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盾构式输水隧洞的计算模型及其工程应用 被引量:15
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作者 章青 卓家寿 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期19-22,共4页
本文基于不连续介质变形体的界面应力元理论和方法,建立了盾构式输水隧洞的计算模型.该模型放松了离散单元交界面上的位移连续条件,可以较好地模拟盾构隧洞外衬管片之间螺栓的连接作用和各种缝面的不连续变形特征.理论分析和工程算... 本文基于不连续介质变形体的界面应力元理论和方法,建立了盾构式输水隧洞的计算模型.该模型放松了离散单元交界面上的位移连续条件,可以较好地模拟盾构隧洞外衬管片之间螺栓的连接作用和各种缝面的不连续变形特征.理论分析和工程算例表明,本文提出的分析模型仿真性强。 展开更多
关键词 盾构 输水隧洞 不连续介质力学 计算模型
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基于界面元法的向家坝重力坝深层抗滑稳定分析 被引量:9
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作者 王义锋 章青 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2691-2696,共6页
重力坝的深层抗滑稳定分析多采用刚体极限平衡分析方法和非线性有限元法,但通常的刚体极限平衡法不能反映坝基岩体渐近失稳过程和破坏的力学机制,非线性有限元法则难以解决坝基中软弱结构面位移不连续问题。结合向家坝工程,建立了泄④... 重力坝的深层抗滑稳定分析多采用刚体极限平衡分析方法和非线性有限元法,但通常的刚体极限平衡法不能反映坝基岩体渐近失稳过程和破坏的力学机制,非线性有限元法则难以解决坝基中软弱结构面位移不连续问题。结合向家坝工程,建立了泄④坝段的计算模型,采用界面元法进行了大坝深层抗滑稳定分析,给出了坝基中破坏区的范围和分布,以及坝基的渐进破坏过程和可能滑体的抗滑稳定安全系数等成果,为坝基处理措施提供了重要的技术参考依据。研究结果表明,所建立的分析方法可以自然描述坝基岩体各种介质的错动、张开和滑移等不连续变形的特征,可用于重力坝坝基的深层抗滑稳定分析。 展开更多
关键词 不连续介质力学 界面元法 重力坝 深层抗滑稳定分析
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近场动力学与有限元的混合建模方法 被引量:8
3
作者 章青 郁杨天 顾鑫 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期441-448,450,共9页
综述了近场动力学与有限元混合建模方法的研究进展,阐明了各种混合建模方法的基本原理与特点,并重点介绍本课题组在近场动力学与有限元方法混合建模方面的研究工作。现有近场动力学与有限元混合建模方法包括位移协调约束、力耦合、混合... 综述了近场动力学与有限元混合建模方法的研究进展,阐明了各种混合建模方法的基本原理与特点,并重点介绍本课题组在近场动力学与有限元方法混合建模方面的研究工作。现有近场动力学与有限元混合建模方法包括位移协调约束、力耦合、混合函数方法以及子模型方法等,除子模型方法外,都可归结为并行式多尺度分析方法,其基本思想是将计算结构划分为近场动力学子域、有限元子域以及两者的交界区域(或重叠区域、或界面单元、或过渡区域)。子模型方法可归结为显-显分析方法,先采用显式有限元进行整体分析,后采用近场动力学方法对重点区域进行分析。混合建模方法需要着重提高交界区域的计算精度,并且消除虚假力和虚假应力波问题。提出了通过力耦合的近场动力学与有限元混合建模的隐式分析方法,该方法不再设置重叠区,通过杆单元连接近场动力学子域与有限元子域,其中界面上的有限元结点不仅与其所在单元的其他结点发生作用,还通过杆单元与以其为圆心、一定半径的圆域内的其他物质点相互作用。研究表明,本文提出的混合模型和求解方法既能有效解决裂纹扩展等不连续问题,又可提高计算效率,为工程结构破坏问题的计算分析提供一种有效方法。 展开更多
关键词 近场动力学 有限元 混合建模 非局部 不连续力学问题
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基于界面元法的改进压力集中型锚索作用分析 被引量:3
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作者 章青 陈爱玖 +2 位作者 李珍 卓家寿 孙学毅 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期45-49,共5页
