一、强度设计中安全系数的计算(论文文献综述)
班新林[1](2021)在《高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究》文中指出我国高速铁路技术已经达到世界领先水平,运营里程占全世界高速铁路运营里程的一半以上,我国高铁一个显着的特点是桥梁占线路里程的比例高,平均大于50%,部分线路高达90%,其中标准设计的预应力混凝土简支梁桥又占桥梁里程的90%以上。标准简支梁桥的设计理论、建造模式及运营性能控制是我国高速铁路建设过程中面临的重大科学问题之一,成为保障高速铁路线路高平顺性与高速列车长期平稳运行的关键控制环节。以32m简支箱梁为核心的我国高铁标准简支梁建造技术已经发展成熟,但40m简支梁对我国长度约25m的动车组具有消振优势,并且在地形起伏较大区域、河流湖泊中桥梁下部基础造价较高等情况下可以节省大量工程投资,工程应用需求大。40m简支箱梁代表了高速铁路标准简支梁建造技术的发展方向,其中40m简支梁设计理论创新是亟需解决的问题。本文以高速铁路40m预应力混凝土简支箱梁为对象,研究内容涵盖动力学设计和静力学设计、容许应力法设计和极限强度理论设计、确定性分析和考虑参数随机性的可靠度分析,并且以实际工程应用目标打造一榀足尺试验梁,研究了系统的试验验证技术。开展的研究工作以及取得的创新性成果如下:(1)以动力系数和桥面加速度为控制指标,采用移动荷载列模型研究40m简支梁的竖向自振频率设计限值,研究结果论证了40m简支梁的消振效应,基频设计限值采用规范下限值即可。虽然混凝土结构本身较大的线质量,决定了桥面加速度不控制高铁简支梁的刚度设计,本文针对较小线质量40m简支梁基频限值的分析,可以为轻型桥梁结构和轨道结构的发展提供借鉴。另外,以车体加速度为控制指标,采用车桥耦合动力仿真模型,研究了40m简支梁的挠跨比、残余徐变变形和墩台不均匀沉降限值,根据是否为可调的工后变形,分别给出各自的研究原则,研究得到的挠跨比限值大于既有规范,不控制40m简支梁刚度设计。基于车体加速度随速度变化规律,采用运营速度给出单独考虑的残余徐变变形限值和墩台不均匀沉降限值,并给出工后变形变位的组合限值。(2)基于现行规范设计了一榀完全满足工程应用条件的高速铁路40m简支箱梁,设计考虑了运营状态设计指标、施工工况下混凝土应力以及横框结构的钢筋应力和裂缝宽度,设计结果满足规范要求。试验梁预制质量良好,基于研发的试验平台和加载系统,验证了40m简支梁抗弯性能、抗扭性能、抗裂安全系数、开裂荷载、预应力度和强度安全系数,结果满足设计要求。针对受力复杂的锚固区,试验验证了预应力张拉工况下结构受力安全。(3)使用桁架模型分析40m简支梁抗弯极限承载力,并与国内外规范公式进行对比,采用容许应力法设计的简支梁在采用极限状态法验算时,抗弯能力有5.9%~10.7%的富裕。提出了采用莫尔协调转角桁架模型、转角软化桁架模型、固角软化桁架模型的抗剪设计方法,考虑了混凝土软化本构模型,以试验测试数据为分析起点,以试验梁配筋为基础,得到了抗剪钢筋的屈服顺序以及混凝土结构极限剪应力。采用转角软化桁架模型分析得到40m简支箱梁纯扭状态的破坏全过程,随着扭转角的增加,得到混凝土主压应变、剪力流区厚度发展规律和钢筋屈服顺序。研究表明40m简支梁抗扭延性比为15.8,具有很好的塑性变形能力。针对锚固区受力特征,基于拉压杆理论创立了三种腹板模型和两种底板模型,结果表明预应力筋的劈裂力不控制足尺试验梁端配筋设计。(4)考虑二期恒载引起的跨中挠度和二期恒载加载龄期的随机性,分别采用一次二阶矩法和基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛法计算残余徐变变形的可靠度,结果表明增加二期恒载加载龄期可以有效控制残余徐变变形的发展。考虑截面抗弯刚度、线质量和阻尼比的随机性,研究了桥面加速度的可靠度;考虑轨道不平顺的高低幅值和残余徐变上拱幅值的随机性,研究了车体加速度的可靠度;加速度响应均符合极值I型分布规律。累积概率99%的加速度明显大于确定性计算结果,可以作为设计参考指标。
