检索结果-内蒙古大学图书馆

岩土力学 2024年第2期45卷 353-363,374页

作者：张思奇裴华富谭道远朱鸿鹄大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 香港理工大学土木与环境工程学系中国香港南京大学地球科学与工程学院江苏南京210023

由于孔隙分布曲线的复杂性,在非饱和过程中黏土的孔隙结构变化规律尚不明晰,这导致基于孔隙分布模型计算土-水特征曲线存在较大的误差。针对这一问题,基于干缩试验与压汞试验,对单孔与双孔结构重塑黏土在脱湿过程中孔隙分布曲线的变化... 详细信息

由于孔隙分布曲线的复杂性,在非饱和过程中黏土的孔隙结构变化规律尚不明晰,这导致基于孔隙分布模型计算土-水特征曲线存在较大的误差。针对这一问题,基于干缩试验与压汞试验,对单孔与双孔结构重塑黏土在脱湿过程中孔隙分布曲线的变化规律进行了定量分析。研究表明:在脱湿过程中孔隙分布曲线存在平移、缩放等变换。构建了t分布和双t分布函数,提取了孔隙分布曲线的自由度、峰值、峰值对应的孔隙直径作为特征参数来表征孔隙分布变化规律,发现了特征参数和土样孔隙比之间存在较好的线性关系。基于试验结果,建立了含水率-孔隙比-孔隙分布曲线关系,提出了一个考虑孔隙结构变化的重塑黏土土-水特征曲线计算框架。最后,与试验测得的土-水特征曲线进行比较,验证了所提出的计算方法的准确性。

关键词：黏土非饱和土孔隙分布曲线压汞试验土-水特征曲线干缩试验

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波流作用下平面网衣水动力特性数值模拟

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上海海洋大学学报 2024年第2期33卷 509-519页

作者：李娜李昕施伟柳春光大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所辽宁大连116024 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学深海工程研究中心辽宁大连116024

针对固定在钢框架上的平面网衣水动力特性进行研究,基于SACS,采用有限元Member单元建立网衣水动力荷载计算模型,利用参考文献中分别使用有限元Truss单元和Beam单元所建立模型的计算结果对该模型进行了验证。通过对比得出,在SACS中所建... 详细信息

针对固定在钢框架上的平面网衣水动力特性进行研究,基于SACS,采用有限元Member单元建立网衣水动力荷载计算模型,利用参考文献中分别使用有限元Truss单元和Beam单元所建立模型的计算结果对该模型进行了验证。通过对比得出,在SACS中所建立的平面网衣数值模型可以较为准确地计算网衣在波流下的水动力,初步证明了在SACS中建立大型钢结构养殖网箱+固定式海上风力机融合结构模型的可行性。进一步采用该数值计算模型对不同波流工况下网衣结构的水动力荷载进行计算,分析不同流速、波高和波周期下网衣受力的分布规律。由计算结果可知,随着海流流速、波高的减小和波周期的增大,网衣受到的水动力荷载呈现出逐渐减小的变化趋势,其中波周期的影响尤为显著,由于该参数的影响使得指定位置节点水动力荷载误差达80%;另外,波流作用下网衣结构受到的水动力荷载,最大受力位于网衣顶端两侧位置,波高对网衣上部受力影响更大。这些结果可为融合结构中网箱部分的设计提供参考。

关键词：平面网衣水动力荷载波流作用有限元法 Morison模型

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船舶应急抛锚沉贯过程动力大变形数值模拟研究

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计算力学学报 2025年

作者：刘福海李志轩易平国网经济技术研究院有限公司大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

海床中通常有管线、隧道以及光缆等结构物。如果船舶在该海域中应急抛锚，就应考虑船锚的沉贯是否对海底结构物的安全产生影响。通过大变形有限元模拟探究了船用霍尔锚在砂土中的抛锚沉贯深度和土体被扰动的深度，研究了抛锚速度、锚重... 详细信息

