考虑温度效应的沥青混合料粘弹性力学模型

提出一种同时考虑时间和温度效应的沥青混合料本构模型,基于传统的Burgers模型,得到新模型的粘弹性力学参量.采用4种温度下的实验数据对模型参数进行标定,运用新的本构模型对实验结果进行拟合,拟合曲线比传统的Burgers模型拟合曲线更加吻合实验数据,能更好地反应沥青混合料的物理力学行为,同时新模型的物理意义更明确.本模型为进一步研究沥青路面的路用性能和破坏机理提供了新的理论工具,丰富了粘弹性力学理论.     

辛体系下曲线形水中悬浮隧道对波浪激励的动力响应研究

在哈密顿体系下建立曲线形水中悬浮隧道的运动方程,即哈密顿正则方程.用哈密顿混合能变分原理处理曲线形水中悬浮隧道的两端边界条件以及径向布设的张力腿弹性支承,建立满足边界条件的线性方程组,采用分离变量法和本征向量展开法求解哈密顿正则方程.为曲线形水中悬浮隧道的动力响应分析提供一类方法.最后结合案例,运用辛方法分析波浪作用下曲线形水中悬浮隧道的弯矩和扭矩,结果表明,可以忽略扭矩对弯矩的影响.     

计及轴向压力的方管节点塑性铰线模型

塑性铰线分析模型已成功用于估计由弦杆表面屈服控制的各种管节点的强度;然而弦杆自身的轴向压力对节点承载力的影响仍然是用一个经验折减系数来考虑的.为了计算在轴向压力作用下沿倾斜塑性铰线的极限弯矩,研究者们提出了各种理论模型.该文对这些模型进行了分析和对比.结果表明,采用简化假设的阶梯形塑性铰线模型用于评价T形方管节点的强度与试验结果和有限元计算结果符合得最好.     

老化作用下沥青集料界面力学行为研究

为了探究老化对沥青混合料界面力学性能的影响,将不同温度老化处理的沥青制成的三明治试件进行剪切试验以模拟实际路面发生的破坏情况。通过分析应力-剪切位移的关系与界面破坏情况,研究在不同程度老化作用下沥青集料界面剪切破坏与沥青内部剪切破坏机理,并根据本试验的情况在已有的模型基础上完善出相对符合本试验的理论模型。试验结果表明:每组试验均产生单波峰与双波峰曲线,通过开尔文模型可知,之所以出现双波峰情况,是沥青弹性与粘性的共同作用导致的。随着沥青老化程度的加深,沥青流变性能降低,沥青集料界面的粘附性呈下降趋势,沥青的凝聚性呈先下降后上升趋势,老化加深到一定程度时,双波峰迅速减少,单波峰迅速增加,原因是随着老化程度的加深,沥青凝聚性反向增强,界面破坏只发生在沥青集料界面。     

随机地震激励下水中悬浮隧道的动力响应

将张力腿定位的水中悬浮隧道结构简化为弹性简支梁和弹性支撑刚性梁的叠加,基于Euler(欧拉)梁理论给出悬浮隧道管段受迫振动时的运动方程,等效线性化处理动力方程非线性项;采用虚拟激励模拟随机地震输入,数值模拟平稳随机地震下水中悬浮隧道管体的动力响应,给出管段的位移功率谱.通过位移功率谱分析表明:随着消能连接装置阻尼系数和张力腿弹簧系数的增大,管段的动力响应减弱,其中张力腿的刚度对悬浮隧道管体的震动影响较为显著.     

冲击荷载作用下水中悬浮隧道的位移响应

建立冲击荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道简化为等距离弹性支撑梁,通过Galerkin(伽辽金)法求解悬浮隧道的振动位移方程,数值模拟悬浮隧道跨中时程响应,分析张力腿竖向刚度、冲击物质量、冲击速度对悬浮隧道跨中位移的影响.结果表明:冲击荷载作用下,张力腿竖向刚度对悬浮隧道位移响应的影响显著,但具有极限性.其次,冲击物质量和冲击速度也会显著影响悬浮隧道的跨中振动位移.研究结论为未来悬浮隧道的研究和建设提供重要的理论参考.     

海洋内波和洋流联合作用下水中悬浮隧道的动力响应

基于势流函数理论建立层化海洋内波流场,采用Morison方法考虑内波和洋流联合作用力,建立悬浮隧道-流体相互作用非线性振动数学物理模型.运用Galerkin(伽辽金)法数值求解振动微分方程,研究海洋内波和洋流共同作用下水中悬浮隧道的多模态动力响应行为.通过对拟建隧道实例的计算分析,结果表明:第一阶模态对位移响应贡献最大,在内波、洋流联合作用下,海洋内波的作用不可忽视,使第一、三阶模态的幅值都有大幅度增加,且反映出强非线性.研究成果为悬浮隧道结构荷载分析及复杂环境下海洋工程结构物所受环境荷载的研究提供有益探讨.     

水中悬浮隧道的空间曲线结构运动方程

借助参考直线坐标系,求解空间曲线结构在曲线坐标系中的几何方程.运用Hamilton原理推导空间螺旋曲线梁结构的运动方程.方程表明空间曲线结构4个自由度相互耦合,当结构退化为平面曲线结构时,两个相互垂直平面内的各自由度相互耦合.空间任意曲线梁结构的动力方程均可按照该文推导思路得出.对于水中悬浮隧道结构,可以忽略转动动能对振动的影响.     

Dynamic equations for curved submerged floating tunnel

In virtue of reference Cartesian coordinates,geometrical relations of spatial curved structure are presented in orthogonal curvilinear coordinates.Dynamic equations for helical girder are derived by Hamilton principle.These equations indicate that four generalized displacements are coupled with each other.When spatial structure degener- ates into planar curvilinear structure,two generalized displacements in two perpendicular planes are coupled with each other.Dynamic equations for arbitrary curvilinear structure may be obtained by the method used in this paper.