刘灿[2](2021)在《中美高桩码头结构抗震设计和岸坡稳定性分析方法对比》文中提出高桩码头是重要的港口结构型式,易受地震灾害影响。我国的海港大部分处于非强烈地震区,设计不受地震控制,造成我国长期对港口码头抗震设计关注不足,与国外发达国家港口码头的抗震设计理念和方法有一定差距。为了提高我国港口码头抗震设计的水平,根据《水运工程抗震设计规范》(JTS 146-2012)修订的需要,本文对中美高桩码头抗震设计规范进行了对比分析和研究。主要研究内容和结论如下:(1)对中国《水运工程抗震设计规范》(JTS 146-2012)和美国《突堤式和顺岸式高桩码头抗震设计》(ASCE/COPRI 61-14)中高桩码头抗震设计的条文进行了对比分析,主要包括抗震设防分类、设防水准和目标、抗震设计方法、场地分类方法、地震动参数、地震作用和作用效应、截面承载力和位移验算、场地液化、岸坡变形和稳定性验算、抗震措施等方面。分析表明,中国规范采用单水准的基于力的抗震设计方法,没有关于变形和能力保护方面的规定,美国规范主要采用多水准的基于位移的抗震设计方法,通过控制位移实现对不同地震水准下结构地震反应的控制。在场地液化判别和岸坡稳定性验算方面,美国规范的规定相比我国规范更加笼统,只是提供一些设计建议,具有较大的灵活性。在抗震构造措施方面,美国规范的规定相比我国规范更加详细。(2)采用一个典型高桩码头案例详细对比分析了中美规范高桩码头的结构抗震设计的完整流程,研究了基于力的抗震设计方法和基于位移的抗震设计方法的异同和特点。研究表明:中国规范采用桩的计算长度模拟桩-土相互作用,采用反应谱法计算水平地震惯性力并验算桩截面承载力;美国规范采用非线性土弹簧模拟桩土作用,通过推覆分析得到的荷载-变形曲线描述码头结构的延性特性,采用替代结构法计算三个地震水准下码头的位移,同时考虑码头的扭转效应,然后根据能力保护的要求验算桩的受剪承载力和码头上部结构的承载力。本算例表明,刚好满足中国规范抗震设计要求的码头,能够同时满足美国规范三个地震水准的抗震要求,而且富余较大,但桩的受剪承载力不满足要求。(3)以前面对结构进行抗震对比分析的码头的场地和地基为对象,对比分析了中美规范高桩码头场地液化判别、岸坡稳定性计算的流程,研究了美国规范中Newmark滑块法在岸坡侧向地基位移计算中的应用。结果表明,中国规范采用基于标准贯入试验的经验公式对场地土体液化进行细判,美国规范采用基于Seed循环剪切应力的液化安全系数法进行场地土液化判别;中国规范只验算单一地震水准下的岸坡整体稳定性,美国规范要求验算岸坡长期静力稳定性、震后静力稳定性、三个地震动水准下的拟静力稳定性,如果拟静力稳定性不满足要求,还要进行岸坡地基侧向位移和运动作用分析。针对本文算例,按中国规范和美国有关标准进行液化判别,场地土均未液化,岸坡稳定性均满足要求;总体而言,在计算码头岸坡侧向地基变形时,采用简化位移方法得到的结果比直接采用Newmark滑块法得到的结果更为保守,但在实际中还需进行综合分析和判断。
穆哥(TRAMH MOJAHED ALI AHMED HAMOOD)[3](2021)在《高等级公路沿线边坡综合防护设计方法研究》文中研究说明在我国社会经济迅猛发展的社会背景下,日益提高道路工程建设要求,边坡这种常见形式也不例外。通过优化布局边坡,采用符合地区实际同时兼具美观与性能的工程建设措施,最大程度保证高速行车安全及道路运行稳定,规避边坡失稳问题,维护好人民生命财产安全及国家经济利益。边坡开挖是大规模建设高等级公路的常见措施。在开挖边坡的过程中,植被覆盖层极易遭到严重破坏,从而形成次生裸地现象,导致发生水土流失问题,地区生态系统退化情况日益突出。随着政府颁行一系列政策措施,加大保护生态环境力度,公路工程建设者面临较大压力,当前亟需探究解决如何在边坡开挖过程中尽快恢复生态环境并保护好坡面植被问题。为有效防控建设高等级公路破坏生态环境的程度,需有针对性地应用生态防护方式,从而逐渐部分或完全取代纯工程防护方式。综合防护技术在达到传统工程防护稳定性高、防护程度强等优势的基础上,又兼具了植物防护成本低、生态环保效果好等优势。定性分析法主要对已变形地质体的成因及其演化史进行综合分析,定性说明和解释。边坡稳定定量分析的方法比较多,但以极限平衡理论为基础的条分法和以弹塑性理论为基础的数值分析方法为主。动态防护设计是开发智能高等级公路边坡CAD防护设计,基本设计原理如下:首先,借助智能系统的分析功能,解析当地的工程因素以及地质状况;随后在智能系统内部进行分析和运转,匹配最佳的计算和分析方法;最后确定一个经济可行、运营合理、防护有效的方法。最终实现边坡计算分析结果的合理准确、防护设计效果的最佳,最大程度上达到高度的人机系统智能化和协调性。高等级公路边坡综合防护设计应用研究,包括综合防护设计的基本原则:极限状态设计原则、荷载效应原则、设计计算原则、信息化设计原则、综合治理原则。一般高等级公路边坡防护包括一般防护形式、新发展的防护形式、生态景观高等级公路边坡防护及景观设计。
