冲击荷载下土中浅埋箱形结构反应的模型试验研究

本文叙述了土中浅埋箱形结构模型动力试验结果。试验的目的是检验我们在文献[8、9]中,所提出的地表冲击波荷载作用下,土中箱形结构动力反应分析的两步法。试验有两种情况:一是利用室内模爆器进行的小模型(模型尺寸与实际结构之比约为1:40)试验;另一种是利用室外试验坑中进行的模拟平面波加载下的中等模型(尺寸缩比约为1:10)试验。试验的箱形结构有单孔与双孔两种。根据埋深与超压的不同,共进行了20炮次试验,试验对自由场中应力、结构周边压力、结构应变、结构运动等参数进行了测量。试验结果表明,所提出的两步分析法中关于土中结构内力分析的准静态法是可行的。     

反平面线源荷载作用下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应研究

为加深理解波源距离和非完全粘结对地震波散射的影响规律,结合位移不连续模型、波函数展开法、Graf公式和镜像方法推导了反平面线源荷载下浅埋圆形非完全粘结隧道动力响应的级数解,并通过衬砌内外边界条件残余量与级数解截断项数的关系校验了该解的精度。通过对该级数解进行参数分析,系统地探讨了衬砌与围岩的接触刚度、衬砌模量、衬砌厚度、隧道埋深和波源距离等因素对衬砌内表面位移和周向剪应力的影响。结果表明：衬砌与围岩的接触刚度对隧道的动力响应具有显著的影响,尤其在某些较小接触刚度情况下隧道动力响应幅值可能非常大;增大衬砌模量会减小位移,但同时会导致周向剪应力增加;增大衬砌厚度能同时减小位移和周向剪应力;增大隧道埋深会使最大位移和周向剪应力向隧道拱顶附近移动;增大线源与隧道的水平距离会使隧道背波侧相对幅值增大。     

浅埋偏压连拱隧道现场监测与结构受力分析研究

针对浅埋偏压连拱隧道结构受力的复杂性,结合石红高速大中山1#连拱隧道的实际情况,选择典型断面埋设监控量测设备对隧道施工过程中围岩变形和结构受力进行适时监测,并结合有限元分析软件MIDAS,对中隔墙空间受力特征进行研究.得出了支护结构在偏压作用下和施工扰动下的受力状态和变形特征.结果表明,在浅埋偏压条件下,减少支护结构受力的不均对于保证隧道结构稳定的重要性以及运用监控量测与数值模拟相互印证的方法可以更准确地分析隧道结构的稳定性,更好地指导施工.     

橡胶减震层对浅埋偏压隧道地震加速度响应影响的试验研究

为了探讨橡胶减震层的减震效果,按照几何相似比为1∶20制作了一组隧道模型,基于振动台试验,分析了浅埋偏压隧道的加速度响应规律和橡胶减震层的减震效果.试验结果表明:橡胶减震层不能改变隧道受地震作用的加速度总体响应趋势,只能发挥减震吸能的效果减轻围岩对隧道结构的部分动力作用,从而提高隧道结构的抗震能力;橡胶减震层对隧道地震加速度的影响与地震波作用方向有关;橡胶减震层的减震效果受激振强度影响较为显著,低强度激振时其减震效果要优于高强度激振.     

空中爆炸冲击作用下不同接头形式埋地管线动力响应的对比试验研究

为探明爆炸冲击条件下管线接头部位受力变形的特点和规律,在室内爆炸试验碉堡测试系统内分别对直管线、带直接头和弯头管线动力响应情况进行对比试验研究,测试了接头连接处迎爆面及其背面的轴向应变,并对测试结果进行了对比分析。结果表明,管径突变会产生应力集中,接头部位是管线系统的薄弱环节;接头的厚径比是影响接头部位防爆抗震性能的重要参数;接头的类型是影响管线系统防爆抗震性能的重要因素,在管线设计中要尽量减少弯头数量,设置橡胶软接头可增强管线系统防爆抗震性能。     

Wave processes in solids with defects

The propagation of plane harmonic waves in viscoelastic and elastoviscoplastic materials are studied using the equations of the field theory of defects, the kinematic identities for an elastic continuum with defects, and the dynamic equations of gauge theory. Wave propagation velocities and refraction and absorption coefficients are determined. The structure of the waves and the correlation between the displacement waves and the defect-field waves determining plastic deformation are analyzed. __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 49, No. 6, pp. 190–197, November–December, 2008.     