传统压力集中型锚索在工作中承压板下面的水泥芯柱易被压坏,从而会导致锚索失稳,为此提出了改进的压力集中型锚索。针对这种新型预应力锚索,基于不连续介质力学的界面元法建立了精细模型。在模型中,模拟了水泥浆芯柱、外部岩土体和不同... 传统压力集中型锚索在工作中承压板下面的水泥芯柱易被压坏,从而会导致锚索失稳,为此提出了改进的压力集中型锚索。针对这种新型预应力锚索,基于不连续介质力学的界面元法建立了精细模型。在模型中,模拟了水泥浆芯柱、外部岩土体和不同介质交界面等材料的特性,考虑了岩土体和水泥浆芯柱的弹塑性及开裂效应等非线性力学行为。通过典型问题的计算分析,得到了各种情况下预应力锚索各介质的应力值,较为全面地分析了这种新型预应力锚索的受力特征和加固效应,得到了一些有益的认识。研究结果表明:该文所建立的方法可以考虑预应力锚索中各种介质的不连续变形特征,能够较好反映预应力锚索体中各种介质之间的相互作用效应,是进行加锚岩体数值仿真和加锚作用机理研究的一种有效方法。 展开更多
关键词 不连续介质力学 界面元法 预应力锚索 水泥砂浆 岩体 加固分析
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南水北调穿黄隧道的非线性分析 被引量:2
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作者 章青 卓家寿 曾三平 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1998年第4期35-39,共5页
针对南水北调中线穿黄工程输水盾构隧道的特点,建立了不连续介质力学的界面应力元模型.分析中,对双层混凝土衬砌进行了精细模拟,考虑了衬砌结构与土体的相互作用.理论分析和数值计算结果表明,本文建立的计算模型精度高,适用性强... 针对南水北调中线穿黄工程输水盾构隧道的特点,建立了不连续介质力学的界面应力元模型.分析中,对双层混凝土衬砌进行了精细模拟,考虑了衬砌结构与土体的相互作用.理论分析和数值计算结果表明,本文建立的计算模型精度高,适用性强,能够较好地仿真各种缝面的不连续变形特征. 展开更多
关键词 南水北调 盾构隧道 界面应力 倒虹吸 输水建筑物
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地铁隧道上方近距离爆炸动力响应研究 被引量:2
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作者 马建军 李诚豪 +2 位作者 关俊威 陈万祥 黄林冲 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2246-2255,共10页
随着我国城市化和工业化的不断推进,城市人口规模日益增大,为缓解交通压力而修建的地下轨道交通成为大中城市日常出行的重要交通方式。地铁隧道作为一种深埋在地下的构筑物,保障其结构安全有着重要的意义。在隧道运营期间,恐怖袭击和燃... 随着我国城市化和工业化的不断推进,城市人口规模日益增大,为缓解交通压力而修建的地下轨道交通成为大中城市日常出行的重要交通方式。地铁隧道作为一种深埋在地下的构筑物,保障其结构安全有着重要的意义。在隧道运营期间,恐怖袭击和燃气管道爆炸等近距离爆炸会对隧道结构的稳定性造成巨大的影响。研究隧道在近距离爆炸作用下的破坏机理,并参考制定切实可行的防护措施和处置预案对确保隧道安全营运有重要意义。采用自研的数值模拟软件与工程实际相结合的方式开展研究。首先通过深埋隧道爆炸动力响应特征模型试验,对后续计算中采用的连续−非连续数值计算方法进行了验证。以广州地铁9号线某区段为例,建立4D-LSM数值计算模型,分析不同爆炸压力、隧道−爆源距离、有无衬砌等条件下的隧道动力响应及破坏特征。计算结果显示:受上方爆炸作用后,隧道拱顶、拱底左右两侧区域和隧道拱腰区域出现严重破坏;当爆源与隧道拱顶距离减小到一定值后,隧道破坏程度发生显著改变,可依据不同的响应特征划分破坏等级,并采取不同的防护措施。在相同爆压下,由于衬砌的支护作用,隧道拱顶振速减小,说明衬砌结构对隧道抗爆能力具有提升作用;爆炸压力越大,衬砌对爆炸冲击波的削弱作用越明显。 展开更多
关键词 连续−非连续力学 4D-LSM 爆炸冲击波 动力响应
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关于岩土工程研究中若干基本力学问题的思考 被引量:23
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作者 栾茂田 鵜飼惠三 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期309-317,共9页
针对岩土工程研究中本构模型、耦合边值方程、非连续变形力学模型、土工抗震四个专题总结了其发展现状,指出了有待深入研究的问题,以期理清思路,把握发展动向,有效地运用近代新理论、新方法、新技术,紧密地结合岩土材料与岩土结构... 针对岩土工程研究中本构模型、耦合边值方程、非连续变形力学模型、土工抗震四个专题总结了其发展现状,指出了有待深入研究的问题,以期理清思路,把握发展动向,有效地运用近代新理论、新方法、新技术,紧密地结合岩土材料与岩土结构的本构特性,把岩土工程研究与设计水平推向新阶段. 展开更多