刘飞[4](2021)在《降雨条件下柳林森泽边坡稳定性分析及加固研究》文中研究表明滑坡灾害是在我国境内发生最多的地质灾害,滑坡发生后不仅可能会对人们的财产和生命安全造成威胁,而且可能对国家重要的设施造成破坏给国家带来无法估量的损失。而在引起滑坡发生的因素中,降雨是其中最主要的因素。本文以柳林县森泽边坡为研究对象,通过对边坡进行地质勘查,了解边坡的地质情况和水文情况,查询当地气象资料了解当地的降雨情况。采用Geo Studio软件模拟边坡在不同降雨类型、不同降雨强度和长期持续性降雨条件下边坡的渗流状况并分析其稳定性变化情况,并依据此对边坡进行加固。通过上述研究,本文主要得出以下结论:(1)边坡在不同类型的降雨情况下,边坡内部的孔隙水压力会随着降雨逐渐增大,边坡的安全系数都随着降雨逐渐减小。在边坡上部的孔隙水压力变化幅度最大,从边坡上部到边坡下部,孔隙水压力增长的幅度逐渐变小。大体上,每一种降雨类型下,边坡上、中、下监测点位置的孔隙水压力变化趋势一致,边坡的孔隙水压力和安全系数在每一时刻的变化幅度大小与该时刻的降雨强度大小成正相关。在对4种不同类型的降雨对边坡的影响研究中,中心型降雨结束后,边坡的安全系数最小。(2)边坡在不同强度的降雨情况下,模拟了降雨强度为15 mm/d、30 mm/d、50mm/d、100 mm/d和150 mm/d时在48小时内边坡的情况,得出降雨强度越大,边坡内各位置的孔隙水压力越大,当降雨强度为15 mm/d时,在48小时降雨后边坡上部的孔隙水压力为-160 k Pa,当降雨强度为150 mm/d时,48小时降雨后边坡上部的孔隙水压力为-20 k Pa,边坡上部的孔隙水压力大幅增高。降雨强度越大,在经过相同的降雨时间后入渗到边坡内的雨水量更多,土体含水量更高,导致土体的基质吸力下降更快,相应边坡内部土体的抗剪强度下降更多,所以边坡在降雨强度越大的情况下在相同时间内产生更大的水平位移,边坡安全系数更低,更容易失稳。在100 mm/d和150 mm/d的大暴雨情况下,降雨48小时后,边坡安全系数分别为0.99和0.94,表明边坡在这种情况下已经失稳。(3)边坡在长期持续性降雨的情况下,通过分析降雨强度为30 mm/d时在12天内边坡的变化情况。得出随着降雨时间的增加,边坡内的孔隙水压力明显升高,但是在第8天之后的变化很小,说明降雨在开始后的一段时间内会对边坡内部有明显影响,但之后对边坡内部的影响减小。随着降雨时间的增加,安全系数在降雨刚开始的一段时间内下降很快,但之后逐渐变缓。(4)根据模拟结果,边坡在自重情况下的安全系数为1.093,在150 mm/d的大暴雨情况和30 mm/d的长期持续性降雨情况下边坡的安全系数都小于1,这三种情况下的安全系数都小于《滑坡防治工程勘察规范》(GBT32864-2016)中规定的边坡稳定安全系数,对边坡采用既能对边坡深层岩土体加固,又能对坡面保护的锚杆格构梁复合支护形式来加固边坡,对加固后的边坡在自重情况下、150 mm/d的大暴雨工况和30 mm/d的长期持续性降雨情况下模拟,模拟结果显示边坡的安全系数得到大幅提升,且都满足规范中边坡稳定安全系数的要求。所以边坡的加固措施合理。
尹浩[5](2021)在《高频变换变压器漏感与绝缘综合设计》文中研究说明高频变换变压器作为光伏直流变换的关键设备,其不仅需要保证各项寄生参数满足设计所需的要求,而且要对其输出侧进行绝缘设计以实现串联中压输出。因此对寄生参数的计算以及建立绝缘设计方案成为变压器综合设计中不可或缺的一部分。现有的理论对变压器漏感的计算不够精准,导致漏感的设计值与实际值之间存在偏差;另外目前未有处理漏感与绝缘之间矛盾的解析理论,导致在综合设计变压器时仍有地方未能合理考虑。为此,本论文基于国家重点研发计划项目背景提出高频变换变压器漏感与绝缘综合设计这一课题,来处理上述存在的问题。本论文主要包括三个方面,分别是变压器漏感的计算,变压器绝缘设计,以及变压器综合设计。其中在变压器漏感计算这一部分,论文分别从铜箔、圆导线、利兹线变压器漏感计算入手,阐述了这三种变压器漏感计算存在的不足,并提出了一种提高铜箔变压器漏感计算精度的方法,并针对圆导线/利兹线变压器漏感也提出一种方法来提高漏感计算精度。在变压器绝缘设计部分,分析了现有绝缘设计的数值方法和简化解析方法,并针对简化解析方法的不足采用了一些补充措施。在变压器综合设计部分,论文通过解析式求解绕组间距,解决了漏感与绝缘设计之间的矛盾,并给出考虑漏感与绝缘的高频变压器综合设计流程。最终,通过仿真和实验验证了上述提出方法以及设计流程的可靠性。
