摘要：中国近海海上风电机组开发建设中,大直径单桩基础形式使用占比超70%。现行p-y曲线设计方法主要适用于小直径柔性桩,对大直径单桩侧向及桩底受荷描述能力不足,导致其严重低估刚柔性桩和刚性桩(分别常用于中国和欧洲的近海风电工程)的变形和承载能力,过于保守的设计给海上风电降本带来挑战。为此建立了能以统一的方式预测柔性、刚柔性和刚性单桩水平单调受荷响应的“p-y+M-θ”模型,并将该模型推广到循环荷载下单桩的响应分析。通过与相关试验结果比对发现,“p-y+M-θ”模型能较为准确地预测桩基水平加载响应。力图为水平受荷单桩工程设计提供简洁而可行的响应分析方法。

摘要：碳封存是CO_(2)减排、缓解全球变暖等环境问题行之有效的方法。储层孔渗特性是决定CO_(2)封存效率的关键因素,其中,方解石型胶结酸蚀弱化是一种重要的影响机制,因而需要开展酸敏性弱胶结砂岩研究。开发酸敏性弱胶结人工砂岩制作方法,开展酸蚀过程酸敏性弱胶结砂岩变形分析,并探明酸蚀前后岩芯渗透率变化规律。首先,基于响应面法设计试验,研究不同脲酶活性、胶结液浓度、脱脂奶粉浓度对酸敏性弱胶结人工砂岩强度影响规律,建立考虑多因素的酸敏性弱胶结人工砂岩回归模型。其次,开展不同应力下酸敏性弱胶结人工砂岩酸蚀渗流试验,分析酸蚀过程岩芯变形规律:酸蚀过程中,岩芯体应变随酸蚀渗流量呈线性增长趋势,酸蚀渗流诱发的胶结弱化可使岩芯体缩应变超4%。最后,研究酸蚀前后岩芯渗透率变化:在高围压状态下,渗透率可降低70%。研究初步揭示了弱胶结砂岩酸蚀特性,对CO_(2)地质封存有一定的指导作用。

摘要：台风灾害严重影响我国东南沿海地区,通过开展台风数值模拟和极值风速预测,可精细化评估我国东南沿海城市和近海海域的台风危险性。采用基于随机森林模型的全路径台风模拟方法,对西北太平洋台风开展数值模拟,利用历史台风观测数据验证了该方法的可靠性与适用性。结合三维空间参数化台风风场模型,估算9个我国东南沿海城市不同重现期下的台风极值风速,发现广义极值分布(Ⅲ型)能更好地描述台风极值风速统计特征。将各城市的台风设计风速估算结果与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中的推荐值及已有研究进行了比较,验证了台风模拟结果的可靠性,并发现低纬度城市的台风设计风速尚未超过规范中的推荐值,而高纬度城市的台风设计风速则略高于规范中的推荐值。基于台风全路径模拟和极值风速估算结果完成了我国东南沿海地区台风设计风速的区划图绘制,直观地反映了我国台湾岛及台湾东部海域的台风危险性最大,浙江东部、福建南部至广东一带以及海南岛南部等地区也面临较大的台风风险。

摘要：为了探究TC4钛合金板成形过程中因受尖顶力作用产生的应力集中导致板材破裂的问题。分别在常温(20℃)和100℃下,采用尖顶顶头对0.5mm厚宽120mm和宽70mm的TC4钛合金试件分别进行成形-破坏试验,利用数字图像相关法(DIC)对钛合金板材的整个成形-破坏过程进行图像采集,通过匹配计算获取钛合金板材在整个过程中的全场位移和应变云图以及相关数据,并对获取的数据进行对比分析。实验结果显示:TC4钛合金在破裂前一刻位移Y的变化趋势在垂直方向上呈现出明显的非对称性,而位移X、位移Z,位移则呈现出近似同心圆的形状;通过对获取的数据进行分析,证明温度会影响试件的应变分布;常温下破裂前一刻应变云图近似对称分布,而100℃下应变云图沿中心垂直方向呈现非对称分布。该实验为后续对TC4钛合金板材的受力分析,位移应变研究提供了有效参考。

摘要：车体钢结构在制造过程中产生的焊接残余应力对车体的性能和外形有很大影响。文中结合出口运煤漏斗车生产实际,从工序出发,分析焊接变形对装配的影响,对关键部件端墙进行深入地结构分析和组装工艺分析,找出关键的工艺控制要素,通过设计专用工装、调整组装顺序等手段,有效控制了焊接变形,保证了组装精度要求。

