提高学生综合、设计性实验能力的探索

实验教学的基本任务是发展学生智力，培养学生科学实验、工程实践的基本方法与技能，激发学生的创新思想与能力，其最终目的是提高学生的动手能力、实验能力、分析问题、解决问题及创新能力。适应新形势下人才培养的要求，探索和实践有利于培养学生创新意识、创新能力的实验教学方法，对高等学校的培养质量和学生综合素质的提高，都具有积极的推动作用。山东农业大学机电学院结合实际，在提高学生综合、设计性实验能力方面进行了有益的实践与探索，收到了良好的效果。     

基于突变理论的液化评估方法

作为众多突变类型的一种形式,尖点突变模型由于其优良的性质而广泛应用于生物学和社会科学,近年来又有越来越多的学者用尖点突变模型来研究工程实际问题。本文基于地震液化的基本机理和突变理论的特点,以土体的抗液化能力和土体得到的地震能量为控制变量,以孔隙水压力发展为状态变量,建立了地震诱导的孔隙水压力发展模型。宏观震害调查结果和本文的计算结果对比表明,本文建议的方法方便、可靠,是一种理想的液化评估方法。     

考虑持时作用的地震能量表达式

由于地震的极度复杂性，目前基于应力法的考虑地震作用的土木工程研究工作相当复杂且误差较大，因此能量法作为一种标量方法应运而生。在评估地震能量强弱时，持时与震级和频率特性一样是一个重要指标，然而目前通用的地震能量表达式没有考虑持时的效应。利用统计方法建立了震级、持时半对数关系表达关系式，与文献提供的数据相比，此方程具有更小的残差和更高的相关系数。地震能量公式经此关系式修正之后，对能量的预测与评估更加准确。本文的结果对于工程抗震、隔震和液化研究具有理论与实际意义。     

隧道中高速列车震动所产生的路基动应力集中

针对高速列车产生的震动,基于弹性波的散射理论,采用波函数展开法,研究了隧道中板型路基上的圆孔对SV波的散射和动应力集中,得到了问题的解析解,给出了路基中动应力集中因子的数值解,分析了路基的剪切模量的大小、波数等对动应力集中的影响.通过数值计算分析表明,板型路基的剪切模量的大小、波数等是影响动应力集中的重要因素,为隧道中板式路基的高速列车震动评价和地震评价提供了理论依据.     

饱和粘土一维固结系数的非线性研究

采用粘土的半对数压缩曲线、修改后的达两定律、挖孔隙比与渗透系数和塑性指数之间的关系式等，推导了饱和粘土在考虑几何非线性、起始水力坡降和渗透系数非常数情况下维渗流固结系数的表达式。公式表明，固结系数是有效应力和孔隙比的函数，同时与土的初始孔隙比、压缩指数、塑性指数等有密切关系；固结系数随有效应力或孔隙比的变化而变化，其趋势由压缩指数和塑性指数之间的关系决定，对大多数粘土，固结系数随有效应力的增大而减小。上述结构与时间对数法和时间平方根法很好吻合。     

尖点突变模型在平板荷载试验中应用及预测研究

根据静力荷载试验曲线的特点,定性地分析了利用尖点突变模型表达荷载-沉降曲线的可行性. 通过坐标变换导出平板荷载试验的荷载-沉降曲线方程在沉降量、施加荷载及承载力因子三维空间中的表达式. 根据土的破坏条件,确定出相应参数并建立其尖点突变模型. 利用该突变模型对已有的试验进行了预测,预测结果和试验结果吻合较好.     

基于尖点突变模型的地震液化和孔压研究

地震液化是一种严重的自然灾害，然而如何准确判断液化目前作的还很不成功。本文以经过持时修正的能量函数和经过粘粒及上覆压力修正的标贯击数为控制变量，以孔压发展为状态变量，根据液化的物理意义、室内孔压发展曲线的特点和国内外实测液化资料，建立了基于修正Zeeman突变方程的孔压液化发展模型。在此基础上，利用统计学中控制“弃真”概率的方法，确定了分叉曲线和新旧坐标之间的转换关系并且从统计的角度给出了不同土的孔压发展曲线。从孔压发展曲线看，对于R＞0的任何土，超静水压力均达不到1，其实这正好反映了宏观液化现象。在宏观震害中，只要有喷水冒砂现象即认为是液化，超静水压力只要能克服埋深而无须达到上覆压力即可使地下水到达地面从而显现宏观液化现象。检验结果表明这一模型是合理的。     

细长杆屈曲后中点位移的确定

利用精确的曲率表达式建立了Euler杆在考虑几何非线性时的微分方程,编制了求解程序,通过算例揭示了压力大于分叉荷载时压力与中点屈曲位移的关系.研究表明,当压力达到分叉点时,Euler杆不但不会丧失承载力,相反其承载力却有一定程度的增长.研究结论与实验结果完全吻合.     

考虑固结效应的筏板基础与地基共同作用弹塑性数值分析

地基固结作用呈现明显的非线性特征,对建筑物沉降变形的影响不容忽视,为此,基于Biot固结理论,对于地基土采用Mohr—Coulomb理想弹塑性模型,对筏板基础与地基共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析．计算结果表明地基中孔隙水压力的消散及其相关的Mandel—Cryer效应与筏板基础的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,地基固结作用对筏板-地基共同作用体系的内力变形特性具有显著的影响．因此,在结构-地基相互作用分析与工程设计中考虑地基固结效应是十分必要的．     

深埋偏压小净距隧道施工力学特征数值模拟研究

以瑞赣高速公路峡山隧道区间为工程背景, 针对小净距双洞并行隧道的复杂 受力状态, 采用有限元法对深埋条件下的小净距段偏压隧道采用不同施工方案进行数值模拟. 对双侧壁导坑法、CD法和上下台阶法等不同的施工方法对围岩应力、围岩变形、锚喷支护体 系结构内力、拱顶位移及围岩稳定性进行对比. 分析不同方案下开挖前、后隧道围岩与支护 结构的位移、应力变化规律. 在此基础上对不同方案施工过程对隧道中间夹岩的力学行为进 行分析, 提出了隧道中间夹岩薄弱面的概念, 更加明确了该工程地质条件下隧道夹岩的薄弱 控制面. 并以此为依据指导工程施工, 在实际施工中取得了较好的效果.