智鹏鹏[6](2020)在《轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究》文中提出随着现代轨道车辆结构日益复杂化和轻量化,对其质量水平提出了更高的要求,面对关键和复杂设计需求的增加,愈加需要对工程实际中存在的几何尺寸、材料属性、载荷等不确定性因素高度关注,并进行精确地度量与评估,以减少其对结构性能的影响,确保轨道车辆结构的可靠性和安全性。但是,传统轨道车辆结构分析一般基于确定的结构参数和载荷条件,并借助数值仿真分析和静/动态试验验证其是否满足标准要求,导致分析结果偏于保守且较为理想化。而基于不确定性的结构分析考虑了工程信息中的不确定性,能够真实地对结构零部件性能进行估计,预判其存在失效的可能性,进而减少主要的不可靠性因素,预防事故的发生。同时,考虑参数不确定性的结构优化能够使轨道车辆设计中的分析模型更加精细,获得兼顾可靠性和优异性能的设计方案。为此,本文考虑参数的不确定性从结构可靠性与优化设计两方面开展适用于轨道车辆结构的设计方法研究,对现有不确定性分析与优化理论体系进行拓展和完善,为轨道车辆在研制阶段的可靠性设计提供理论支持和技术支撑。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)提出考虑参数不确定性的结构静/疲劳强度分析方法。为了验证结构性能分析中考虑参数不确定性的必要性,基于D-最优试验设计和有限元分析确定设计参数波动下的结构静强度,应用响应面代理模型建立不确定性设计参数与结构静强度的函数表达式,并分析参数的不确定性对结构静强度的影响,进而采用Monte Carlo(MC)方法分析结构静强度可靠性;同理,基于疲劳分析理论构建不确定性影响下结构疲劳强度的评估模型,并采用重要性抽样法分析设计参数的不确定性对结构疲劳强度的影响,结合改进的Goodman-Smith疲劳极限图,评估结构疲劳强度可靠性。所提方法定量分析参数不确定性对结构性能的影响,解决了传统确定性分析相对保守的问题。(2)提出适用于轨道车辆结构设计的单/多工况结构可靠性分析方法。面对结构在复杂载荷工况下可靠性分析准确性的提升问题,结合Chebyshev不等式和6σ原则,建立描述区间变量的分段函数模型,提出新模型中区间变量的生成策略及可靠度计算方法,实现结构在单工况下的可靠度精确计算,减少基于概率分布假设导致分析结果的离散性。此外,改进差分进化粒子群算法(IDEPSO)优化子集模拟(SS),结合改进Ditlevsen方法和最优准则,提出一种基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法,揭示多工况及其相关性对结构可靠度的影响规律,并确定多工况下结构的最优失效次序。该方法拓宽了可靠性分析方法的应用范围,同时克服了现有模型在多种组合工况下实现轨道车辆结构性能分析的不足。(3)提出基于随机过程的轨道车辆结构静/疲劳强度时变可靠性分析方法。考虑由载荷引起的结构可靠性的时变性与动态性,采用泊松随机过程和概率分布特征描述载荷的作用次数及大小,伽马随机过程描述材料强度的退化,在考虑参数不确定性的条件下建立结构的时变可靠性模型,分析参数的不确定性及时间对结构静强度可靠性的影响。在此基础上,基于线路试验和疲劳损伤理论计算结构的等效应力,利用连续时间模型和伊藤引理,建立时变等效应力与疲劳强度模型,进而提出轨道车辆结构的等效时变动态应力-强度干涉模型,分析结构服役寿命与疲劳可靠度的关系。该模型直观反映了服役寿命(时间)对等效应力和疲劳强度的影响,适用于任意服役寿命(时间)下以动应力为基础的焊接结构疲劳可靠性分析。(4)提出一种基于多级响应面代理模型的模糊优化设计方法。针对隐式结构的多变量优化问题,利用MC方法对结构设计参数进行灵敏度分析,并对其进行分级。采用模糊理论处理设计参数边界约束的不确定性,结合D-最优试验设计和多项式响应面代理模型,依次建立结构的多级响应面模糊优化模型,并应用遗传算法(GA)和非线性规划(NP)对其进行求解。通过与单级响应面代理模型对比,所提方法的计算精度和效率较高,解决了其在多优化变量条件下,拟合精度差及优化效率低的问题。(5)提出一种多目标时变可靠性模糊优化设计方法。为了表征时间对显式结构综合性能的影响,在对其性能指标进行理论推导的基础上,结合连续时间模型和伊藤引理,建立其时变刚度模型和时变强度可靠性模型。同时,采用模糊理论对结构的设计参数进行不确定性量化,应用物理规划法提高设计人员对优化目标的偏好,建立具有时变刚度约束和时变强度可靠性约束的多目标模糊优化设计模型,发展了结合DoE抽样的混合优化求解策略,通过对比三种混合优化策略下的模糊/非模糊优化设计,验证了考虑结构时变可靠度和优化变量模糊性的必要性。该方法在提高优化结果准确性和可靠性的同时,解决了结构设计中因忽略时间因素导致的优化结果偏于危险的问题。
