摘要：In order to maintain the safety of underground constructions that significantly involve geo-material uncertainties,this paper delivers a new computation framework for conducting reliability-based design(RBD)of shallow tunnel face stability,utilizing a simplified inverse first-order reliability method(FORM).The limit state functions defining tunnel face stability are established for both collapse and blow-out modes of the tunnel face failure,respectively,and the deterministic results of the tunnel face support pressure are obtained through three-dimensional finite element limit analysis(FELA).Because the inverse reliability method can directly capture the design support pressure according to prescribed target reliability index,the computational cost for probabilistic design of tunnel face stability is greatly *** comparison with Monte Carlo simulation results,the accuracy and feasibility of the proposed method are ***,this study presents a series of reliability-based design charts for vividly understanding the limit support pressure on tunnel face in both cohesionless(sandy)soil and cohesive soil stratums,and their optimal support pressure ranges are *** results show that in the case of sandy soil stratum,the blowout failure of tunnel face is extremely unlikely,whereas the collapse is the only possible failure *** parametric study of various geotechnical uncertainties also reveals that ignoring the potential correlation between soil shear strength parameters will lead to over-designed support pressure,and the coefficient of variation of internal friction angle has a greater influence on the tunnel face failure probability than that of the cohesion.

摘要：A new model to simulate spatially correlated earthquake ground motions is developed. In the model, the main factors that characterize three distinct effects of spatial variability, namely, the incoherency effect, the wave-passage effect and the site-response effect, are taken into account, and corresponding terms/parameters are incorporated into the well known model of uniform ground motions. Some of these terms/parameters can be determined by the root operation, and others can be calculated directly. The proposed model is first verified theoretically, and examples of ground motion simulations are provided as a further illustration. It is proven that the ensemble expected value and the ensemble auto-/cross-spectral density functions of the simulated ground motions are identical to the target spectral density functions. The proposed model can also be used to simulate other correlated stochastic processes, such as wave and wind loads.

摘要：河流上桥涵的加固改造将会对河道的行洪安全带来一定的影响,因此在对桥涵进行加固改造之前,对河道的行洪安全论证就成为桥涵加固改造所需考虑的或不可缺的一部分。本文以海口市玉沙村桥海关沟入海桥涵加固改造工程为例,提出三种方案,采用HEC-RAS仿真模型构建海关沟河道及入海桥涵一维水动力模型,分析各方案对海关沟河道水位及河势稳定等等带来的影响。本文从仿真的角度出发对过水桥涵的行洪安全进行了较为直观的模拟计算,对同类工程的研究将具有方法上的实际指导意义。

摘要：采用软件模拟辅助实验的方式制备了新型Al/NiSiO_2(M)/NiSiO_2(D)/SiO_2太阳光谱选择吸收涂层,并对其热稳定性进行了研究。使用磁控溅射技术,通过改变氧气(O_2)流量制备了一系列NiSiO_2膜层,研究了O_2流量对膜层光学性能的影响,并使用光学模拟软件对涂层进行设计和优化。根据模拟优化结果在不锈钢基底上成功制备了Al/NiSiO_2(M)/NiSiO_2(D)/SiO_2光谱选择吸收涂层,其吸收率(α)为0.933,400℃下的发射率(ε)为0.14。涂层在空气中450℃高温下热处理100h后,其吸收率与发射率之比(α/ε)由6.66上升至7.62,依然保持着较高的光谱选择性,表明涂层具有较好的热稳定性。

摘要：为提高高速动车组电机吊架的承载能力,考虑几何参数的随机性,将响应面法和多目标遗传算法相结合对其进行可靠性优化设计。首先,对电机吊架进行静强度和位移灵敏度分析,找出设计变量;其次,对设计变量进行中心组合试验设计,根据试验设计点来拟合静强度和位移的多项式响应面模型;然后,将几何参数的随机性转化为可靠度,运用最小二乘法拟合可靠度函数方程作为约束条件;最后,运用多目标遗传算法对电机吊架进行可靠性优化设计。研究结果表明:响应面法与结构可靠性优化方法相结合,可以简化求解过程,提高优化结果的可靠度。

