Winkler地基上变厚度圆板的轴对称弯曲

本文提出了Winkler地基上变厚度圆板轴对称弯曲的传递矩阵算法。首先,根据贝塞尔函数理论获得了等厚度圆板和环板单元在任意荷载作用下轴对称弯曲的解析解,这些解均由通解和特解两部分组成。基于这些解析解,导出了等厚度圆板和环板单元的传递矩阵。然后沿径向将变厚度圆板划分成一个等厚度圆板单元和一系列等厚度环板单元,应用传递矩阵算法原理获得了变厚度圆板的整体传递矩阵。引入圆板的边界条件,给出了该板每条节线上的挠度、径向转角、径向弯矩和径向剪力。最后,讨论了受均布荷载作用的简支线性变厚度圆板的弯曲,将本文数值解与解析解进行比较,证实了本文方法的有效性,并简要地讨论了地基参数对板挠度和径向弯矩的影响。     

环形板与扇形板弯曲问题的级数解

由板的基本方程,将位移和荷载沿环向展开为傅里叶级数,可得用傅里叶级数及多项式表示的环形板和直边简支的扇形板的级数解.还用富里叶级数处理沿径向分段连续荷载的问题.     

分析圆板横向振动的动态有限条法

本文首次将动态有限元法应用于轴对称圆板的振动特性分析,采用了位移函数沿周向按三角级数展开的环板弯曲单元,发展成为只需沿径向划分单元的动态有限条法。用单元谐振变形作为形状函数,按频率的升幂级数展开,建立了动态单元的质量和刚度矩阵,并使它的特征值求解问题与常规分析方法相协调。     

弹性地基上含孔隙功能梯度材料板的自由振动和动力响应

为研究弹性地基上含孔隙的材料特性沿厚度呈Sigmoid函数变化的功能梯度材料(S-FGM)板的振动特性,本文基于改进的Voigt模型,分别建立了孔隙为均匀分布和非均匀分布两种类型的功能梯度材料的物性参数模型.根据复合材料薄板理论导出了弹性地基上含孔隙的功能梯度材料板的运动方程,用伽辽金法寻求四边简支边界条件下板自由振动...     

基于物理中面与高阶剪切变形理论FGM圆板的后屈曲分析

本文假定FGM材料的主要参数是温度相关的,且沿板的厚度发生变化,基于物理中面与高阶剪切板理论,用多级数Ritz法分析了在径向压力作用下的FGM圆板后屈曲,以及在热场作用下FGM圆板热后屈曲力学行为.并且进一步详细地讨论了不同边界条件、热场、体积分数对后屈曲力学行为的影响.值得特别指出的是,具有可移动简支边界的FGM圆板受边界径向轴力作用在物理中面与几何中面下的后屈曲载荷-挠度曲线结果比较在文献中具有创新性,有助于澄清在文献中所存在的一类典型错误.此外,本文所采用的多级数Ritz法,可以计算屈曲前耦合挠度的影响,该方法具有一定的创新性与优越性,并且值得进一步推广.     

冷却塔环形基础板的平面应力分析

本文研究了冷却塔的基础环板在水平力作用下的应力分布状况,用弹性反力系数K模拟地基土在水平向的弹性性态,求得了问题的幂级数形式的解。本文探讨了基础环板内的应力分布与地基土的剪切弹性模量及基础板的杨氏弹性模量之间的关系。     

梯度波阻板的地基振动控制研究

波阻板(wave impeding block,WIB)隔振体系是一种有效的振动污染治理措施,虽逐渐被应用在工程实际中,但以往的研究多集中于单相固体均质材料的情形,而对材料特性沿空间连续变化的非均匀固体材料的波阻板隔振性能的研究相对较少.基于功能梯度材料(functionally graded material,FGM)特点,本文提出了以功能梯度波阻板作为隔振屏障的一类新型的地基振动控制体系.考虑在弹性地基内部设置梯度波阻板,基于线弹性理论,利用傅里叶积分变换,根据Helmholtz矢量分解原理,建立了弹性地基在动载荷作用下的回传射线矩阵法(reverberation ray matrix method,RRMM)计算列式.假设梯度波阻板的物理力学性质沿深度方向按幂函数连续变化,采用数值傅里叶逆变换获得了弹性地基的位移和应力等物理量的数值解.通过数值算例,与单相固体均质波阻板进行了对比,并分析讨论了梯度波阻板的材料梯度因子、埋深以及梯度波阻板厚度等物理力学参数对地基隔振性能的影响规律.结果表明,梯度波阻板能有效降低振动的振幅,与单相固体均质波阻板相比,梯度波阻板具有更好的减振隔振效果.地基的位移幅值和应力幅值随着梯度因子的增大而减小.梯度波阻板的隔振效果随着波阻板厚度的增大而提高,而随着梯度波阻板埋深的增大而降低.     