王晓亮[7](2020)在《软土地基膜袋砂堤坡破坏模式与设计计算方法研究》文中指出膜袋砂堤坡具有机械化程度高、施工速度快、整体稳定性好、适应能力强的优点,在近海和水利工程中已经得到广泛应用。但是,对于这种堤坡的理论研究还不够完善,特别是关于堤坡的破坏模式和设计计算方法,目前还缺乏足够的认识和成熟的理论。软土上的膜袋砂堤坡工程有很多失稳的案例。本文利用物理模型试验、数值模拟和理论分析等手段,针对软土地基膜袋砂堤坡的破坏模式及设计计算方法开展研究。主要研究工作及取得的认识如下:(1)数值模拟计算结果显示,软土地基膜袋砂堤坡在不同工况条件下(如堤坡尺寸、膜袋强度、地基强度的不同)存在两种不同的堤坡地基破坏模式,分别为“整体破坏”和“分侧破坏”。堤坡地基“整体破坏”表现为地基承载力不足,堤坡整体下陷,地基中的破坏面基本对称,相交于堤坡中心下方。堤坡地基“分侧破坏”表现为堤坡两侧边坡坡脚位置的地基局部破坏。对于地基分侧破坏模式,当堤坡强度不充分大时,则将进一步导致堤坡-地基的联合滑动破坏。(2)设计制作了一套试验装置,对软土地基膜袋砂堤坡缩尺模型进行试验研究,考察膜袋砂堤坡-地基的变形形态和破坏模式。研究发现地基在膜袋砂堤坡作用下破坏时,由于堤坡是柔性基础,可以适应地基的变形,使得地基的变形破坏形态与刚性基础下的地基有显着差异。变形与破坏形态与数值模拟的结果相符。据此,借鉴刚性基础下地基破坏分区(主动区),提出了膜袋砂堤坡下地基的破坏分区,并展示了与刚性基础下破坏分区的区别。(3)针对堤坡下(柔性基础下)地基的整体破坏模式,通过极限平衡法推导了地基极限承载力的计算公式。经过计算对比发现,相同地基条件下的膜袋砂堤坡地基具有比刚性基础地基更高的极限承载力,但是前者变形大很多。(4)利用数值模拟对影响堤坡地基变形破坏的七个因素进行了敏感性分析,结果显示堤坡底部宽度、土工膜袋抗拉刚度和软土地基强度是主要影响因素,堤坡坡度、砂袋充填厚度、充填砂强度和筋-土界面抗剪强度是次要影响因素。基于数值模拟结果的分析,提出了堤坡地基“整体破坏”模式和“分侧破坏”模式的判别方法,提出了不同破坏模式下的堤坡极限填高计算方法和堤坡安全系数计算方法。整合上述计算公式,提出了软土地基膜袋砂堤坡设计计算方法,并利用现有工程案例对该设计计算方法的合理性进行了分析。(5)堤坡地基失稳过程中堤坡底层的土工膜袋受拉力最大,容易首先被拉断,此时上部的膜袋受力还很小。现今常规的设计通常采用等厚度砂袋和均匀强度土工膜袋的设计方法,未对堤坡底部进行加强。本文从加强堤坡底部的角度出发,提出了两种优化设计方法,分别为“非等厚度设计方法”和“船型设计法”。非等厚度设计方法是调整砂袋充填厚度,利用上疏下密的膜袋布置对堤坡底部进行加固。船型设计方法则是在堤坡底层砂袋使用高强度的土工材料对堤坡底部进行加固,使底层砂袋成为一个强度很高的载体,承托堤坡上部膜袋砂荷载,使整个堤坡像一艘“船”一样放置于软土地基上,即便地基沉降很大,堤坡也能保持自身不出现破坏。
孙明社[8](2020)在《山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究》文中进行了进一步梳理自大瑶山隧道引入新奥法以来,复合式衬砌在我国山岭隧道工程中得到广泛的应用。但是,从众多已建成的隧道工程来看,复合式衬砌的设计理念存在较大的差别,其结构设计仍普遍采用基于经验的工程类比方法,关于复合式衬砌结构的设计还存在着若干基础性问题有待深入研究。本文以山岭隧道复合式衬砌为研究对象,利用现场试验、理论分析和数值模拟等方法,对初期支护、衬砌以及防水层分别进行了研究。依据复合式衬砌结构的实际受力状态,探讨了复合式衬砌结构设计优化的可行性。基于位移反分析技术,提出了确定衬砌合理施作时机及其分担围岩压力比例的计算方法。在现行规范衬砌截面安全检算公式的基础上,探讨了利用衬砌截面极限承载力曲线评价其安全性的方法。通过理论分析和数值模拟,研究了防水层对复合式衬砌结构受力特性的影响。主要研究内容和成果如下:(1)依托新建蒙西至华中地区铁路运煤通道工程,通过现场试验研究了Ⅳ、Ⅴ级围岩中初期支护和衬砌的实际受力状态,探讨了复合式衬砌结构设计优化的可行性。结果表明:隧道地质条件不同,初期支护背后的压力差别较大,现场实测的围岩压力与按现行规范计算的压力值并不一致,尤其是水平向压力;衬砌背后的压力相差不大,压力值较小,沿隧道环向分布均匀。喷混凝土承担了初期支护轴力的70%~90%;格栅钢架需要和喷混凝土结合,随着喷混凝土强度的增加而承载,在隧道拱部位置作用显着;相比于增大格栅密度,增加喷混凝土厚度对约束围岩变形的效果较好。衬砌主筋和混凝土的应力度都没有超过30%,衬砌处于安全状态且安全储备较高。