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关键词： 随机振动   近断层脉冲型地震动   高土石坝   直接概率积分法   动力可靠度分析  

摘要： 采用台湾集集近断层脉冲型地震动记录,建立随机脉冲型地震动模型,对古水250 m级实际工程面板坝进行有限元分析,并利用直接概率积分法对高土石坝的坝顶位移和坝坡滑移量进行随机动力分析及可靠度分析。研究表明,脉冲型地震动对高土石坝的竖向变形以及坝坡稳定有显著影响。研究了近断层高地震风险情况下的高土石坝,综合评价了高土石坝的地震安全性和抗震能力。

关键词： 水产加工   制冷系统   绿色节能   全自动立体冷库   数值模拟  

摘要： 舟山某大型水产加工项目为综合性水产物流加工基地,包含了水产原料存储、低温加工、速冻、成品存储等工艺环节。针对该项目总冷量大、制冷系统温区多、工况复杂、加工车间昼夜用冷负荷波动大、冷库库内温度不均匀等问题,给出了制冷系统相应绿色节能解决方案。利用CFD数值模拟分析方法,对大型全自动立体冷库内气流、温度进行了仿真分析。研究结果表明,对于高大立体冷库采用货仓式冷风机下送风、冷库短边两端对称排布的方式,库内布风均匀,气流组织较好,温度波动控制在1.5℃以内。

关键词： 地铁车站   深基坑支护   稳定性分析   优化设计   数值模拟  

摘要： 简述了某地铁车站深基坑工程概况,从支护方案设计、稳定性计算、数值模拟分析、稳定性评价等方面,对该地铁车站深基坑支护结构进行了稳定性分析。从确定优化目标、制定优化方案、分析优化效果等方面,进行了深基坑支护结构优化设计研究。研究结果表明,采用优化后的支护方案可使支护结构位移减少18.5%,支撑轴力降低12.3%,同时缩短了施工工期,为深基坑支护工程的设计与施工提供了理论依据和实践经验。

关键词： 公路桥梁   结构抗震   数值模拟   动力特征  

摘要： 为检验计算大跨度连续刚构桥体的结构稳定性,以山东省徒骇河大桥为例,采用有限元软件对其进行了数值模拟分析,模拟计算了施工过程和成桥运营两个阶段的结构行为,考虑了混凝土收缩徐变、预应力作用及多种荷载组合对桥体变形和内力的影响。研究结果表明:桥体最大竖向位移出现在中跨区域,在自重荷载作用下中跨跨中位移2.94 cm,桥体横向较大的变形均出现在跨中部位,顶板顶缘的横向拉应力(781 kPa)较下缘(1022 kPa)小,底板中部基本均匀受拉,平均拉应力为640 kPa,腹板中的竖向应力分布显示出明显的非均匀性,桥梁结构能够满足设计及使用要求。

关键词： 探地雷达   频率域有限元法   PML边界条件   三角形网格剖分  

摘要： 通过数值模拟研究探地雷达(GPR)高频电磁波在频散介质规律,对指导实测雷达资料的处理与解释具有重要意义。频率域数值模拟通过计算一系列频率的响应特征并利用傅里叶变换转换到时间域,具有计算稳定,精度高的优点,而在GPR数值模拟中得到广泛应用。本文发展了基于三角形网格频率有限元法的Debye频散介质GPR数值模拟算法。从Debye频散介质模型满足的频率域电磁波动方程出发,在复拉伸坐标系下通过合理构造合理辅助微分方程,推导了完全匹配层(PML)边界条件的二阶电磁波方程。在此基础上,利用Galerkin法推导频率域三角形网格的有限元方程。数值模拟的结果表明:本文构建的PML边界条件可较好地吸收边界截断边界处的超强反射波;相较于非频散介质,GPR高频电磁波Debye频散介质中传播时能量衰减更快,子波持续时间更长,传播速度和分辨率降低,分析结果有利于GPR数据解释和反演。Numerical investigation into the propagation characteristics of high-frequency electromagnetic waves generated by GPR in dispersive media is of critical importance for guiding the processing and interpretation of field-measured radar data. Numerical simulation in the frequency domain, which computes electromagnetic response characteristics across discrete frequencies and transforms them into the time domain via Fourier transform, offers enhanced computational stability and high accuracy, thereby enabling its widespread application in GPR modeling. This study develops a GPR numerical simulation algorithm based on the frequency-domain finite element method with triangular meshes for Debye dispersive media. Starting from the frequency-domain electromagnetic wave equations governing the Debye dispersive medium model, the second-order electromagnetic wave equations with PML boundary conditions were systematically derived in the complex-stretched coordinate system through the appropriate construction of auxiliary differential equations. Building upon this foundation, the finite element equations for the frequency-domain triangular meshes were rigorously derived using the Galerkin method. The numerical simulation results demonstrate that the PML boundary conditions constructed in this study effectively absorb strong spurious reflections at truncated boundaries. Compared to non-dispersive media, high-frequency GPR electromagnetic waves propagating in Debye dispersive media exhibit faster energy attenuation, prolonged wavelet duration, and reduced propagation velocity and resolution. These analytic