海床中通常有管线、隧道以及光缆等结构物。如果船舶在该海域中应急抛锚，就应考虑船锚的沉贯是否对海底结构物的安全产生影响。通过大变形有限元模拟探究了船用霍尔锚在砂土中的抛锚沉贯深度和土体被扰动的深度，研究了抛锚速度、锚重以及砂土相对密实度对沉贯深度和被扰动土体深度的影响。在大变形模拟中，采用应变软化的摩尔-库仑本构模型表征中密砂和密砂的应变软化与剪胀特性。数值模拟结果表明：17.8 t和42 t的船锚在砂土中的抛锚沉贯深度均小于2.0 m。根据数值模拟结果，建立了抛锚深度、锚的总能量(动能和重力势能)和砂土土性参数之间的经验公式。在对砂土中的船锚受力分析的基础上，结合牛顿第二定律建立了霍尔锚在砂土中动力贯入时的运动微分方程，实现了对锚的沉贯深度-下落速度曲线的预测。

关键词：霍尔锚抛锚深度砂土抛锚速度

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新型TDAB力学性能及其在双柱式桥墩减震中的应用

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工程力学 2025年第3期42卷 128-142页

作者：王德斌王英豪付兴孙治国张昕岳大连交通大学土木工程学院辽宁大连116028 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 防灾科技学院中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室北京101601

为解决传统位移相关型支撑在低强度地震作用下变形较小难以充分发挥其工作性能的问题,基于桥式放大工作机理提出了一种扭转位移放大型支撑(TDAB)。介绍了其基本构造、工作机理,基于弹性、弹塑性及完全塑性3个变形阶段推导给出了支撑理... 详细信息

为解决传统位移相关型支撑在低强度地震作用下变形较小难以充分发挥其工作性能的问题,基于桥式放大工作机理提出了一种扭转位移放大型支撑(TDAB)。介绍了其基本构造、工作机理,基于弹性、弹塑性及完全塑性3个变形阶段推导给出了支撑理论恢复力模型,通过数值模拟研究了不同初始放大角度下支撑的滞回性能、等效阻尼比和塑性变形,并对附加新型TDAB的双柱式桥墩进行抗震性能分析。结果表明:理论恢复力模型能够有效描述TDAB的滞回性能,与数值模拟结果吻合较好;随着初始放大角度α0的减小,TDAB屈服承载力、最大承载力、初始刚度和耗能能力均显著提高;合理设计传力转动板尺寸,支撑最大拉压荷载比能够满足规定限值1.3,但仍建议采用倒V形或人字形支撑布置形式,以满足结构在正、负两加载方向的均衡性抗震性能需求;将设有不同初始放大角度的TDAB应用于双柱式桥墩结构,TDAB展现出了良好的减震控制效果,附加新型TDAB的双柱式桥墩最大墩顶位移、墩底塑性转角和桥墩墩底剪力均明显减小,通过减小TDAB初始放大角度能够进一步提高双柱式桥墩的抗震性能。

关键词：位移放大扭转耗能恢复力模型数值模拟减震率

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逆流对不规则波中畸形波波形影响的实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2022年第1期37卷 66-72页

作者：夏维达董国海马玉祥陈卓大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

该文在二维波浪水槽中进行了不规则波与逆流相互作用的实验;分析了逆流的存在对不规则波列中出现的畸形态的影响。结果表明逆流会增加畸形波出现的概率;畸形波的波形以高波峰为主,能占总畸形波的85%以上。畸形波波峰前端相对陡峭,后端... 详细信息

该文在二维波浪水槽中进行了不规则波与逆流相互作用的实验;分析了逆流的存在对不规则波列中出现的畸形态的影响。结果表明逆流会增加畸形波出现的概率;畸形波的波形以高波峰为主,能占总畸形波的85%以上。畸形波波峰前端相对陡峭,后端较平缓;然而不同逆流流速下畸形波的平均波形差异不明显,与新波模型吻合较好;逆流对畸形波的平均波面影响很小,说明新波模型可以用来描述逆流存在下的畸形波波形。

关键词：波流相互作用逆流畸形波平均波形

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孔隙对粒状海冰单轴压缩强度影响的数值模拟研究

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海洋学报 2024年第6期46卷 40-50页

作者：吴家和王庆凯李金钊卢鹏李志军大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116023 自然资源部中国极地研究中心上海200136