一般情况下采用初期支护加强,衬砌厚度减薄以及素混凝土衬砌的复合式衬砌结构设计方案具有一定的可行性。(2)基于初期支护的变形监测数据,采用位移反分析技术,评价初期支护的安全性。提出了由初期支护的剩余变形反分析对应的围岩应力场,并将该应力场作用在初期支护和衬砌上进行正分析计算衬砌应力,用以确定衬砌的合理施作时机及其分担围岩压力比例的方法。以现场试验隧道工程为例,通过对比衬砌内力、围岩压力的现场监测和反分析计算结果,验证了位移反分析技术在确定衬砌施作时机及计算衬砌分担围岩压力比例中的有效性。(3)依据现行隧道规范中衬砌截面的安全检算公式,提出衬砌截面安全包络线的概念,可以简便直观地判断衬砌截面是否安全。探讨了利用衬砌截面极限承载力曲线计算安全系数,进而评价衬砌安全性的方法。考虑材料非线性的衬砌截面极限承载力曲线,可以统一地评价素混凝土和钢筋混凝土衬砌截面的安全性。基于极限状态设计公式的高速铁路隧道标准衬砌的截面极限承载力曲线,可以为衬砌设计提供一定的参考。(4)防水层的组合作用越强,复合式衬砌的曲率和挠度也就越小,然而曲率和挠度的减小是以增大衬砌截面受拉区为代价的;组合作用越强,对衬砌的约束作用就越大,施工期温度荷载作用下衬砌的温度拉应力也越大;强组合作用导致衬砌截面出现纯拉应力的几率增大,截面存在产生贯通裂缝的可能。防水层在优化防水效果的同时,应尽量降低初期支护和衬砌界面处的组合作用。喷膜防水层提高了复合式衬砌的整体承载能力,但其产生的组合作用可能导致衬砌截面产生纯拉应力,不利于结构安全;挂板防水层能够减小对衬砌的约束作用,降低衬砌截面产生贯通裂缝的可能。
李宇婧[9](2020)在《基于抗震性能偏好的近海桥梁全寿命多目标优化设计》文中提出我国东南沿海地区处于环太平洋地震带,频繁发生的地震灾害严重影响着此区域近海桥梁工程的安全并造成了巨大的经济损失。对近海桥梁开展全寿命抗震性能多目标优化设计以合理兼顾抗震安全和全寿命费用之间的平衡至关重要。另外,氯离子腐蚀将导致结构性能劣化,继而影响桥梁结构的抗震安全性及可靠性。本文针对近海桥梁结构全寿命抗震性能设计的多目标优化决策开展了系统性的研究,将基于抗震性能的偏好转化为价值函数引入交互式优化模型,并考虑了氯离子腐蚀对桥梁在地震作用下的损失费用及对全寿命抗震优化设计的影响。主要研究内容及结论如下:(1)以单柱桥墩为例,建立了可同时考虑地震作用下的全寿命经济性能与安全性能的多目标抗震优化模型。分别将截面参数和满足规范需求作为设计变量和约束条件。结果表明:针对低维抗震优化设计,提出的多目标抗震模型可以兼顾抗震安全和经济等因素,生成分布性良好的Pareto最优集,给设计者提供更多的选择机会。(2)针对近海桥梁结构抗震性能设计的多层次多目标特性以及传统多目标算法在高维抗震设计时无法获取全局非劣解集的问题,提出了基于位移延性的抗震性能偏好,并将其转化为相应的价值函数与交互式多目标优化决策算法相结合用于桥梁抗震设计。结果表明:应用交互式抗震优化模型,通过不断引入设计者的偏好信息,可以聚焦于设计者感兴趣的抗震性能区域逐步搜索至与偏好一致的全局最优设计。(3)基于位移延性的抗震性能偏好,将“事后”及“交互式”两种偏好引入方式算法应用于桥墩的抗震设计。对比优化结果发现:针对低维抗震设计,事后引入算法需足够多的种群数量才可以获取满足精度需求的设计;对于高维抗震设计,应用事后引入偏好算法可能收敛至局部最优解。然而,本文提出的交互式抗震模型获取结果的计算精度受优化目标数量的影响较小,而且随着目标数量的增多其优势愈发显着;即使当目标过多时,交互式模型也可收敛至满足抗震性能偏好的全局最优设计。(4)推导了考虑氯离子腐蚀下的地震损失费用计算公式及全寿命费用和年平均费用公式,将费用偏好和耐久性使用寿命纳入交互式抗震优化模型。分析结果表明:在考虑腐蚀退化的桥梁全寿命抗震设计时,相比全寿命费用优化模型,年平均费用优化模型可以更准确、更合理地权衡延长耐久性使用寿命所增加的成本以及其带来的优势。
孙树楷[10](2020)在《边坡锚索与抗滑桩支护受力特性研究》文中研究指明随着经济、社会的发展,许多大型的交通工程、水利工程及建筑工程都涉及到自然边坡的开挖改造,挖方边坡一般需要采取支护措施来防止滑坡灾害。在常见的支护结构中,锚索和抗滑桩因其锚固和抗滑性能优越,在边坡支护中得到了广泛的应用。但目前的规范方法在计算锚索和抗滑桩受力时存在一些不够完善的地方,如何确定锚索和抗滑桩的实际受力状态,是一个非常值得研究的课题。因此,本文就锚索和抗滑桩这两种常见支护结构的受力问题展开研究。