理想气体一维非定常流的一种自相似运动的存在条件

流体力学自相似运动的外延判据不太完备,对微分方程组做无量纲化处理后,得到以空间相对坐标ξ和距离r为自变量的理想气体一维自相似运动微分方程的基本物理特征量解函数,它们具有Y(ξ,r)=y(ξ)r~(C)_Y的形式,即对于确定的ξ,特征量函数Y(ξ,r)具有空间标度不变性.这种标度不变性是理想气体一维不定常流自相似运动的存在条件.     

xistence condition of one-dimensional self-similar motion of ideal gas

流体力学自相似运动的外延判据不太完备,对微分方程组做无量纲化处理后,得到以空间相 对坐标\xi和距离$r$为自变量的理想气体一维自相似运动微分方程的基本物理特 征量解函数,它们具有Y(\xi ,r ) = y ( \xi )r^{C_Y }的形式,即对于确定 的\xi, 特征量函数Y ( \xi ,r )具有空间标度不变性. 这种标度不变性是理 想气体一维不定常流自相似运动的存在条件.     

悬索桥非共振情况下的振动

本文在连续膜假设条件下,建立了新的能描述吊索变形和松弛影响的悬索桥横向振动非线性偏微分方程组.该方程组的不等式定解条件反映出吊索松弛与否情况.在假设吊索不松弛的条件下,对上述方程组进行简化后得到一组只含双侧约束的非线性偏微分方程组.此方程组的定解条件是用等式表示的双侧约束条件.通过Galerkin方法把双侧约束的偏微分方程组离散为时域上非线性常微分方程组.用多尺度法求得了非线性常微分方程组非共振情况下的一次近似解析解.通过比较数值解和解析解发现,解析解有良好的精度.同时数值和解析的结果指出,在非共振情况下悬索桥的加劲梁和主缆的振幅都是有限值并正比于激励的幅值.     

扁球壳在均布压力作用下的非线性弯曲问题

本文应用逐步加裁法将圆底扁球壳在均布压力作用下的非线性微分方程组化为线性的微分方程组.然后以三次B样条函数为试函数,用配点法将此线性的微分方程组化成线性代数方程组.最后利用递推公式解此线性代数方程组,从而使问题得到解决.     

层状弹性半空间非轴对称动力问题的奇异解

在柱坐标系下，利用关于方位角的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换及关于径向的Ｈａｎｋｅｌ变换，将弹性力学基本方程组转化为非齐次的一阶常微分方程组的标准形式．采用求解微分方程组的矩阵法，建立了介质层的传递矩阵．由层间完全接触条件，导出了在任意埋藏源作用下层状弹性半空间频域奇异解，时域奇异解可通过关于频率的Ｆｏｕｒｉｅｒ积分得到．该方法可应用到固体、流体层的情况     

求解具有弹性接头桩基动力学大变形的微分—代数方法

本文采用弧坐标首先建立了求解具有弹性接头的桩基大变形分析的非线性动力学微分方程,其中, 广义Winkler模型用来模拟土对桩基的抗力.其次,在空间域内应用微分求积单元法来离散非线性微分方程组,并给出了处理弹性接头处连接条件的微分求积单元公式,得到了时间域内的一组微分-代数方程,采用二阶向后差分来代替二阶时间导数离散微分-代数方程组,得到一组离散化的非线性代数方程,应用Newton-Raphson方法求解了该非线性代数方程组.最后给出了数值算例,得到了桩基在顶部处受到组合动载荷作用时的响应,考察了弹性接头的刚度、位置对桩基动力学行为的影响.     

流体力学基本方程组(BEFM)的层次结构理论和简化Navier-Stokes方程组(SNSE)

本文从流场中空间和时间的尺度分析及流体力学基本方程组(BEFM)中诸项的量级分析出发,提出了BEFM的层次结构理论,表明:当特征雷诺数Re>l、且一坐标方向的长度尺度大于其它坐标方向的长度尺度吋,按照BEFM中诸项的量级关系,形成从Euler方程到 BEFM 和从边界层方程到 BEFM 的两支层次结构,文中以二维可压缩流动和不可压缩轴对称射流为例说明了两支层次结构的关系和特点,分析了诸层次方程组的特征、次特征(Subcharacteristics)以及它们的数学性质,并把诸层次方程组与已有的诸简化Navier-Stakes方程组(SNSE)作了对照比较。     

基于分形的泡沫金属细观结构与尺寸效应研究

提出采用分形理论对泡沫金属的细观结构及尺寸效应进行研究的方法. 针对一系列具有不同 相对密度和细观结构的泡沫铝，证明了其细观结构在一定尺度内符合分形特征，比较了小岛 分维、计盒分维和信息分维等算法对泡沫金属分形表征的适用性，分析了细观结构特征对分 维的影响. 结合推广的Sierpinski垫片模型研究了泡沫铝的屈服强度与分维的联系，建立了 泡沫铝屈服强度的尺寸效应模型. 研究结果表明，由于引入了表征细观结构特征的分形维数， 该模型除能表征屈服强度随试样尺寸的变化规律外，还在一定程度上直接反映了泡沫金属细 观结构特征对力学性能的影响.     