Numerical Investigation of the Temperature Macroparameters in a Shock Wave in a Binary Gas Mixture Using the Kinetic Boltzmann Equation

The effect of the Mach number and the concentration and mass ratios on the behavior of the parallel, radial, and total temperatures of the components in a shock wave in a binary gas mixture is studied. The results obtained are compared with the theoretical and experimental results of other investigators.     

弹性波理论教学之弯曲边缘波

在现有的弹性波理论教学中,关于弯曲波的内容相对较少,尤其缺乏关于弯曲边缘波的介绍。本文旨在填补这一教学空白,深入探讨弯曲边缘波的发现历程以及后续教学、研究的方向。同时,本文还推导了边缘波沿半无限板自由边传播的特性,并利用在自由边处构造弱刚度条带实现了对边缘波的增强引导。通过这些内容,我们希望在弹性波理论课程中增加对弯曲边缘波的教学,补充完善弯曲波的理论体系,以帮助学生更全面地了解这种特殊形式的弯曲波,从而加深对弹性波的理解。     

蜂窝材料的弹性波传播特性

通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性. 采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构------正方、三角与六角排列的铝(Al)和聚丙烯(PP)蜂窝材料的频散关系,并进行了比较分析. 结果显示:结构形式的不同显著地影响其波动特性,而制作材料的不同则没有影响;3种结构形式都不存在完全带隙,但正方和三角形结构在一定的传播方向范围内存在方向带隙,而六角形结构则在任何方向都不存在方向带隙;与正方结构相比,三角结构在相同孔隙率下,在更广的传播方向内和更低的频率下,能产生较宽的方向带隙.      

论心脏功能的“泵说”与“波说”

分析了心脏功能的“泵说”和“波说”。研究表明,心脏扮演的角色实际上不是泵,而是脉搏波发生器,产生一系列携带能量的脉搏波。每个脉搏波由升支和降支组成。前者对应于加载过程：压力、粒子速度、能量和血氧饱和度均随时间升高。而后者则对应于卸载过程：压力、粒子速度、能量以及血氧饱和度都下降,直至为零。因此,“泵说”中诸如Windkessel效应、一机二泵和舒张泵等概念都难以成立。所谓约1.5 W的心脏功率实质上表征了每个脉搏波的功率。针对脉搏波是流-固耦合和纵波-横波耦合的复杂波之特征,研究表明,能量的主要部分(99.99%)由横波携带,它沿固体血管传播,损耗低,效率高。研究还表明,血管分支处广义波阻抗的增大有助于抵消脉搏波传播中的衰减耗散,升高传入血管分支的脉搏波脉压,可视为人体的一种自我调节机制。

     

钻孔爆破中炮孔堵塞效果及堵塞长度的研究

基于炮孔爆破的特点,利用爆破理论和应力波理论,分析了炮孔堵塞物的作用机理、受力情况及在炮孔中的运动过程,推导出了炮孔堵塞长度的计算公式,并在此基础上对炮孔堵塞及堵塞对爆破效果的影响进行了实验,实验结果表明了钻孔爆破中炮孔堵塞的重要性和必要性．研究结论可为爆破参数设计提供理论依据．     

岩石冲击凿入过程的随机分析

利用一个典型凿岩机的测试结果,对其入射应力波形的随机特性进行了分析,给出了各类凿岩机入射波的最大应力和冲击能量的随机分布,从而揭示了各类凿岩机品质特性的物理实质。还对岩石凿入过程的随机特性进行了分析,导出了凿深的随机分布特征,揭示了输出方差和的相关性,可以作为凿入系统合理匹配的依据。