对于锚索支护,在挖方边坡施工中,随着边坡的开挖和锚索的逐层施加,不同位置的锚索力发挥程度并不同步,这就导致在边坡破坏时有些支护结构已经达到抗力极限,但有些支护结构尚未发挥所有抗力;同时不同的边坡破坏模式也影响锚索力发挥的同步程度。本文从考虑施工过程和破坏模式两个角度出发,运用增量法和应力位移场对边坡加固位置进行研究。研究认为,施工过程中,应采用增量法进行开挖施工的逐层稳定性计算,确定不同位置的锚索力发挥程度;同时应该根据边坡的破坏模式选择合理的加固位置,牵引式滑坡应重点加固坡脚,推移式滑坡应重点加固中上部。而对于抗滑桩支护,其在边坡垂直开挖情况下能起到很好的支护效果,但不同规范得到的滑面以上总土压力结果不一,有时甚至相差很大。针对以上存在的不足,本文将各种规范方法进行对比。分析表明:第一,传递系数法中未考虑竖向力平衡,当滑面较小且桩面光滑时,水平土压力计算结果偏小;第二,基坑放坡法将放坡部分土体简单等效为荷载,再根据扩散角传递到桩上,这种简化计算法仅适用于计算放坡高度较小的工况。第三,本文提出的反力平衡法,其适用性广,不仅可以计算出库仑土压力结果,还可计算曲线滑面或其他不规则滑面的土压力。
二、强度设计中安全系数的计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、强度设计中安全系数的计算(论文提纲范文)
(1)高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 铁路标准简支梁发展 |
1.3 铁路标准简支梁动力设计参数 |
1.3.1 铁路桥梁动力学研究方法 |
1.3.2 动力设计参数 |
1.4 高速铁路32m简支箱梁结构设计 |
1.4.1 设计指标 |
1.4.2 高速铁路32m简支梁设计 |
1.5 铁路桥梁基于可靠度的设计研究 |
1.6 高速铁路40m简支箱梁研究意义 |
1.7 本文技术路线与主要研究内容 |
2 基于桥梁动力响应的竖向自振频率限值研究 |
2.1 车桥消振理论 |
2.2 跨度32m、40m简支梁动力响应规律对比 |
2.3 基于动力系数的竖向自振频率限值 |
2.4 基于桥面加速度的竖向自振频率限值 |
2.5 本章小结 |
3 基于车体加速度的变形变位设计限值研究 |
3.1 车桥耦合计算理论 |
3.2 基于列车运行舒适度的变形变位分析原则 |
3.2.1 挠跨比计算原则 |
3.2.2 残余徐变变形计算原则 |
3.2.3 墩台不均匀沉降计算原则 |
3.3 挠跨比限值 |
3.4 残余徐变变形限值 |
3.5 不均匀沉降限值 |
3.6 工后变形变位组合限值 |
3.7 车体加速度峰值规律 |
3.8 本章小结 |
4 足尺试验梁设计 |
4.1 设计原则 |
4.2 结构设计 |
4.3 结构计算 |
4.3.1 运营阶段设计计算 |
4.3.2 预应力工况实体有限元计算 |
4.3.3 横框配筋计算 |
4.4 本章小结 |
5 足尺试验梁试验 |
5.1 试验梁预制 |
5.2 试验加载系统 |
5.2.1 台座系统 |
5.2.2 七点加载模式 |
5.2.3 静载试验自动控制系统 |
5.3 整体受力性能测试 |
5.3.1 设计荷载测试 |
5.3.2 偏载试验 |
5.3.3 抗裂安全性能测试 |
5.3.4 预应力度及强度安全性能测试 |
5.4 终张拉梁端应力测试 |
5.5 本章小结 |
6 基于桁架模型的极限承载能力分析 |
6.1 混凝土结构承载力分析理论 |
6.2 抗弯承载力分析 |
6.2.1 桁架模型 |
6.2.2 基于规范的承载力计算 |
6.3 抗剪承载力分析 |
6.3.1 整体抗剪承载力 |
6.3.2 基于弥散应力单元的抗剪承载力计算 |
6.4 抗扭承载力分析 |
6.4.1 转角软化桁架模型 |
6.4.2 基于规范的承载力计算 |
6.5 本章小结 |
7 锚固区受力分析及配筋验算 |
7.1 简支梁D区设计理论 |
7.2 AASHTO规范计算 |
7.2.1 锚固力效应计算 |
7.2.2 腹板配筋验算 |
7.2.3 底板配筋验算 |
7.3 拉压杆模型计算 |
7.3.1 腹板配筋验算 |
7.3.2 底板配筋验算 |
7.4 本章小结 |
8 徐变可靠度和车桥动力可靠度研究 |
8.1 时变可靠度理论 |
8.2 动力可靠度理论 |
8.2.1 首次超越失效机制 |
8.2.2 极值分布 |
8.3 可靠度计算方法 |
8.3.1 一次二阶矩法(FOSM法) |
8.3.2 蒙特卡洛法(Monte Carlo Method) |
8.3.3 拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS) |