非线性振动系统的多项式向量方法

对于常微分方程描述的非线性振动系统,当采用摄动方法求近似解时,先是给出满足各阶近似解的二阶常微分方程组,继而依次对每一个常微分方程进行求解,以致多自由度非线性振动系统的求解过程相当繁琐.文章针对常微分方程表示的非线性振动系统,提出了一种求解非线性振动系统近似解的多项式向量方法,该方法将二阶常微分方程组表示成一阶状态方程组,将非线性部分写成常数矩阵和多项式向量之积的形式.然后,采用直接摄动方法,获得每个幂次近似解所满足的一组状态方程,此时状态方程的非线性部分成为常数矩阵和前一幂次近似解作为元素组成的多项式向量的乘积.进一步,借助Toeplitz矩阵将多项式向量之乘法表示成矩阵形式,以解决多项式相乘带来的幂次方系数的确定问题,再根据一阶非齐次方程组的求解方法,获得状态方程组的全部近似解析解.多项式向量方法将二阶常微分描述的非线性振动求解过程转换为一阶非齐次状态方程组的求解问题,计算过程主要是矩阵和向量之间乘法运算,提高了计算效率和程序化水平.     

随机外激励作用下非线性系统响应演变概率密度

对随机高斯外激励作用下强非线性振动系统响应演变概率密度函数求解问题进行探讨.应用随机函数空间的正交分解理论,将由熵方法定义的指数形式概率密度函数表达式在随机泛函空间中展开,推导了展开级数所满足的FPK方程.运用加特金方法,将概率密度与系统状态向量共同表征的偏微分方程求解问题转化为求解逼近系数的一阶常微分方程组形式,使得问题求解成为可能.数值算例中研究了随机外激励作用下下一阶与二阶随机非线性系统响应概率密度函数求解问题,初步讨论了随机非线性系统响应概率密度函数的瞬态演化过程.     

西安金盆水库放水塔附近滑坡特征及成因分析

放水塔附近滑坡是金盆水库右岸原1号滑坡体下游边界段的残留体,受短期强降水因素的诱发导致坡体变形、失稳滑动。滑坡体具顺层牵引滑动特征,且平面上,不同区段变形破坏程度不同,其表现形式与坡体平面旋转有一定的相似性。坡体滑动主要受4组结构面的控制,其中的软弱片理结构面（产状150°¹70°∠35°⁵5°）与产状为230°²90°∠35°⁵5°的另一组结构面构成滑坡的滑动控制面。基岩内发育的大量的软弱片理结构面,大气强降水,滑坡上部相对平缓的地貌及人类工程对地表植被环境的破坏,滑坡体下部喷护层的存在等因素的综合影响,导致了坡体的失稳滑动。     

汶川地震触发大光包巨型滑坡基本特征及形成机理分析

大光包—红洞子沟巨型滑坡是汶川地震触发的最大规模滑坡，其体积达7.42亿m3, 堰塞坝高达690m，是我国已知的最大规模地震滑坡和最高的滑坡堰塞坝，也是目前全世界已知的为数不多的几个方量在5亿m3以上的超大规模滑坡之一，其高达690m的滑坡堰塞坝为目前世界最高的滑坡坝。滑坡位于发震断层上盘，距发震断裂——映秀—北川断裂不足7km。震前斜坡为三面切割的孤立型山脊，相对高差达1500m；斜坡岩层走向与坡面近于垂直，层面延展性极好，构成滑动面形成的基础。调查和分析表明，斜坡的临空条件和贯通性好的灰岩层面是滑坡产生的基础；而高强度和长持时强震地面运动是导致滑坡产生的根本因素。滑坡产生的机理和过程可分为以下4个阶段：即坡体震裂、松弛和解体阶段、高速溃滑阶段、震动堆积阶段、二次抛射和碎屑流堆积阶段。失稳高速下滑的坡体，形成了沿主滑方向长4.2km，宽2.2km的堆积体，高速流动的碎屑流越过下游侧风波岩山脊，沿红洞子沟形成了长1km的碎屑流堆积区。     