ANALYSIS OF GROUND VIBRATION CONTROL BY GRADED WAVE IMPEDING BLOCK

波阻板（wave impeding block,WIB）隔振体系是一种有效的振动污染治理措施,虽逐渐被应用在工程实际中,但以往的研究多集中于单相固体均质材料的情形,而对材料特性沿空间连续变化的非均匀固体材料的波阻板隔振性能的研究相对较少.基于功能梯度材料（functionally graded material,FGM）特点,本文提出了以功能梯度波阻板作为隔振屏障的一类新型的地基振动控制体系.考虑在弹性地基内部设置梯度波阻板,基于线弹性理论,利用傅里叶积分变换,根据Helmholtz矢量分解原理,建立了弹性地基在动载荷作用下的回传射线矩阵法（reverberation ray matrix method,RRMM）计算列式.假设梯度波阻板的物理力学性质沿深度方向按幂函数连续变化,采用数值傅里叶逆变换获得了弹性地基的位移和应力等物理量的数值解.通过数值算例,与单相固体均质波阻板进行了对比,并分析讨论了梯度波阻板的材料梯度因子、埋深以及梯度波阻板厚度等物理力学参数对地基隔振性能的影响规律.结果表明,梯度波阻板能有效降低振动的振幅,与单相固体均质波阻板相比,梯度波阻板具有更好的减振隔振效果.地基的位移幅值和应力幅值随着梯度因子的增大而减小.梯度波阻板的隔振效果随着波阻板厚度的增大而提高,而随着梯度波阻板埋深的增大而降低.     

横观各向同性弹性半空间地基上四边自由各向异性矩形薄板弯曲解析解

选用更具广泛性的横观各向同性弹性半空间地基模型,来分析四边自由各向异性矩形地基板的弯曲解析解．将异性薄板的弯曲控制方程,与基于横观各向同性弹性半空间地基位移解建立的板与地基变形协调方程相结合,先按对称性分解,然后用三角级数法,得出横观各向同性弹性半空间地基上四边自由各向异性矩形薄板的弯曲解析解,包括地基反力、板的挠度及内力的解析表达式．该解析解克服了数值法的弊端,取消了对地基反力的假设,板的内力及地基反力求解更切实际．算例结果与文献结果吻合良好,证明本文方法的可行性．     

层状横观各向同性地基上异性矩形薄板的弯曲解析解

选用更具广泛性的层状横观各向同性弹性地基模型,来分析四边自由各向异性矩形地基板的弯曲解析解。先基于直角坐标下横观各向同性体的静力胡海昌通解,借助双重傅里叶变换及矩阵传递法,获得层状横观各向同性地基的静力位移场和应力场;然后将异性薄板的弯曲控制方程,与基于层状横观各向同性弹性地基的位移解建立的板与地基变形协调方程相结合,先按对称性分解,再用三角级数法,得出层状横观各向同性弹性地基上四边自由各向异性矩形薄板的弯曲解析解,包括地基反力、板的挠度及板的内力的解析表达式。克服了数值法的弊端,取消了对地基反力的假设,且避免了矩阵指数函数的计算;同时考虑了地基的层状性及板和地基的各向异性,从而得到板的内力及地基反力更切实际的分布规律。算例结果与文献的有限元结果吻合良好,证明本文方法是切实可行的。     

基于框架优选的钻机底座结构动态设计研究

建立底座的三维有限元模型，通过对底座进行结构有限元动力分析，了解到底座的动态特征．在对底座进行有限元动力分析的基础上，研究了各个基本框架对底座的动力特性的影响规律．按照分析结果，可通过框架优选对钻机底座进行结构动态设计或动力修改，所提方法有一定的实用价值，可用于指导底座的结构动态设计或动力修改．     

桂林地区红土砾石层的工程地质特征及其应用

桂林地区的红土砾石层以其独特的工程地质特征引起了许多中外学者的注意, 对它的成因至今还存在争议。本文主要讨论红土砾石层的工程应用, 即不仅可作为一般低层建筑物的天然持力层, 而且可以作为沟、塘等低洼地带的回填土料 ;而且厚度较大的红土砾石层坚硬部分可作为桩端持力层。     

散粒体-贮仓结构-地基的动力特性分析

以筒仓模型结构为例，考虑到散粒体-结构-地基的相互作用，对弹性地基上筒仓内的散粒体的不同计算模型进行了多种工况、系统的有限元动力分析计算。通过与筒仓模型动力实验结果进行了比较，得出结论：在对地基施以水平激励时，弹性地基上筒仓的动力响应大于刚性地基上筒仓的动力响应，散粒体与仓壁的相对运动对筒仓结构有减振作用。     

Coupled rocking and sliding vibration response of a structure to harmonic horizontal ground motion

For a strip wall erected on a rigid strip foundation and supported by the surface of the ground, the dynamic soil-structure interaction under the action of the horizontal ground motion is investigated. The ground motion is idealized as vertically propagating, horizontal steady-state motion. Because the horizontal ground motion brings about the sliding vibration of the foundation as well as the rocking vibration, the coupled rocking and sliding vibration of the soil-structure system is considered in the present paper. For the contact between the ground and foundation, the following assumptions are made: 1) the contact is assumed to be welded, that is to say, the motion of the foundation is consistent with the ground; 2) the horizontal translation at each point on the bottom surface of the foundation is equal to a constant; 3) the distribution of the normal displacements under the foundation remains to be linear in the rocking vibration. For comparison, the case of uncoupled vibration is considered also. The use of Fourier transform method yields dual integral equations (for the case without coupling effect) or simultaneous dual integral equations (for the case with coupling effect). Both of them are solved by means of infinite series of orthogonal functions, the Jacobi polynomials. The numerical results show that there is a significant difference between the displacements of the foundation, the relative displacements of the top of the wall with respect to its base, and the distribution of contact stresses beneath the foundation, for the cases with and without coupling effect.     