关键词： 高速公路   桥梁   拼宽   沉降   数值模拟  

摘要： 高速公路拼宽工程路桥过渡段协调变形问题成为保障道路行车安全性与耐久性的关键,为优化拼宽路桥过渡段施工工艺,减小新旧路基沉降差,利用有限差分数值模拟软件建立路桥拼宽数值仿真分析模型,研究拼宽路桥过渡段施工和运营阶段竖向位移变化规律,并通过改变回填土类型、回填区开挖坡度、桥台搭板长度,分析拼宽路桥过渡段协调变形影响因素。研究结果表明,回填土类型对拼宽路桥过渡段竖向位移的影响较大,可通过回填改良水泥土减小拼宽路桥过渡段沉降差;适当增大回填区开挖坡度、设置一定长度的搭板均可减小拼宽路桥过渡段沉降差,应根据工程实际情况选择合适的回填区开挖坡度和搭板长度。

关键词： 新型椭圆弧板式   消浪性能   透射系数   反射系数   数值模拟  

摘要： 本文基于开源程序OpenFOAM,构建了波浪与新型椭圆弧板式透空堤相互作用的数值模型,并利用理论解和物理模型试验验证了其准确性。在前人研究的基础上,提出了平椭圆弧板式与双椭圆弧板式两种新型透空式防波堤结构,根据不同波高、周期和潜深共设计90种工况,分析了双平板式、平椭圆弧板式和双椭圆弧板式三种透空式结构的消浪性能。从透射系数、反射系数和能耗系数三方面综合考虑,发现在大多数工况下,平椭圆弧板式透空堤的消浪透射波能低而反射波能高,双椭圆弧板式透空堤的透射波能高而反射波能低。进一步分析发现,当结构均设置在静水面以上时,平椭圆弧板式透空堤与双平板式和双椭圆弧板式相比具有更高的消浪性能。因此,在工程实践中,可根据具体水域的水动力条件,选择露出水面适当高度的平椭圆弧板式透空堤。本文的研究成果能够为实际工程应用中既需要有消浪功能、又要求透水性的防波堤结构设计提供参考。

关键词： 纤维混凝土   抗拉性能   损伤演化   数值模拟  

摘要： 为研究钢纤维混凝土(SFRC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚丙烯合成纤维混凝土(GFRC)的静态抗拉性能及劈裂损伤演化特性,以素混凝土为对照组,对不同纤维混凝土开展静态巴西圆盘劈裂试验,研究其破坏形态及劈裂强度。同时,建立细观随机纤维-骨料计算模型进行静态劈裂的数值模拟,从细观角度分析不同纤维混凝土的损伤演化过程及损伤特征。研究结果表明:不同纤维混凝土试件均呈现出竖向贯通的劈裂破坏形态,其中玄武岩纤维混凝土的裂缝宽度最小,不同纤维混凝土劈裂强度由大到小的排序为玄武岩纤维混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯合成纤维混凝土、素混凝土;基于细观随机纤维-骨料计算模型所进行的静态劈裂数值模拟与室内试验具有较好的一致性,从细观角度揭示了不同纤维混凝土由中心到两端的劈裂损伤演化过程及倒之字形的损伤发展特征;由于纤维的桥联作用,不同纤维混凝土的韧性得到明显增加。

关键词： 基底倾斜   倾角   构造变形   数值模拟   龙门山冲断带  

摘要： 基底倾斜是控制冲断带构造变形的重要因素。目前,学者对龙门山冲断带基底倾斜变形的研究较为薄弱。本文解译地震剖面发现,龙门山冲断带北、中、南段的基底倾斜亦具有差异性:北段整体向前陆倾斜2.6°,形成于冲断席的隆升作用;中段向后陆倾斜3.2°,形成于多期前陆压陷作用;南段向后陆倾斜2.6°,形成于早期伸展断陷和后期前陆压陷作用;新近纪以来,中、南段的后陆基底在青藏高原隆升作用下显著隆升。数值模拟实验表明,基底向后陆倾斜、水平沉降均会抑制构造变形向前陆扩展、产生冲断席叠加,而基底先存倾角的控制作用则反之;基底保持水平或向前陆倾斜时,后陆冲断席的隆升作用强于前陆,会造成盖层变形整体向前陆倾斜;基底向后陆倾斜、浅表沉积时,楔形地层会促进斜坡带发育反向冲断。结合低温热年代学证据,数值模拟验证了龙门山冲断带南段基底的构造演化:晚白垩世以前,南段发育伸展断陷,沉积西厚东薄地层,基底向西倾斜;晚白垩世—始新世,南段发育前陆盆地,基底向后陆倾斜沉降;渐新世—中新世,南段的冲断变形向盆内强烈传递,基底基本无沉降;上新世以来,南段的后陆基底在青藏高原隆升作用下隆升,形成现今陡变地形。

关键词： 无铆连接   脉动加载   静力学性能   断口形貌   数值模拟  

摘要： 为研究脉动加载对6061铝合金和304不锈钢异种板材无铆接头静力学性能的影响,采用数值模拟与试验相结合的方法,对常规加载和脉动加载条件下的成形接头进行了十字拉脱和搭接剪切破坏试验,对比分析了两种加载方式下无铆接头的抗拉、抗剪失效载荷,失效过程及断口形貌。结果表明,脉动加载会改变无铆接头的颈厚值与互锁值,从而导致与常规加载成形接头相比,脉动加载成形接头拉脱破坏时发生断裂失效的比例增大,失效载荷提高了14.9%;剪切破坏时均发生断裂失效,失效载荷降低了13.1%。且脉动成形接头具有更大、更深的断口韧窝形貌。脉动加载可以有效改善接头上层板料的塑性并提高无铆接头的抗拉强度。