摘要：目前城市地下已预埋大量变形敏感结构,基坑设计准则从稳定控制转为变形控制。基坑的变形性状与其三维构型密切相关,现有研究常假设基坑是对称结构,而实际工程中基坑常因具有附属结构而表现出非对称性。目前仍缺乏关于非对称基坑三维变形性状的深入认识,相关现场数据也少有报道。为研究软土地区两侧支护形式不同的非对称基坑开挖过程中的变形规律,现场实测了绍兴市轨道交通1号线非对称狭长深基坑在开挖过程中的墙体变形和坑外地表沉降。分析发现:(1)基坑附属结构的存在使得围护结构的侧向位移及地表沉降与未加强侧变形差距达20%;(2)基坑墙体测斜、坑外地表沉降沿狭长基坑方向的分布与附属结构关联不大,近似遵循互补误差函数(erfc);(3)软土地基中设附属结构可以显著控制基坑变形。本项目监测分析可为软土地区不对称深基坑设计与施工提供借鉴。

摘要：针对不排水均质黏土中深埋条形锚板和圆形锚板,分别构造两种简单的机动容许速度场,利用塑性力学极限分析的上限法求解锚板的极限抗拔承载力。采用非线性有限元方法对构造的速度场和承载力计算结果进行了验证。与现有的相关解答对比可知:本文上限解与已有的上限解或滑移线场解答较吻合。提出的速度场合理、简单,并严格符合机动容许场的要求,便于实际应用,能为工程设计提供参考依据。

摘要：对大型有限元分析软件ABAQUS进行二次开发,以条形地基极限承载力问题为例,探讨有限元方法结合Hill稳定充分条件在求解岩土工程承载力问题中的应用。根据Hill稳定充分条件,当系统局部二阶功小于0时,地基局部潜在失稳;当整体二阶功小于0时,地基达到极限状态,可能发生整体失稳。探讨剪胀角对地基承载力的影响,并将有限元方法结合Hill稳定充分条件的计算结果和常规有限元法计算的结果与已有的数值、理论结果进行比较。结果表明:在剪胀角比摩擦角小很多时,与常规有限元法计算结果相比,有限元方法结合Hill稳定条件,计算得到的地基极限承载力更加接近理论解;当剪胀角和摩擦角接近时,二者计算结果基本一致,均能得到较为合理的结果。有限元方法结合Hill稳定条件,能较好地预测地基潜在失稳区域,可以判定结构的局部稳定性和整体稳定性,能同时描述地基的面破坏模式和场破坏模式,而且有理论基础和明确的物理意义,应用方便,是一种值得推荐的方法。

摘要：把岩体看作均质、各向同性连续透水弹性介质,引用 Harr(1962)提出的镜像理论,结合 Zienkiewicz(1958)和 Fernandez(1994)所作的假定,推导了倾斜地表下水工压力隧洞内水外渗产生的有效应力;假定初始应力场为自重应力场,结合现有的部分成果,详细分析倾斜地表下水工压力隧洞初次充水和正常运行期围岩中的应力场分布。倾斜地表下水工压力隧洞在满足挪威准则的前提下,围岩最小主应力在一定范围内为拉应力,拉应力区呈蝶形分布,且其范围随地表倾斜角的增加而扩大;倾斜地表下压力隧洞最易出现水力劈裂现象的不利位置是围岩拉应力蝶形区伸展最大的方位;隧洞埋深增加 1/8 最小覆盖层厚度可有效地减小围岩中拉应力区的范围;陡倾地表下压力隧洞设计应慎用水工隧洞设计规范的边坡高限角。

摘要：开发海上风能是实现我国碳达峰、碳中和“3060”目标的重要举措.海上风电的大型化是降本增效的主要途径,已成为近年来的发展趋势.目前海上风电基础结构设计标准由欧洲领衔;区别于欧洲的海洋环境与地质条件,我国海上风电结构面临强台风、软弱土等挑战,极易发生动力灾变,大型化可能进一步加剧风电结构灾变风险.防灾降载的关键在于深入理解海上风电相关的空气动力学、水动力学、结构动力学、土动力学等的一体化耦合与智能控制.本文围绕台风环境风机动力灾变与控制相关领域的交叉力学问题,结合笔者团队近年研究成果,较为详细地评述了国内外最新研究进展情况,主要包括:台风风场及其诱发的波浪场工程尺度性状,台风环境中风机气动、水动载荷及智能控制策略,风浪流多向载荷联合作用下基础失效模式与结构灾变机制,以及考虑风浪流-结构-基础-海床-风机控制耦合作用的一体化分析设计方法.在此基础上,建议了我国海上风电大型化进程中仍有待突破的研究重点:需更深入掌握台风风场工程尺度性状、台风和台风浪载荷特性,需探索台风环境中的风机控制策略,亟需建立台风环境中大型海上风电整机一体化设计理论并开发国产化工业软件.上述相关领域的突破,对于我国实现海上风能产业的全球引领,具有重要的科学意义和工程应用价值.