关键词 岩土力学 土动力学 本构关系 岩土工程 变形
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以中心静脉压为目标的容量控制对肝移植术后机械通气时间的影响 被引量:6
8
作者 方明星 刘娜 +6 位作者 黄庆生 张丽霞 吴春涛 张华伟 李燕 郭建英 董士民 《中国现代医学杂志》 CAS 北大核心 2015年第2期95-98,共4页
目的研究术后中心静脉压控制对肝移植患者机械通气时间的影响。方法采用单中心、随机、对照方法,纳入2012年2月-2013年10月肝移植术后住ICU患者36例,监测中心静脉压(CVP),脉搏指示性连续心排量(PICCO)监测血流动力学参数,氧合指数,... 目的研究术后中心静脉压控制对肝移植患者机械通气时间的影响。方法采用单中心、随机、对照方法,纳入2012年2月-2013年10月肝移植术后住ICU患者36例,监测中心静脉压(CVP),脉搏指示性连续心排量(PICCO)监测血流动力学参数,氧合指数,脱离呼吸机时间以及观察期间液体累计出入量,超声评估肺水。入ICU的患者根据随机分配的原则,经24 h容量调整后分为两组:目标中心静脉压为0~6 mm Hg的18例患者为常规组,目标中心静脉压为6~12 mm Hg的18例患者为控制组。结果与控制组比较,常规组脱离呼吸机时间缩短(11.6±0.6 h vs 16.7±0.7 h,P〈0.05),胸内血容量指数(ITBVI)、血管外肺水指数(EVLWI)以及超声评估肺水肿分数降低(P〈0.05);氧合指数常规组较控制组升高[(298.4±31.7)mm Hg vs(236.1±32.4)mm Hg,P〈0.05]。结论在肝移植术后第一个24 h内,将中心静脉压(CVP)控制在0~6 mm Hg有利于改善肺脏功能,缩短机械通气时间。 展开更多
关键词 肝移植术后 中心静脉压 血流动力学 脱离机械通气时间
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考虑接触应力非线性分布的接触力元模式及其验证分析 被引量:2
9
作者 栾茂田 黎勇 +1 位作者 范静海 叶祥记 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期216-220,共5页
在作者提出的非连续变形计算力学模型中,采用接触力元模型描述多体接触界面上的接触特性.由于这种模型中假定接触应力沿接触界面为线性分布,从而得到的接触界面应力分布往往出现跳跃等非光滑性特征,该文对此进行了改进,采用具有高阶光... 在作者提出的非连续变形计算力学模型中,采用接触力元模型描述多体接触界面上的接触特性.由于这种模型中假定接触应力沿接触界面为线性分布,从而得到的接触界面应力分布往往出现跳跃等非光滑性特征,该文对此进行了改进,采用具有高阶光滑性的非线性函数建立了能够考虑界面上接触应力非线性分布的接触力元模式,以期合理地揭示多体系统中界面的接触特性.对某一典型算例进行了数值计算,通过与大型通用非线性有限元结构分析软件ABASQUS的计算结果对比,验证了所建议计算模型的合理性与有效性.两种方法计算得到的界面接触对上的接触力基本相同;而由于采用的应力分布模式的假定不同,接触应力有所差别,由于在该文计算模型中接触对上的接触应力是按照未知量直接求得的,因此按照所建议的非线性接触力元模式所得到的接触应力更为合理. 展开更多
关键词 非连续性 变形计算力学模型 接触力元 应力分布模式 多体系统
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一种新的机械结构结合部特性分析方法 被引量:4
10
作者 石坤 宋俐 +2 位作者 师俊平 魏锋涛 原园 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期142-147,共6页
提出一种新的基于界面元法的结合部特性分析方法。由于界面元法采用分片刚体位移模式,在数值分析时允许组合结构在结合面上位移不连续,并且无须增加任何形式的接触单元就可以有效地模拟结构的不连续性。基于赫兹理论,根据微凸体法向载... 提出一种新的基于界面元法的结合部特性分析方法。由于界面元法采用分片刚体位移模式,在数值分析时允许组合结构在结合面上位移不连续,并且无须增加任何形式的接触单元就可以有效地模拟结构的不连续性。基于赫兹理论,根据微凸体法向载荷与法向接触变形之间的关系,由结合部特性的试验拟合公式推导出结合部特性的等效材料参数弹性模量;根据离散单元中的应力波传播条件,得到结合部法向刚度和切向刚度之间关系式,并利用结合部特性的试验拟合公式推导出结合部特性的等效材料参数泊松比。以包含结合部的机械结构为研究对象进行数值分析,并将计算结果和试验测量结果进行比较。比较结果验证了用界面元法对考虑结合部特性的机械结构进行数值分析的可行性和准确性,为深入研究机械结构结合部问题奠定了基础。 展开更多
关键词 结合部 赫兹理论 不连续介质力学 界面元
