国家自然科学基金(51368038)
- 作品数：20 被引量：66H指数：5
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- 结构性黄土劈裂注浆力学机理分析被引量：11
- 2019年
- 为了在塑性力学与大变形理论基础上分析黄土地区劈裂注浆力学机理,将注浆初始阶段视为无限土体中的圆孔扩张问题,将孔周围的土体应力分布分为3个区域:弹性区、塑性区及破坏区。结合结构性黄土修正剑桥模型,在弹性区采用小变形理论,在塑性区、破坏区采用大变形理论。根据应力平衡方程、应力应变连续边界条件,推导了考虑排水和大变形时塑性区、破坏区半径及竖向、水平劈裂注浆压力的理论解答,最后结合工程算例进行论证。结果表明:该解答综合考虑了黄土的结构性参数、压缩模量、泊松比、内摩擦角、塑性破坏参数、剪胀系数、扩孔形式k及屈服准则等因素;同时,还分析了浆泡周围土体的应力应变分布解及在参数影响下的递变规律;经对比分析发现,该文的劈裂注浆压力理论计算值与工程实测值比较接近,初步证实了理论的可靠性,在黄土地区劈裂注浆工程中具有一定的实用价值。
- 周茗如卢国文王腾王晋伟
- 关键词：岩土力学圆孔扩张理论劈裂注浆递变规律
- 梯度波阻板的地基振动控制研究被引量：15
- 2017年
- 波阻板(wave impeding block,WIB)隔振体系是一种有效的振动污染治理措施,虽逐渐被应用在工程实际中,但以往的研究多集中于单相固体均质材料的情形,而对材料特性沿空间连续变化的非均匀固体材料的波阻板隔振性能的研究相对较少.基于功能梯度材料(functionally graded material,FGM)特点,本文提出了以功能梯度波阻板作为隔振屏障的一类新型的地基振动控制体系.考虑在弹性地基内部设置梯度波阻板,基于线弹性理论,利用傅里叶积分变换,根据Helmholtz矢量分解原理,建立了弹性地基在动载荷作用下的回传射线矩阵法(reverberation ray matrix method,RRMM)计算列式.假设梯度波阻板的物理力学性质沿深度方向按幂函数连续变化,采用数值傅里叶逆变换获得了弹性地基的位移和应力等物理量的数值解.通过数值算例,与单相固体均质波阻板进行了对比,并分析讨论了梯度波阻板的材料梯度因子、埋深以及梯度波阻板厚度等物理力学参数对地基隔振性能的影响规律.结果表明,梯度波阻板能有效降低振动的振幅,与单相固体均质波阻板相比,梯度波阻板具有更好的减振隔振效果.地基的位移幅值和应力幅值随着梯度因子的增大而减小.梯度波阻板的隔振效果随着波阻板厚度的增大而提高,而随着梯度波阻板埋深的增大而降低.
- 马强周凤玺刘杰
- 关键词：弹性地基动力响应回传射线矩阵法
- 多场耦合作用下功能梯度微梁的静动态响应分析
- 微机电系统(MEMS)目前广泛应用于航空航天、生物医疗、汽车电子、信息通讯和环境监测等领域。MEMS是采用先进复合材料和微机械加工技术将微组件进行微电路集成,微组件的尺度通常在微米乃至纳米量级,且其核心组件通常可简化为微...
- 蒲育
- 关键词：多场耦合
- 文献传递
- 完全匹配层中衰减函数的参数优化分析被引量：2
- 2016年
- 完全匹配层(perfectly matched layer,PML)是一种高效的吸收边界条件,对体波和面波都有非常好的吸收效果,被广泛应用于弹性波数值模拟。针对二维弹性动力学问题,基于PML最大反射系数的理论推导,对PML衰减函数中的参数取值进行了优化分析。首先基于复伸展坐标变换,给出了一种适用于二阶弹性波动方程的非分裂吸收边界条件;然后通过求解平面P-SV波的波数,得到了非分裂完全匹配层反射系数的解析表达式;最后采用COLLINO给出的衰减函数形式,令PML最大反射系数为最小,得到了衰减函数中PML的厚度、理论反射系数以及最大反射系数之间的相互关系。通过数值算例分析了PML最大反射系数的变化规律,为PML参数的选择和优化提供了理论依据。
- 周凤玺张家齐张海威
- 关键词：数值模拟波数完全匹配层
- 非饱和土中热-湿-盐耦合作用的稳态分析被引量：2
- 2019年
