基于非线性渗流模型采空区漏风流场数值模拟

针对采空区非线性渗流模型中颗粒平均粒径的取值问题,利用专业的流体力学软件fluent对刘庄矿151305工作面采空区不同颗粒粒径下的漏风流场进行了模拟,以此确定合适的平均粒径,并利用该采空区颗粒平均粒径对工作面供风量及采空区漏风的影响进行了模拟与分析。结果表明,采空区内平均粒径的取值对工作面风量分布影响较大,瓦斯抽采负压也相差一个数量级;通过与实测工作面风量及实际的瓦斯抽采负压作对比,当采空区颗粒平均粒径取0.1 m时,模拟结果与现场实际最为吻合;工作面供风量越大,采空区的漏风量也越大,两者为二次函数关系。该研究方法为工作面采空区漏风流场数值模拟提供了理论指导。     

高速公路建设期突发事件路网协同救援模型研究

针对我国高速公路建设突发事件应急救援管理的现状,基于协同思想并结合应急管理技术,提出"点-层"辐射的多级响应、逐级控制应急救援模式;以应急物资准备时间、应急救援响应延误时间和应急救援行程时间3个子目标最小为目标函数,建立了高速公路建设突发事件协同应急救援模型;应用格林希尔茨公式动态求解路网中各路段权值参数,得出"节点-节点"路径权值矩阵,并结合Dijkstra算法求解时间最短救援路径,以求得各子目标函数的最优解,并最终确定最优应急救援方案。将该研究成果应用于某高速公路特大桥项目施工突发事件应急救援中,得出其最短救援时间为16.25 min,比原应急预案标准提出的30 min救援时间节省约14 min,表明该研究成果有一定可行性和有效性。     

AGA法及其在非线性数学模型参数估计中的应用

介绍了在基因算法基础上改进的加速基因算法，并通过环境非线性数学模型参数估计实例对该法与参数估计的方法进行了比较。初步结果表明，ＡＧＡ法直观，简便，拟合精度高，易为广大环境工程技术人员理解和使用。     

投资型环境规制对绿色全要素生产率的非线性影响北大核心CSCDCSSCI

作为助推生态文明建设的有力手段,环境规制对绿色全要素生产率的影响研究日益成为热点。文章通过引入空间溢出和门槛非线性效应,研究以政府治污为主导的投资型环境规制对绿色全要素生产率的非线性时空影响。首先从空间溢出和非线性门槛视角揭示了投资型环境规制影响绿色全要素生产率的理论机制,并考察了非线性影响关系的特征事实;其次立足绿色低碳转型目标,基于纳入碳排放、PM2.5等非期望产出的SBM模型,测算2001—2019年中国省级层面绿色全要素生产率,并从纯效率、技术进步和规模效率角度分解三者贡献;而后基于空间计量模型,选取Queen邻接权重矩阵和地理距离权重矩阵分析投资型环境规制对绿色全要素生产率的非线性时空影响;最后采用多重门槛模型检验在不同单位GDP能耗条件下,投资型环境规制对绿色全要素生产率的影响机制。研究结果表明:(1)与2001—2011年相比,2012—2019年全国省级层面的绿色全要素生产率增幅较大,且技术进步是绿色全要素生产率增长的主导动力,而绿色全要素生产率的区域差距总体上呈缩小趋势;(2)考虑空间效应后,投资型环境规制与绿色全要素生产率存在倒“U”型关系,且其影响强度具有时空异质性,倒“U”型影响在2001—2011年期间、中西部地区更为突出;(3)从空间溢出视角看,全国省级层面绿色全要素生产率具有显著空间相关特征,且投资型环境规制对绿色全要素生产率具有显著正向空间溢出效应,不同时期、不同区域的空间溢出效应具有异质性;(4)投资型环境规制对绿色全要素生产率的影响具有非线性门槛效应,当单位GDP能耗低于一定门槛条件后,弱化投资型环境规制才能促进绿色全要素生产率提高。最后,文章从综合利用环境规制工具、构建区域协同高效的环境规制政策、探索跨区生态补偿机制、强化绿色技术转型以及优化产业结构等方面提出政策建议。     

考虑土-结构相互作用的大跨度斜拉桥非线性地震反应分析

运用大型有限元通用软件ANSYS/LS-DYNA及其并行运算功能,进行了考虑土-结构相互作用的大跨度斜拉桥地震反应分析。考虑混凝土、土介质和悬索材料的非线性与考虑材料线弹性的计算结果比较表明,考虑材料非线性情况时,由于进入塑性阶段后的能量耗散,内力比考虑线性情况时小;而进入塑性阶段后,结构刚度变小,运动量要比考虑线性情况时大。     