强度是影响海冰与结构物相互作用关系的关键性质之一。海冰内部的卤水胞和气泡等孔隙结构对海冰的强度有重要影响。为从细观角度探究冰内孔隙含量、形状和尺寸等海冰结构参数对海冰力学性质的影响,基于离散元方法,建立了包含孔隙的数值... 详细信息

强度是影响海冰与结构物相互作用关系的关键性质之一。海冰内部的卤水胞和气泡等孔隙结构对海冰的强度有重要影响。为从细观角度探究冰内孔隙含量、形状和尺寸等海冰结构参数对海冰力学性质的影响,基于离散元方法,建立了包含孔隙的数值海冰模型,模拟粒状冰在平行和垂直冰面方向加载脆性破坏的单轴压缩过程。孔隙尺寸设置为符合均匀分布、标准正态分布和Gamma分布等不同随机分布类型。数值模拟试验结果表明孔隙率是影响海冰强度的主要因素,海冰单轴压缩强度和弹性模量均随孔隙的增加而减小。当压缩应力达到极值时,冰内裂缝迅速扩展。对于圆形孔隙,裂缝主要沿荷载施加方向开展,因此平行冰面方向试样破坏时多表现为大裂缝;对于椭圆形孔隙,裂缝易扩展形成裂缝带。当孔隙率相同时,孔隙尺寸随机分布类型和位置对单轴压缩强度和弹性模量影响不大,但影响冰内裂缝的扩展方式。

关键词：海冰孔隙单轴压缩强度弹性模量离散元

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泥浆SAP脱水试验研究

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大连理工大学学报 2023年第3期63卷 321-330页

作者：张金利翟浩宇侯栋友大连理工大学岩土工程研究所辽宁大连116024 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

通过试验研究了高吸水性聚合物(SAP)对泥浆的脱水效果.确定了SAP在自来水、海水、泥浆中的吸水量.探讨了泥浆初始含水率、SAP消耗率及脱水次数等因素对泥浆脱水效果的影响.建立了SAP消耗率与泥浆含水率间的试验关系.为分析脱水后的土样... 详细信息

通过试验研究了高吸水性聚合物(SAP)对泥浆的脱水效果.确定了SAP在自来水、海水、泥浆中的吸水量.探讨了泥浆初始含水率、SAP消耗率及脱水次数等因素对泥浆脱水效果的影响.建立了SAP消耗率与泥浆含水率间的试验关系.为分析脱水后的土样强度,开展了快剪与无侧限抗压强度试验.对SAP回收利用方法进行了初步探讨.试验结果表明,SAP在自来水、海水、1倍液限泥浆、1.5倍液限泥浆中的吸水量分别为155、18、13、43 g/g,表明溶液阳离子种类与水的存在状态显著影响SAP吸水量.SAP在泥浆中吸水时,可在8~12 h达到最大吸水量,脱水效率较高.当泥浆初始含水率分别为42.3%与63.5%(对应1倍与1.5倍液限)时,经SAP板4次与11次处理后,对应SAP消耗量分别占干土质量的0.33%与0.95%,含水率均可降到约35%,SAP消耗量少,脱水效果明显.快剪与无侧限抗压强度试验结果表明,脱水后,快剪强度参数cq=11.5~12.7 kPa,φq=4.9°~5.8°,无侧限抗压强度qu=20.9~24.6 kPa,强度提高较大,与真空预压法相比,SAP脱水快,脱水效果优.SAP水凝胶在5.0%NaCl溶液浸泡30 min,后轻热干燥,可有效回收SAP.