- 以多孔介质理论为基础,研究了稳态条件下非饱和土中温度-水分-盐分多场耦合问题。考虑非饱和土的孔隙被液态水、溶解的盐分、水蒸气和干燥气体等填充,在质量和能量守恒的基础上获得了非饱和土中水分、气体、盐分的质量守恒方程以及能量守恒方程。考虑一维稳态问题,选取温度、孔隙气压、孔隙水压和盐溶液浓度以及它们的导数作为状态变量,得到了问题的状态方程组。在给定的边界条件下,采用打靶法求解了该强耦合的非线性变系数微分方程组,通过与已有的试验结果相比较,验证了模型的有效性。基于数值算例,参数分析了含水率、温度边界、孔隙率等条件对非饱和土中温度场、水分场和盐分场分布的影响规律。
- 周凤玺高国耀
- 关键词：非饱和土打靶法
- 平面SH波作用下衬砌隧道对地下地震动的影响被引量：1
- 2019年
- 以地下隧道对附近场地动力特性的影响为研究目标,基于弹性波动理论,利用波函数展开法和镜像法,分析了弹性半空间中圆形衬砌隧道对平面SH波入射产生的散射问题,得到了地下圆形衬砌隧道附近场地位移的级数解答。通过数值算例分析了地下圆形衬砌隧道对场地动力响应的影响,重点考察了SH波入射角度、入射频率和隧道埋深、衬砌刚度对隧道周围土体动力响应随深度变化的影响规律。结果表明,地下隧道对沿线场地的地下地震动影响显著。
- 周凤玺高令猛马强
- 关键词：平面SH波镜像法
- 饱和多孔介质板的吻合频率和临界频率分析
- 2018年
- 板结构在隔声设计中应用广泛,而临界频率和吻合频率与板结构的声辐射和隔声性能有着密切的联系。从吻合效应产生的机理,形成吻合效应的条件出发,基于含液饱和多孔弹性薄板的振动控制方程,通过理论分析得到了饱和多孔薄板吻合频率和临界频率的计算公式。作为数值算例,对含液饱和多孔板的吻合频率和临界频率进行了参数分析。讨论了饱和多孔板的吻合频率随板厚、孔隙率、入射角和渗透系数的变化规律,并比较了不同孔隙率下饱和多孔板和弹性板的吻合频率随厚度和入射角的变化。结果表明,弹性板的吻合频率远远大于饱和多孔板的吻合频率,它们的吻合频率随厚度、入射角的增大而减小,随孔隙率的增大而增大,而渗透系数对吻合频率几乎没有影响。
- 周凤玺高潇丽
- 深埋隧洞围岩应力的精确解与近似解的对比分析被引量：5
- 2017年
- 对不同断面形状的深埋隧洞进行了分析,比较了隧洞围岩应力解析解与通过当量半径方法得到的近似解之间的差别.首先,应用复变函数的基本理论,给出圆形、椭圆、矩形、直墙拱形等几种常见深埋隧洞围岩应力的解析表达式.其次,应用当量半径的折算形式,将其任意形状的边界转化为标准圆形断面,利用Lamé解答得到了各围岩应力分量.最后,考虑隧洞断面形状参数的变化,通过数值算例对精确解和近似解进行了比较,分析了当量半径折算形式的精确度.在此基础上,应用有限元方法验证了复变函数解析解的精确性,以椭圆、矩形和直墙拱形的复变函数解验证当量半径精确度.结果表明,当量半径的折算形式解答与精确解答之间相似程度与隧洞的断面形状和几何参数之间有着密切的关系.
- 周凤玺曹小林
- 关键词：复变函数围岩应力深埋隧洞
- 非饱和土中热湿盐多场耦合过程分析被引量：4
- 2019年
- 以多孔介质理论为基础研究了非稳态条件下非饱和土中温度–水分–盐分多场耦合问题。考虑到非饱和土中孔隙被液态水、溶解的盐分、水蒸气和干燥气体等填充,在质量和能量守恒的基础上获得了非饱和土中水分、气体、盐分的质量守恒方程以及能量守恒方程。考虑一维非稳态问题,选取温度、孔隙气压、孔隙水压和含盐量以及其梯度作为状态变量,得到问题的状态方程组。利用Laplace变换将时域上的状态方程转换到频域上,在给定的边界条件下,采用打靶法求解该强耦合的非线性变系数微分方程组。基于Hausdorff矩问题的稳定化算法将频域上的数值解转化到时域上,通过与已有的试验结果相比较,验证了模型的有效性。基于数值算例与参数,分析了压力梯度、温度梯度、孔隙率等条件对非饱和中温度场、水分场和盐分场分布的影响规律。
- 周凤玺高国耀
- 关键词：非饱和土打靶法LAPLACE变换
- 弹性半空间地基梁的水平动力等效刚度
- 2020年
- 基于弹性动力学的基本方程、考虑弹性梁和弹性半空间的动力相互作用,建立力学分析模型,并利用Fourier积分变换,得到弹性半空间地基梁的水平动力等效刚度的解析表达式.通过数值算例分析地基梁的水平动力等效刚度及其阻尼的变化情况.结果表明:地基梁的水平动力刚度和阻尼系数不为常数,而是与弹性梁中传播的相速度有关,当相速为Rayleigh波的速度时,水平动力等效刚度达到峰值,此时弹性梁的纵向振动向弹性半空间传递的能量最大.水平动力等效刚度与弹性地基梁的频率和波数密切相关,随着波数增大,水平动力等效刚度的实部和虚部均相应增大.
- 王雪周凤玺
- 关键词：弹性半空间
