Coordinative similitude law considering fluid‐structure interaction for underwater shaking table tests     

Zhong‐Xian Li  Kun Wu  Yundong Shi  Ning Li  Yang Ding 《地震工程与结构动力学》2018,47(11):2315-2332

Generally, when a model is made of the same material as the prototype in shaking table tests, the equivalent material density of the scaled model is greater than that of the prototype because mass is added to the model to satisfy similitude criteria. When the water environment is modeled in underwater shaking table tests, however, it is difficult to change the density of water. The differences in the density similitude ratios of specimen materials and water can affect the similitude ratios of the hydrodynamic and wave forces with those of other forces. To solve this problem, a coordinative similitude law is proposed for underwater shaking table tests by adjusting the width of the upstream face of the model or the wave height in the model test to match the similitude ratios of hydrodynamic and wave forces with those of other forces. The designs of the similitude relations were investigated for earthquake excitation, wave excitation, and combined earthquake and wave excitation conditions. Series of numerical simulations and underwater shaking table tests were performed to validate the proposed coordinative similitude law through a comparison of coordinative model and conventional model designed based on the coordinative similitude law and traditional artificial mass simulation, respectively. The results show that the relative error was less than 10% for the coordinative model, whereas it reached 80% for the conventional model. The coordinative similitude law can better reproduce the dynamic responses of the prototype, and thus, this similitude law can be used in underwater shaking table tests.  相似文献   

考虑劣化屈服老化裂纹后混凝土水库堤坝排水边坡抗震性研究          下载免费PDF全文

石晶  李伟 《地震工程学报》2019,41(6):1506-1513

针对在水库堤坝排水边坡混凝土裂纹的抗震性研究中,未考虑岩土体抗剪强度参数的劣化屈服效应以及混凝土裂纹的老化,存在抗震性判断结果准确率较差等问题,提出水库堤坝排水边坡混凝土考虑老化后产生裂纹的抗震性能研究方法。模拟强震下边坡混凝土的开裂破坏过程,根据D-P屈服准则,实现对闸墩混凝土材料的屈服判断。采用薄层整体单元模拟和分离式裂纹单元,实现混凝土裂纹的数值模拟,加载地震波后,获取混凝土裂纹的强震响应规律与破坏特征。实验结果可知,本文方法对坝体位移变化的研究精度高,得到的混凝土裂纹扩展范围更为准。运用本文方法对水库堤坝排水边坡混凝土的抗震性研究准确率以及可信度较高,说明本文方法具有一定的可取性。  相似文献   

海底爆破振动强度衰减规律及中华白海豚保护措施研究     

费鸿禄  关福晨  包士杰  肖绍青 《海洋通报》2019,38(4):405-414

为确保海底爆破施工所诱发的振动不对中华白海豚造成危害,基于量纲分析法对萨道夫斯基经验公式进行修正,建立适用于预测海底爆破质点峰值振动速度的相似准数方程。在此基础上根据现场试验数据进行非线性回归运算,得到相关参数并分析了海底爆破振动强度衰减规律。分析表明:海底爆破质点峰值振速主要由单段装药量、监测点距爆心水平距离、覆盖层厚度及海水深度等因素决定。将参数值分别代入萨氏公式及新建公式计算预测值并进行误差估计,其平均误差分别为20.3%和10.0%,新建公式提高了对质点振速预测的准确性。利用新建公式及超压内安全振速估算保护中华白海豚的安全距离并提出相应的保护措施,为同类工程施工提供理论参考依据。  相似文献   

水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则     

汪杰  宋卫东  谭玉叶  付建新  曹帅 《岩土力学》2019,40(5):1731-1739

以矿山分层充填为背景，针对水平分层充填体，提出了初始分层损伤、荷载损伤与总损伤的概念；利用损伤力学理论，考虑分层效应，建立了充填体损伤演化及本构模型；基于全微分方法构建了考虑分层效应的充填体强度准则。开展了不同分层充填体力学特性试验。研究结果表明：所建立的分层充填体损伤本构模型及强度准则理论曲线与试验曲线高度吻合，验证了模型的正确性；初始分层损伤随分层数增多，呈现 的二次多项式递增，分层效应与荷载耦合作用劣化了充填体总损伤；充填体总损伤率呈先增大后减小趋势。在峰值之前，分层数越多，则总损伤率越大；而峰值之后，分层数越多，则总损伤率越小，且总损伤率最大值随分层数增多而增大。  相似文献   

压剪作用下多节理类岩试样力学性质及破坏判据     

高青鹏  曹平  王飞  王柱 《岩土力学》2019,40(3):1013-1022

为研究骨料粒径及节理倾角对岩体的力学性质影响，采用两种不同粒径骨料的砂浆制作不同倾角平行节理试样进行压剪试验，并利用声发射系统监测试样加载过程。试验结果表明：骨料粒径增大，试样的峰值剪切强度增大；随节理倾角增大，粗颗粒试样的峰值剪应力呈先增加后减小的趋势，细颗粒试样的峰值剪应力呈增―减―增―减的规律；声发射计数随试样加载呈现规律变化，其在试样峰值剪应力后达到最大值。利用Mohr-Coulomb破坏准则建立岩石压剪断裂判据。经分析，裂纹尖端应力强度因子比值 值只与岩石材料的内摩擦角 有关，且 值随内摩擦角 增加而增大。  相似文献   