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新世纪构造地质学两大支柱理论:最大有效力矩准则与变位形分解 被引量:2
11
作者 郑亚东 张进江 张波 《地质力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期319-337,共19页
传统构造地质学用摩尔-库伦准则和贝克尔的应变椭球体理念分别解释地壳中的脆性断层和塑性变形,将变形局部化的韧性剪切带形成解释为平行应变椭球体的圆切面,却无法解释变形局部化的共轭剪切带稳定夹角~110°面对应缩短方向。变形... 传统构造地质学用摩尔-库伦准则和贝克尔的应变椭球体理念分别解释地壳中的脆性断层和塑性变形,将变形局部化的韧性剪切带形成解释为平行应变椭球体的圆切面,却无法解释变形局部化的共轭剪切带稳定夹角~110°面对应缩短方向。变形局部化是独立于脆性和塑性变形外的变形领域,受最大有效力矩准则控制。20世纪末提出的变位形分解理念,摆脱连续介质力学的束缚,合理地说明广泛存在的走滑断层平行俯冲带或逆冲断层带。非均匀变形和非连续介质力学理念的建立,为地质学与力学的结合开辟了新的前景。文章试用上述两理念概略分析中国和邻区中新生代构造格局,以期引发讨论。 展开更多
关键词 最大有效力矩准则 变位形分解 非均匀变形 非连续介质力学
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结构分析的界面应力元模型与方法
12
作者 章青 《徐州建筑职业技术学院学报》 2002年第4期1-5,共5页
主要介绍了界面应力元模型的理论与方法 ,指出今后有待进一步研究的方向 .在吸收日本学者Kawai教授的刚体—弹簧元模型思想的基础上 ,建立了工程结构不连续介质力学问题的界面应力元模型 .该模型将结构视为由有限多块体元和界面元所组... 主要介绍了界面应力元模型的理论与方法 ,指出今后有待进一步研究的方向 .在吸收日本学者Kawai教授的刚体—弹簧元模型思想的基础上 ,建立了工程结构不连续介质力学问题的界面应力元模型 .该模型将结构视为由有限多块体元和界面元所组成的离散体 ,并假定块体单元的变形累积于界面 ,由界面两侧块体元的本构和平衡关系导出界面应力公式 。 展开更多
关键词 结构分析 界面应力元模型 工程结构 不连续介质力学 数值计算 工程力学
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界面元法在机械结构结合部问题中的应用 被引量:2
13
作者 石坤 宋俐 师俊平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1268-1272,共5页
针对机械结构数值分析难以解决的结合面位移不连续问题,建立了一种包含结合部特性的机械结构结合部界面元模型。以螺栓连接的机械结构为研究对象,分别进行数值计算和试验研究,并将分析和试验结果进行了比较。结果表明:界面元法能够较好... 针对机械结构数值分析难以解决的结合面位移不连续问题,建立了一种包含结合部特性的机械结构结合部界面元模型。以螺栓连接的机械结构为研究对象,分别进行数值计算和试验研究,并将分析和试验结果进行了比较。结果表明:界面元法能够较好地解决机械结构结合部问题,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 不连续介质力学 界面元 机械结构 结合部
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水位循环变化作用下有纵缝重力坝的非线性特性
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作者 黎勇 栾茂田 林皋 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期26-35,共10页
在简述了笔者所发展的一种新的多体系统非连续变形分析方法的基础上 ,应用这一模型进行了具体数值计算 ,探讨了有纵缝重力坝在水位循环变化作用下的应力与变形特性。数值分析表明 ,在库水位循环变化等复杂加载历史作用下 ,坝体的变形、... 在简述了笔者所发展的一种新的多体系统非连续变形分析方法的基础上 ,应用这一模型进行了具体数值计算 ,探讨了有纵缝重力坝在水位循环变化作用下的应力与变形特性。数值分析表明 ,在库水位循环变化等复杂加载历史作用下 ,坝体的变形、主应力大小及其方向角和缝间界面接触应力呈现非线性的周期性变化 ;当纵缝为连续接触时整个坝体的应力与变形呈现出线性特性 ,而当纵缝为非连续接触且具有缝宽时 ,系统表现出强烈的非线性特性 ,随着缝宽的增大非线性程度降低 ,但坝体的应力集中效应加剧。算例研究表明本文方法为有缝结构的非线性分析和接触分析提供了有力的计算工具。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 坝缝 水位循环变化 纵缝 非线性
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