电阻率法探测黄土滑坡滑动面(带)的试验研究

根据滑体与滑床土的结构差异特性,其中电阻率特性也有显著不同,利用WDJD-1型多功能数字直流激电仪和改进的探测电极装置,分别在滑坡后壁原状黄土地层、探槽及钻孔中测试黄土滑坡滑面上下各层土的电阻率值。试验结果显示电阻率测试曲线在滑动带位置出现异常跃变现象,而曲线在未滑动过的黄土地层之间变化差异不明显。这一异常突变特性,在实践中可作为鉴别滑动面位置的特征标志。该探测方法充分利用现有的勘探技术条件,操作简便,试验结果直观,可在黄土滑坡勘察实践中推广使用。     

陕南岚皋县柳家坡滑坡形成机制研究

柳家坡滑坡位于陕西岚皋县城北,属松散坡积物类滑坡。滑体为粘质砾砂土,渗透性差,受动水压力作用易发生流土;滑床为泥板岩和片岩。滑体和滑床工程地质性质差异明显,二者界面为滑体下滑的主滑面。该滑坡为一古滑坡,曾多次发生变形滑动,2003年在连续强降雨和坡脚切坡等因素诱发下重新活动,目前处于欠稳定状态,若遇强降雨仍有可能发生整体失稳。对陕西南秦岭区域滑坡调查表明无论是滑坡类型,还是滑坡体物质组成及变形规律,柳家坡滑坡在陕南都具有一定的代表性。     

再论大光包滑坡特征与形成机制

 摘  要  大光包滑坡是汶川地震触发的规模最大的巨型滑坡。滑坡位于安县高川乡、汶川地震发震断裂上盘，滑动距离4.5 km，堆积体宽度2.2km，面积7.8 km2，估算体积7.5亿m3。与地震灾区178处特大滑坡相比，大光包滑坡除了强震触发崩滑灾害具有的震动溃裂、溃滑失稳、超强动力和大规模高速抛射与远程运动等特征之外，其存在一个长度大于1km的长大滑面，是其余滑坡绝无仅有的！作者在去年研究的基础上，又多次到现场调查、测绘并取样分析，初步认为大光包滑坡发生过程为一次性完成，滑带物质组成较为复杂，主体为震旦系（Zd）风化程度较高的泥质灰岩，局部夹泥盆系沙窝子组（Ds）磷矿及其伴生矿。滑坡形成机理主要分为以下3个阶段：即(1)坡体震裂阶段：在强震作用下后缘拉裂边界及上游拉裂边界形成，并与下游侧的岩层层面构成巨大的“V”型楔形体；(2)滑面碎裂化，摩阻力急剧降低阶段：滑坡下游边界（主控滑动面）滑床被震裂、松弛、剪胀-扩容并碎裂化，产生滚动摩擦效应，导致滑面摩阻力急剧降低；(3) 前部“锁固段”剪断，高速溃滑阶段：滑体前部滑面上的锁固段在强震持续作用下，产生突发性剪断，从而导致整个巨大的楔形体，如同“拉抽屉”一样，沿岩层走向高速溃滑而下；（4）震动堆积阶段，滑体冲过黄洞子沟，受到迎面山体的强力阻挡，逆冲爬高500余m后，表部惯性极大的松散岩土体快速折返并震动堆积、荡平，余势不减的碎屑流汇入滑坡扩容抛撒体，向黄洞子沟下游流动1km，止于大偏桥。     

瓦屋山水电站厂房区红层岩体古滑坡稳定性研究

红层岩体以其岩体结构的软硬相间及软弱夹层发育而在边坡稳定方面表现为"易滑地层"。瓦屋山水电站厂房区边坡为顺向坡,砂岩类岩石与黏土岩类岩石呈缓倾、互层状(倾角10°~20°)产出。构造与表生改造作用下,在这两类软硬相间的岩石界面上常形成分布较为连续的软弱夹层,这类岩体较易沿软弱夹层产生顺层滑动。地质历史时期,瓦屋山厂房区就是在这样的地质背景下,形成了多个古滑坡体,如颜湾和庙子岩古滑坡,它们在自然状态下已基本稳定。随后因风化剥蚀等作用,古滑坡体形态被改变或被来自后缘斜坡的坡残积层所掩埋,使其在勘察期间难以被发现。庙子岩滑坡即是这样一个被掩埋的古滑坡体坡,施工开挖过程中,由于切脚及降雨作用,使其重新滑动复活。本文以反复剪试验得到的滑动面抗剪参数,采用边坡稳定极限分析能量法(Energy Method Upper Baond Limit Analysis),简称EMU法,对庙子岩古滑坡在各种工况下的稳定作了计算,并据其结果采取了相应的抗滑处理。本文可作为红层岩体地区该类型滑坡勘察和工程处理设计的参考。     