端帮开采下煤柱破坏宽度计算及失稳机制研究     

王瑞  闫帅  柏建彪  常治国  宋远霸 《岩土力学》2019,40(8):3167-3180

针对大型露天矿开采后残存的大量端帮滞留煤进行开采时，确定留设支撑煤柱的合理宽度一直是端帮采煤工艺高效应用推广的突出难题。将端帮开采工作面假定为无限大板上相隔一定间距的共线裂纹，基于断裂力学Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹模型，运用Hoek-Brown与Mohr-Coulomb破坏准则，分析了支撑煤柱边缘的应力分布规律，建立了支撑煤柱边缘破坏区的边界方程，进而得到了不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的表达式。结合不同破坏准则下支撑煤柱破坏宽度的理论表达式与煤体破坏间所确定的表征其不同状态的3组特征参数，进行了曲线规律显现。依据不同破坏准则下所显现的曲线规律，分析了留设煤柱宽度 、采硐宽度 、煤层埋深H及煤层倾角 等独立因素对支撑煤柱破坏宽度 的影响规律，同时将工程实例数据分别代入不同准则下所得的理论表达式。理论结果和实测数据表明，Hoek-Brown破坏准则的运用更为符合现场煤柱破坏演化规律及适合节理岩体破坏的分析。此外，结合煤柱稳定性研究中的极限破坏理论和渐近破坏理论，描述了煤柱失稳破坏机制及过程。为端帮开采中支撑煤柱的合理宽度设计及煤柱破坏的理论分析中的准则运用提供了新思路，为推广端帮开采工艺的应用提供指导意义。  相似文献   

基于DFT模型的大场景InSAR图像配准     

韦顺军  唐欣欣  张晓玲 《遥感学报》2019,23(5):859-870

图像配准是实现干涉合成孔径雷达(InSAR)高精度相位提取及地形高程反演的关键,大场景图像的高效高精度配准成为近年高分宽幅InSAR成像应用研究的难点问题之一。由于大场景图像中不同区域偏移量及变化规律差异较大,传统最大相干系数配准方法需多分块及插值处理,面临计算量大且配准精度低等问题。针对此问题,本文提出一种基于DFT模型的大场景InSAR高效高精度图像配准算法。该方法利用最小均方差准则构建InSAR复图像配准的DFT模型,采用四叉树自适应分块及矩阵相乘DFT快速重采样配准方法,实现大场景InSAR图像各子块区域的高效高精度亚像素配准。仿真和实测数据验证本文算法的有效性,结果表明该算法不仅可实现大场景InSAR复图像亚像素级配准,还具有较高的运算效率,其运算效率相对于传统FFT配准方法通常可提升3倍以上。  相似文献   

盐岩蠕变相似模型及相似材料研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

任松  郭松涛  姜德义  杨春和 《岩土力学》2011,32(Z1):106-110

相似材料模型试验是研究岩土工程的重要手段之一。基于相似理论,应用量纲分析法,推导考虑盐岩蠕变特性的相似模型,得到相关参数的相似判据,并以不同粒径的工业盐、精铁粉为骨料,环氧树脂、乙二胺为黏合剂构成相似材料,经过大量的材料配比力学试验,得到了一种基本满足金坛盐岩蠕变相似模型要求的材料配比,为开展盐岩地下油气储库建造及运营期的变形、破坏相似材料模型试验打下了坚实的基础。  相似文献   

岩土材料的各向异性强度准则     

高智伟  赵吉东  姚仰平 《岩土力学》2011,32(Z1):15-19

岩土材料的强度往往表现出很强的各向异性,而已有的各向同性强度准则不能够描述这一特性。提出一个岩土材料的各向异性强度准则。为了描述材料的各向异性,引入了一个由应力张量和组构张量的联合不变量表达的各向异性参数。该参数可以描述加载方向和材料组构方向的夹角。强度准则是基于材料在子午面和偏平面上的破坏特性而建立的,这为描述广义的材料强度各向异性提供了方便。与原各向同性强度准则相比,各向异性强度准则只引入了两个新的模型参数,而且所有的模型参数都可以通过常规的室内试验结果确定。该准则的预测结果与砂土、黏土、天然黏土和岩石的试验结果比较表明,它能够很好地描述岩土材料强度的各向异性。  相似文献   

泥岩渗流-应力耦合蠕变损伤模型研究(Ⅰ):理论模型   总被引：1，自引：1，他引：0  

贾善坡  陈卫忠  于洪丹  李香玲 《岩土力学》2011,32(9):2596-2602

在室内和现场试验的基础上,根据泥岩的非线性蠕变变形特点,构造了基于摩尔-库仑准则的蠕变势,建立了泥岩非线性蠕变损伤本构模型及其损伤演化方程;对泥岩裂隙自愈合机制进行了探讨,得到围压、孔隙水和饱水时间是影响裂隙愈合的主要因素,通过引入愈合应力和水化学愈合因子的概念,建立了泥岩渗透性自愈合模型。研究结果表明,泥岩非线性蠕变是其内部结构损伤在蠕变过程中的综合表现,泥岩的蠕变速率不仅与应力水平、时间相关,而且还与累积蠕变变形密切相关,提出的模型能较真实反映泥岩蠕变变形过程、损伤演化、渗透性演化和裂隙自愈合,且材料常数较少,便于从实验数据中获得。文中涉及到的数值算法、程序实现、模型参数的确定以及工程应用将在本文的Ⅱ部分给出。  相似文献