国家自然科学基金(51174012)
- 作品数：25 被引量：67H指数：5
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- 确定土层自由场地震动的二维简化模型被引量：1
- 2014年
- 为了研究均匀土层自由场地震动的二维简化模型,首先利用弹性波动理论,得到土介质的二维波动方程,采用分离变量法来求解该方程,根据土层上下界面的边界条件确定土层竖向振动的特征频率和振型;根据波沿水平方向向无穷远处传播的衰减特性确定波沿水平方向衰减系数,得到土层自由场自由振动的相对位移的解析解。然后,采用振型叠加法求解强迫振动情况下的波动方程,得出二维情况下均匀土层在地震作用下沿水平方向相对位移的解析解。通过上述计算,得到了土层自由场地震动的二维简化模型。通过具体算例,分别对研究的二维简化模型与一维剪切梁模型进行了比较。比较结果表明,地下土层水平维度对于均匀土层自由场地震动反应的影响很小。
- 张进凡戚承志潘越峰徐琛刘旭
- 页岩水力压裂微裂纹扩展演化试验研究及力学机制分析
- 2023年
- 水力压裂技术在页岩气开采行业中应用广泛。然而,到目前为止压裂条件下裂纹扩展及渗透的力学机制尚不清楚。基于此,对页岩试样的水力压裂缝扩展演化及层理面激活的室内试验进行统计分析及力学机制的探讨。试验结果表明,页岩试样断面所观察到的微观尺度上的微裂纹并非宏观流体压力所致,因在试验中发现在微裂纹张开处产生压应力,与之相反的是:微裂纹是由扩展断裂前的拉应力集中产生的,这也意味着层理面激活是由沿层理面的裂缝扩展引起的。此外,对微裂纹长度的统计分析表明,页岩在断裂韧性方面表现出各向异性,并且垂直于层面的断裂扩展阻力比平行于层理面的断裂扩展阻力要大2倍之多。
- 屈小磊赫建明赫建明陈杰汤浩董如意
- 关键词：岩石力学页岩水力压裂应力奇异性
- 地下水位改变对地下结构及土体地震反应的影响被引量：1
- 2015年
- 利用FLAC3D软件,把土与地下结构的相互作用问题视为平面应变问题,分别采用Mohr-Coulomb本构模型和Finn本构模型来描述处于水位线上、下土体的非线性动力特性和孔隙压力的发展规律,对地震作用下的不同工况进行了数值模拟。结果表明:水位线上升,孔隙压力大幅度提高,孔压比增加,结构周围土体更容易发生液化;上下板和中柱的加速度峰值产生时刻与地震波峰值产生的时刻相同,而且水位变化对上下板和中柱的加速度影响不明显;底板两角隅处的应力大于中柱的应力,并且底板的主应力都随着地下水位的提升而增大。
- 孙健戚承志刘旭陈国兴
- 关键词：地下结构地下水位动力相互作用
- 含水率对于地下结构地震动力响应的影响研究被引量：1
- 2014年
- 含水率对土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角以及土体密度都会产生影响.密实度一定的情况下,黏性土的多种力学参数会随着最佳含水率的出现而出现"峰值"效应.利用FLAC3D差分软件对不饱和土在地震作用下的动力响应进行了模拟和分析,探讨了土中含水率对于地下结构地震动力响应的影响规律.结果表明,在最佳含水率附近,土层的性质对于地下结构的作用来说是最良好的,此时结构的内力可取得最小值;顶板和底板的相对水平位移变化不大,并且位移的数值随着含水率的增加而逐渐减小;土体和结构的加速度峰值都随着含水率的增加而呈减小的趋势.