岩质滑坡的时间预报与水力启动模型

摘  要  岩质滑坡发生时间的适时超前预报是一个世界性难题，之所以长期不得其解，主要是缺乏对滑坡成生机理的明晰认识和未建立正确的量化模型。本文根据我国长江三峡工程库岸和西南山区积累的大量滑坡实例调查资料并参考国外的一些研究成果，排除了地形控制论与地层控制论观点，阐明了滑坡形成的必要条件是斜坡具有易滑结构；滑坡发生的充分条件是有一定强度的诱发因素作用。故而诱发因素的动态变化对滑坡发生的时间具决定意义。
鉴于地下水诱发的岩质滑坡分布最广，为建立正确的水力启动模型，本文归纳了近代典型岩质滑坡的主要特征：（1）滑面是导水性差异最大的贯通面；（2）滑体长度大而厚度小，长厚比多在20左右；（3）滑坡前缘段先启动；（4）临滑前在前缘段有渗水、冒水或喷水现象；（5）出水宽度之和远小于前缘段总宽度。根据这些特征和水力学、水文地质学的成熟理论指出jennings（1970）等人提出的岩质斜坡稳定性模型存在下列问题：（1）未表明贯通面上岩体重力分布状况；（2）空隙水压力的分布特征与前述滑坡现象和水力学原理相悖；（3）未考虑通水率问题。然后，本文按顺向坡中的易滑超倾坡和椅状坡两个类型建立了斜坡稳定性模型和滑坡水力启动临界值（基本）计算公式。提出潜滑面的综合内摩擦角和通水率的确定方法：（1）滑坡反算；（2）对无水压滑坡滑面倾角和渗水边坡通水率进行观测统计；（3）剪切试验和简易水文地质试验；（4）物探方法。
本文还讨论了新模型的实用意义和应用范围，并对解决这类复杂地质灾害问题的研究途径发表了作者的认识，强调了积累经验的重要性。     

汶川地震触发文家沟高速远程滑坡-碎屑流成因机理分析

文家沟高速远程滑坡-碎屑流位于映秀—北川断裂带与灌县—安县断裂带夹持的文家沟向斜断块中,地震断裂的强烈活动引起的振动效应是形成滑坡的先决条件。滑坡源区顶端与文家沟沟口高差约1360m,突兀山体下临深切峡谷的地形使地震动荷载在山脊部位的放大效应显著,并直接导致坡体破坏; 滑坡源区的地震动加速度3分量峰值分别为aEW=2.4g,aNS=2.3g,aUP=1.2g。D2gn观雾山组石灰岩斜坡具有强度渐进式分层结构,坡体表层以下约50m内的结构相对松散的残坡积层~新鲜岩体上部无法抵抗地震纵横波的周期性拉压与剪切耦合作用,被切割成为初始滑体; 滑体在第八级台地边缘高位剪出后,在文家沟上游地区最高滑移速度约介于93m ·s^-1~122m ·s^-1之间。滑体上部的干碎屑流在两处路径转折端瞬间压缩沟谷内的圈闭气体,形成明显的"气垫效应",滑体下部泥石流底层液化和颗粒有效动摩擦系数随剪切速度增大而减小的效应都是导致碎屑流体高速远程滑移的关键; 同时,碎屑物流通过程中还伴有明显的岸坡铲刮与翻越效应、以及树木摧削效应。汶川地震后截至2009年9月,降雨诱发碎屑堆积物形成多次泥石流,反映了地震地质灾害的链生性和长期性。     

河北省宽城县遵(化)—小(寺沟)铁路某滑坡治理措施研究

河北省宽城县遵(化)—小(寺沟)铁路穿越一个体积约77×10⁴m³的古滑坡体,因在滑坡前缘以路堑方式穿过,开挖施工导致古滑坡复活。为保障未来铁路的运营安全,需要对其进行彻底治理。在现场地质调查及试验,以及分别对沿复活滑坡体新滑面和古滑面在不同工况下的稳定性计算的基础上,结合复活滑坡体的具体特征,提出2种治理方案,即"抗滑桩"方案和"削方+抗滑桩+桩间挡土墙"方案。通过综合比选确定后者为采用方案,并具体进行了削方、抗滑桩、截排水系统和坡面防护等设计。     

边坡大距离整体滑移的模拟研究

边坡整体滑移模拟是迄今未被解决的一个课题。文章通过构制一个专门的滑面单元, 采用数值模拟的原理实现了对粘滑类边坡失稳的大距离滑移模拟; 采用分析模拟法实现了对脆性滑移类边坡失稳滑移的模拟, 并开发了相应的软件。