相对重要性,并评估了主导影响因素的边际效应.结果表明：2010~2017年,各单项生态系统服务在时空变化上具有明显的空间分异特征;不同类型生态系统服务受不同尺度自然环境因素和社会经济因素的共同影响,但其影响程度存在明显差异,格网尺度、自然环境因素的影响相对较大,建设用地、耕地及与其直接相关的社会经济因素的变化改变和塑造着生态系统服务的演化过程;主导影响因素与各单项生态系统服务之间存在复杂的非线性关系,各影响因素指标的变化对各年份生态系统服务具有非平稳的影响,如建设用地增加初期对多项生态系统服务的影响更为复杂和剧烈.