关键词：高吸水性聚合物含水率强度软土加固

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荷载作用下砂土边坡-管道相互作用试验研究

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岩土力学 2024年第5期45卷 1309-1320页

作者：喻文昭朱鸿鹄王德洋谢天铖裴华富施斌南京大学地球科学与工程学院江苏南京 210023 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连 116024

随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强.基于分布式光纤应变传感(distributedstrain sensing,简... 详细信息

随着我国西气东输、南水北调等重大工程的快速推进,埋地管道不可避免地会穿越高陡山区,并受到区域地形地貌的影响,而关于边坡-管道相互作用机制的认识还相对滞后,相关研究亟需加强.基于分布式光纤应变传感(distributedstrain sensing,简称DSS)、粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,开展加载工况下砂土边坡-管道相互作用的室内模型试验,探究了临坡地基极限承载力的影响因素,并研究了不同坡角下边坡土体变形破坏机制及埋地管道的结构响应特征.研究结果表明:(1)临坡地基经历了弹性压密、局部剪切和整体破坏3个阶段,并呈现不对称楔形破坏模式;(2)临坡地基极限承载力随着坡角的增大呈减小趋势,同一坡角下埋地管道的存在会降低临坡地基极限承载力;(3)管道对边坡滑裂面形成路径的影响程度随着坡角的增大而变大;(4)在荷载作用下埋地管道横截面环向应变呈"椭圆化"分布,据此提出了管周界面土抗力的简化计算模型与椭圆度计算式.相关结论对边坡-管道系统的变形控制与结构设计有一定的参考和借鉴意义.

关键词：埋地管道光频域反射(OFDR) 边坡-管道相互作用土抗力模型试验

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冰冲击荷载试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2022年第1期43卷 25-31页

作者：崔一诺张航卢鹏解飞王庆凯李志军大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

破冰船在破冰航行过程中与冰的作用速度已经超出了传统冰压缩强度试验的范围,为探究撞击作用下冰的破坏机制,于2019—2020年冬季在辽东湾滨海咸水湖取冰,使用自行研发的冰冲击试验机分别在5种冲击速度(1.2、2.5、3.1、3.6、3.9 m/s)、3... 详细信息

破冰船在破冰航行过程中与冰的作用速度已经超出了传统冰压缩强度试验的范围,为探究撞击作用下冰的破坏机制,于2019—2020年冬季在辽东湾滨海咸水湖取冰,使用自行研发的冰冲击试验机分别在5种冲击速度(1.2、2.5、3.1、3.6、3.9 m/s)、3种冲击头形状(圆盘形、半球形、楔形)以及9种冲击头尺寸(每种形状的冲击头直径或底边长3、5、7 cm)条件下对2种尺寸的冰样(7 cm×7 cm×17.5 cm,13 cm×13 cm×17.5 cm)开展了冲击试验研究。结果验证了试验设备和测试技术的可行性,同时表明大截面冰样受冲击后破坏程度较低,而所承受的冲击荷载较大。冲击头形状是影响冰样破坏形式的重要因素,在冲击动能和试样尺寸一致时,形状导致的试样破坏越严重,冲击荷载将越小。而对于同种类型冲击头而言,冲击速度较小时,冰样无明显破坏,冲击荷载随冲击速度增加而增加;当冲击速度较高时,冰样发生明显破坏,冲击荷载随速度的增加反而减小。

关键词：冰荷载压缩强度冲击试验动能速度破坏形式破冰船

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基于近场动力学理论与声发射技术的钢材裂纹扩展中能量释放特征研究

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计算力学学报 2024年

作者：霍林生黄颖任亮王靖凯李宏男大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室海洋石油工程股份有限公司

为揭示钢材裂缝扩展过程中的能量释放特征，本文基于经典的钢材本构函数与近场动力学理论构建了钢材损伤的能量释放模型。基于所提出的模型对钢板在单轴拉伸过程的能量释放进行了数值模拟，并开展了声发射试验进行验证。通过对比数值模... 详细信息

为揭示钢材裂缝扩展过程中的能量释放特征，本文基于经典的钢材本构函数与近场动力学理论构建了钢材损伤的能量释放模型。基于所提出的模型对钢板在单轴拉伸过程的能量释放进行了数值模拟，并开展了声发射试验进行验证。通过对比数值模拟和试验中的损伤情况及能量释放特征，表明两者在裂纹发展过程和损伤因子曲线趋势上存在良好的一致性，并且最大误差不超过10%，验证了所提出计算公式的准确性。本文研究表明，将近场动力学理论与声发射技术结合，以能量释放为指标可以实现钢板损伤的有效监测。

关键词：近场动力学声发射损伤监测钢材能量释放

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