- 孙健戚承志刘旭陈国兴
- 关键词：含水率加速度平面应力
- 浅埋地下结构底板在竖向地震作用下动力响应被引量：2
- 2015年
- 本文研究了地下结构底板在地震竖向分量作用下的动力响应。利用结构动力学和弹性力学的理论,得到底板的运动微分方程,根据边界条件确定底板在的特征频率和振型。针对输入的地震竖向分量的形式,采用分离变量法求解了强迫振动方程.计算时取前三阶振型,采用振型叠加法得到底板的相对位移和绝对位移,并进而求得底板的弯矩,利用求得的弯矩,可以求解底板的受力情况。通过底板的受力情况,可以直观地对地下结构底板进行评价分析,并且推进了地下结构底板抗震理论的研究和发展。
- 刘旭戚承志叶飞徐琛孙健
- 基于3D打印技术复制砂浆节理的剪切试验及峰值抗剪强度模型被引量：4
- 2020年
- 为进一步研究节理三维形貌特征与节理峰值抗剪强度的关系,首先采用巴西劈裂试验获取了自然劈裂岩石表面,通过三维扫描技术获取了节理面形态的高精度点云,通过逆向建模得到了自然岩石表面的立体模型,结合3D打印技术制作出了与自然岩石表面一致的PLA模具,以3D打印获得的底模通过水泥砂浆浇筑了含有自然结构面形貌的相似节理面试样。PLA模具与复制材料差异较大,复制材料在凝结过程中不易与PLA模具黏结,进而使脱模过程较为方便,不会破坏节理面。同时PLA模具可重复进行相似材料复制工作,具有可重复使用的优点。然后进行了具有5组形貌面的20个水泥砂浆节理面在4种不同法向荷载情况下的结构面剪切试验,得到了结构面剪切位移-荷载曲线。研究了结构面峰值抗剪强度、峰值位移、剪切刚度影响因素。节理经过剪切后形貌面出现不同程度的磨损,其磨损范围与等效高差分布范围基本一致,并且在等效高差为剪断破坏模式且成片的区域磨损较为严重。在新粗糙度指标基础上提出了新的峰值抗剪强度模型,经试验对比显示出新模型的有效性。在新模型基础上提出了一个简化模型。对比发现新模型简化后其计算精度较新模型有所降低但由于所需参数减小计算较为方便,新模型简化结果精度虽然有所下降但是还是比Barton公式精度高。
- 班力壬戚承志薛耀东燕发源姜宽李惊涛朱柄宇
- 拱式地铁站结构地震响应对比分析及结构优化被引量：3
- 2016年
- 用有限差分分析软件FLAC3D,建立了土-地铁站结构相互作用的非线性动力数值计算模型。分析了相同埋深及地质环境下,两种连拱式地铁站结构在不同地震动作用下的动应力、相对位移和加速度响应规律,总结了两种地铁车站结构形式在抗震性能方面的优缺点。并对Z1型地铁站的结构形式进行了两种优化,用数值方法检验了优化后车站结构的抗震性能。检验结果表明,优化方案B具有较好的抗震性能:在Kobe波作用下,Mises应力峰值下降14.8%,最大主应力峰值下降18.8%;在Loma Prieta波作用下,Mises应力峰值下降7%,最大主应力峰值下降23.2%。
- 周晔戚承志陈国兴陈苏
- 关键词：地铁车站地震反应
- 土-结构相对刚度对地下矩形结构地震反应影响规律的研究
- 本文针对矩形结构,采用拟静力方法详细探讨了土层刚度及土-结构相对刚度对结构地震反应的影响规律。结果显示:针对本文所研究的土体,地下结构设计时,要避开剪切波速为100 m/s范围的土体;对于土层刚度的选择最好控制在200～...
- 姚小彬戚承志罗健
- 关键词：相对刚度拟静力方法地震反应
- 文献传递
- 剪切变形和转动惯量对弹性地基梁结构体系动力特性的影响
- 研究了剪切变形和转动惯量对简支梁频率的影响,讨论了不同高跨比下Timoshenko梁自振频率与Euler梁自振频率比的规律。讨论简谐荷载作用下,剪切变形和转动惯量对梁结构内力的影响。研究表明,相对于惯性的影响,梁剪切变形...
- 韦洪刚戚承志杨秀仁
- 关键词：剪切变形转动惯量内力
- 文献传递
- 简支梁动力有限元最后两阶自振频率的误差源
- 本文以一简支梁为例,比较了采用动力学有限元计算的频率值和理论解得到的频率值,从比较中发现了一个现象:即不管划分多少单元,动力有限元算出来的最后两阶频率与精确解之间都相差巨大,从建立有限无法的运动方程和定解条件入手,并从数...
- 梁能山戚承志罗健
- 关键词：动力有限元自振频率误差源动力分析
- 文献传递