摘要：本文试验研究了三个加肋圆柱壳模型的振动相似性。结果表明 ,模型的无量纲频率 ωl/E/ρ和归一化振动加速度l3ρa/F相似。模型设计和试验时 ,缩比因子 λl 、谱级倍频程数K和频率移动的频带数N应满足关系2N/K=λl。

摘要：为研究拱式倒虹吸结构在地震动作用下的动力响应,该文以滇中引水工程中的龙川江倒虹吸结构为原型,根据相似理论设计制作了缩尺比例为1∶20的相似模型,通过改变结构的输水工况与地震动激励类型,深入分析结构自振特性、加速度和位移响应的变化情况。结果表明:随着上部水体质量增加,结构的加速度响应降低,位移响应影响较小,水体表现为对该结构抗震有利。在不同地震动作用下,结构动力响应差异明显,动力响应与输入的地震动频谱特性有关。研究成果可为相关倒虹吸工程的抗震设计提供参考。

摘要：为预测并分析滨江西带状公园建设后对南渡江河口段行洪能力的影响,基于MIKE21FM水动力模块,建立了南渡江河口段平面二维水流数值模型。首先结合水文站实测洪水资料,对河口段河道、滩地糙率参数进行率定与验证。将公园模型概化为局部阻力修正和局部地形修正两种方式,然后分别模拟计算三种潮洪组合工况下河口段水面线和流场变化。计算结果表明,两种概化方式计算结果基本一致,公园建设后河道地形和糙率发生变化,导致水面线壅高和主流流速加大。阻力修正法计算的水面线壅高值稍偏大,但仍低于左右岸防洪堤设计水位,没有降低南渡江河口段防洪能力。司马坡岛附近局部出现高流速区,有必要采取相应的防冲措施。

摘要：土结相互作用法在隧道纵向抗震分析中应用广泛,但现有方法不适用于变刚度隧道。本文根据隧道的动力响应特点提出力学假定,将变刚度隧道简化为处在均质各向同性土层中的两段半无限长弹性地基梁。通过求解隧道的位移微分方程,推导出变刚度隧道纵向地震响应的解析表达式,并引入位移相位角模拟行波效应,提出了变刚度隧道纵向抗震拟静力法。通过与有限元基准模型在相同计算参数下的结果对比,验证了本文方法的有效性和可行性。最后应用本文给出的解析公式进行了变刚度隧道参数敏感性分析,揭示了各种因素对变刚度隧道地震响应的影响规律。本文所提方法实用有效,可为今后变刚度隧道的抗震设计提供指导。

摘要：裂隙岩体冻胀现象在富水岩层冻结工程中普遍存在,冻胀力易使得岩体裂隙尖端应力集中而产生新的微裂纹,微裂纹扩展贯通导致岩体发生不同程度破坏。为揭示裂隙岩体冻融损伤演化机制,探究以冻胀力驱动下的岩体裂隙扩展规律,利用超薄型电阻式压力传感器、温度传感器、低温恒温箱组成的冻胀力测试系统对不同冻结速率、不同裂隙尺寸、倾角以及不同边界条件下红砂岩贯通裂隙中的冻胀力进行测试,分析了贯通裂隙中冻胀力演化规律、冻胀劣化机制以及冻胀破坏模式。结果表明:含贯通裂隙试样典型冻胀力演化过程分为初始冻结阶段、迅速上升阶段、卸荷阶段、维持阶段、消散阶段;冻胀作用使得贯通裂隙端部附近出现明显裂纹扩展现象,试样整体呈竖向张拉破坏;贯通裂隙最大冻胀力随隙宽呈单指数函数增长、与温度成线性正相关;冻结过程中,试样边界条件对裂隙冻胀力影响显著,刚性约束边界条件下最大冻胀力达到1.27 MPa,融化过程中,不同边界条件对应不同冻胀力跌落现象;低温条件下贯通裂隙红砂岩冻胀力变化特征与冻胀过程中声发射能量变化规律一致,充分验证了冻胀力对贯通裂隙岩体的损伤劣化作用。研究成果可为裂隙岩体冻胀力理论计算与数值分析、冻融损伤机制、冰-岩耦合特性以及煤矿立井冻结壁设计等提供参考。