A free rectangular plate on elastic foundation

In the theory of elastic thin plates, the bending of a rectangular plate on the elastic foundation is also a difficult problem. This paper provides a rigorous solution by the method of superposition. It satisfies the differential equation, the boundary conditions of the edges and the free corners. Thus we are led to a system of infinite simultaneous equations. The problem solved is for a plate with a concentrated load at its center. The reactive forces from the foundation should be made to be in equilibrium with the concentrated force to see whether our calculation is correct or not.     

弹性地基上四边自由的各向异性矩形板

通过叠加法得到了弹性地基上的各向异性矩形板的一般解。每个叠加解被展成重傅立叶级数，其自身或其一阶导数在边界上的值被展成单傅立叶级数。利用控制微分方程和一些边界条件，每个叠加解被简化成用边界值的级数的系数表示的傅立叶级数。文后给出了弹性地基上的方板的挠曲面图。     

组合结构支挡体系在杂填土层深基坑支护中的应用

在古城区建筑地基上部,广泛赋存以炉灰渣为主要成分的杂填土,其厚度不一。随着城市化进程的迅猛发展,旧城改造对高层建筑地下空间的充分利用提出了更高要求,特别是在周围恶劣环境条件下开挖空间,从理论、实践上深入研究闹市区杂填土深基坑,采用何种经济技术合理的支护方案问题十分突出。但各种深基坑支护方法都有其局限性,岩土工程师在确定方案时必须充分考虑当地工程地质条件、建筑物基坑特点,选择组合支护技术方法,方可达到事半功倍之目的。通过成功支护某杂填土深基坑工程实例,详尽阐述了杂填土的工程特性、锚拉钢板桩挡墙、土钉挡墙的基本参数选取、设计计算,可为类似岩土工程条件下的基坑支护方案选型和设计提供借鉴及参考。     

花岗岩残积土浅层地基承载力评价方法探讨

花岗岩残积土是一种特殊性土体, 是混粒土的一种特殊类型, 从而导致浅层地基承载力也具有特殊性。作者首先分析了现行实验评价方法的利弊关系, 以大量的野外实验和室内实验资料为依据, 确定了其它测试方法评价该类土体浅层地基承载力的可行性, 并提出了利用标准贯入试验击数确定浅层地基承载力的修改方案。并探讨了土体含水量和浅层地基承载力和这些影响因素之间的相互关系。     

济南市岩土地基工程地质环境质量分级与评价优势指标

随着城市化进程加快,济南市在城市建设中面临日益严重的环境工程地质问题。为了更好地服务于城市建设,做好岩土地基的工程地质环境质量评价与分区有重要实际意义。本文分析了济南市区的工程地质环境条件,研究了济南市区岩土地基工程地质环境质量评价模型与优势指标,并采用BP神经网络模型对济南市区的岩土地基工程地质环境质量进行评价与分级。     

A non-classical Kirchhoff plate model incorporating microstructure,surface energy and foundation effects

A new non-classical Kirchhoff plate model is developed using a modified couple stress theory, a surface elasticity theory and a two-parameter elastic foundation model. A variational formulation based on Hamilton’s principle is employed, which leads to the simultaneous determination of the equations of motion and the complete boundary conditions and provides a unified treatment of the microstructure, surface energy and foundation effects. The new plate model contains a material length scale parameter to account for the microstructure effect, three surface elastic constants to describe the surface energy effect, and two foundation moduli to represent the foundation effect. The current non-classical plate model reduces to its classical elasticity-based counterpart when the microstructure, surface energy and foundation effects are all suppressed. In addition, the newly developed plate model includes the models considering the microstructure dependence or the surface energy effect or the foundation influence alone as special cases and recovers the Bernoulli–Euler beam model incorporating the microstructure, surface energy and foundation effects. To illustrate the new model, the static bending and free vibration problems of a simply supported rectangular plate are analytically solved by directly applying the general formulas derived. For the static bending problem, the numerical results reveal that the deflection of the simply supported plate with or without the elastic foundation predicted by the current model is smaller than that predicted by the classical model. Also, it is observed that the difference in the deflection predicted by the new and classical plate models is very large when the plate thickness is sufficiently small, but it is diminishing with the increase of the plate thickness. For the free vibration problem, it is found that the natural frequency predicted by the new plate model with or without the elastic foundation is higher than that predicted by the classical plate model, and the difference is significant for very thin plates. These predicted trends of the size effect at the micron scale agree with those observed experimentally. In addition, it is shown both analytically and numerically that the presence of the elastic foundation reduces the plate deflection and increases the plate natural frequency, as expected.