土-桩-框架结构非线性相互作用的精细数值模型及其验证

利用有限元软件ABAQUS,建立了土-桩-框架结构非线性相互作用(SSI)的二维精细有限元模型,分别采用记忆型粘塑性嵌套面模型和损伤塑性模型模拟土体和混凝土材料,采用梁单元和rebar单元模拟RC桩基及其内部纵筋,采用接触面对法模拟桩土接触效应,取得了良好的计算效果。将自由场、框架、土-桩-框架结构模型的分析结果和其它成熟的计算软件进行对比,验证了数值模型的有效性。分析发现:桩基外侧靠近承台处的土体的非线性反应很强烈,而桩基内部土体的非线性反应较小,很大程度上只是跟随群桩一起运动。由于桩土动力接触,桩顶的加速度反应可能超出上部结构,并且桩顶的加速度时程曲线上有非常明显的"针"状突变。随着地震动强度的增加,上部框架逐渐表现出单自由度体系的动力特征,加速度反应谱有从多个波峰退化为单一波峰的趋势。     

地震动入射角度对地下结构地震响应的影响

考虑土-结构接触面效应和场地初始静应力影响,基于大型商用有限元软件ANSYS和粘弹性人工边界条件,采用动力松弛法的分析思路,建立了一种地震动斜入射条件下地下结构的接触非线性动力反应分析模型和方法,并讨论了地震动入射角度对地下结构动力反应的影响。结果表明:地震波斜入射使得结构的整体反应发生明显变化;随着入射角度的增加,节点的水平向应力反应明显增大,竖向应力峰值较小,增大程度也相对较小;节点的位移峰值随输入加速度峰值的增大也有一定的变化。因此,在分析近源地震作用下的地下结构动力响应时,需要考虑地震动的非一致输入问题。     

大跨度斜拉桥抗震性能分析与减震控制研究

本文以香溪河大桥为工程背景,利用大型有限元软件ANSYS建立该斜拉桥的有限元模型,进行地震作用下的动力非线性时程分析,并以COMBIN37单元模拟非线性粘滞阻尼器,研究了粘滞阻尼器参数对桥梁抗震性能的影响规律,并确定了合理的阻尼器参数取值。并对未设置与设置粘滞阻尼器的桥梁结构地震响应进行数值分析与比较,分析结果表明:合理设置粘滞阻尼器,可以有效降低桥梁结构关键部位在地震作用下的位移响应,并对结构内力也有一定的降低。本文研究结果为大跨度斜拉桥振动控制分析及工程应用具有重要的指导意义。     

泉州盆地地震效应特征的一维等效线性和二维非线性分析的比较

采用等效线性动粘弹性模型描述土的动力非线性特性,基于一维等效线性波传法,对泉州盆地地震效应进行了分析;同时,采用修正Martin-Seed-Davidenkov动粘弹塑性模型描述土的动力非线性特性,对泉州盆地非线性地震效应进行了大尺度二维精细化有限元分析,研究了地形地貌和土层横向不均匀性对地震效应的影响。将两种分析结果进行对比,结果表明:①随着基岩输入地震动强度增大,地表峰值加速度PGA放大效应总体呈现减小趋势,中震与小震、大震与小震的地表PGA放大系数之比依次为0.83~0.99、0.72~0.97;②该盆地Ⅲ类场地处,基岩、地表起伏不大,且土层横向分布较均匀,两种方法计算得到的地震效应特征类似;基岩或地表起伏剧烈、土层横向分布明显不均匀的Ⅱ类场地上,二维非线性分析给出的地表PGA放大系数明显大于一维等效线性结果,两种方法得到的地表加速度反应谱及PGA随土层深度的变化特征存在显著差异,二维非线性分析给出的地表加速度反应谱大多呈现双峰甚至多峰现象,且PGA在土层特定深度处存在聚集效应,使PGA随土层深度的变化呈现非单调性。     

指数型刚度非线性隔震系统的隔震性能分析

目前应用的隔震系统往往处于非线性工作状态,隔震设计仍基本停留在线性隔震理论的基础上,使隔震系统的设计存在诸多缺陷,因此加强对非线性隔震理论的研究十分重要。用指数型刚度表示的隔震系统在非线性隔震系统中有较强的代表性,只要改变指数参数的正负号就可以简单地反映出隔震材料或隔震元件的硬特性或软特性。通过对隔震系统建立的数学模型在核爆近区和远区的地冲击加速度作用下的隔震性能进行数值计算分析,证明隔震系统刚度特性对隔震性能有很大影响,该分析方法对隔震材料的选择和系统的设计有重要的参考价值。