8.4 残余徐变变形可靠度分析 |
8.4.1 40m简支箱梁残余徐变变形设计计算 |
8.4.2 徐变时变分析模型 |
8.4.3 一次二阶矩法可靠度分析 |
8.4.4 基于拉丁超立方的蒙特卡洛法可靠度分析 |
8.5 桥面竖向加速度可靠度分析 |
8.5.1 基本工况 |
8.5.2 基于可靠度的桥面加速度计算 |
8.5.3 参数灵敏度分析 |
8.6 车体竖向加速度随机性分析 |
8.6.1 基本工况 |
8.6.2 基于可靠度的加速度计算 |
8.6.3 参数灵敏度分析 |
8.7 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
学位论文数据集 |
(2)中美高桩码头结构抗震设计和岸坡稳定性分析方法对比(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外港口及其他结构抗震设计方法的演变和现状 |
1.2.1 国内港口及其他结构抗震设计方法的发展 |
1.2.2 国外港口工程抗震设计方法的发展 |
1.3 本文主要研究内容 |
2 中美高桩码头抗震设计规范条文对比 |
2.1 概述 |
2.2 抗震设防分类、设防水准和设防目标 |
2.2.1 中国规范 |
2.2.2 美国规范 |
2.2.3 对比分析 |
2.3 抗震设计方法 |
2.3.1 中国规范 |
2.3.2 美国规范 |
2.3.3 对比分析 |
2.4 场地分类方法 |
2.4.1 中国规范 |
2.4.2 美国规范 |
2.4.3 对比分析 |
2.5 地震动参数 |
2.5.1 中国规范 |
2.5.2 美国规范 |
2.5.3 对比分析 |
2.6 地震作用和作用效应 |
2.6.1 中国规范 |
2.6.2 美国规范 |
2.6.3 对比分析 |
2.7 截面承载力和位移验算 |
2.7.1 中国规范 |
2.7.2 美国规范 |
2.7.3 对比分析 |
2.8 场地液化判别 |
2.8.1 中国规范 |
2.8.2 美国规范 |
2.8.3 对比分析 |
2.9 岸坡变形和稳定性验算 |
2.9.1 中国规范 |
2.9.2 美国规范 |
2.9.3 对比分析 |
2.10 抗震构造的措施 |
2.10.1 中国规范 |
2.10.2 美国规范 |
2.10.3 对比分析 |
2.11 本章小结 |
3 中美高桩码头结构抗震设计对比实例 |
3.1 概述 |
3.2 工程概况 |
3.3 按照中国规范设计 |
3.3.1 桩的计算长度 |
3.3.2 水平地震惯性力 |
3.3.3 结构内力 |
3.3.4 截面承载力验算 |
3.4 按照美国规范验算 |
3.4.1 设计地震动 |
3.4.2 材料性能 |
3.4.3 结构模型 |
3.4.4 码头荷载-变形曲线 |
3.4.5 桩的变形能力 |
3.4.6 桩的位移计算 |
3.4.7 桩的受剪承载力验算 |
3.5 本章小结 |
4 中美高桩码头场地液化判别和岸坡稳定性分析实例 |
4.1 概述 |
4.2 按照中国规范设计 |
4.2.1 液化判别 |
4.2.2 岸坡稳定性 |
4.3 按照美国规范验算 |
4.3.1 液化判别 |
4.3.2 地震引起的地基沉降 |
4.3.3 岸坡稳定性 |
4.3.4 岸坡地基侧向变形 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(3)高等级公路沿线边坡综合防护设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题研究的目的与意义 |
1.3.1 课题研究的目的 |
1.3.2 课题研究的意义 |
1.4 主要研究内容 |
第二章 高等级公路边坡防护设计方法简介 |
2.1 放缓边坡 |
2.2 边坡工程防护 |
2.2.1 坡面防护 |
2.2.2 砌石防护 |
2.2.3 锚杆防护 |
2.2.4 抗滑桩防护 |
2.2.5 挡土墙防护 |
2.3 边坡植物防护 |
2.3.1 条播法 |
2.3.2 喷播法 |
2.3.3 密铺法 |
2.3.4 框架内植草护坡 |
2.3.5 植树 |
2.4 边坡综合防护技术 |
2.4.1 综合防护技术的种类及特点 |
2.4.2 综合防护工程的基本原理 |
2.5 本章小结 |
第三章 高等级公路边坡稳定性的分析与设计 |
3.1 高等级公路边坡安全的系数确定 |
3.1.1 边坡稳定安全系数与稳定分析法的关系 |
3.1.2 土抗剪强度指标与安全系数关系 |
3.1.3 国外的边坡稳定系数取值 |
3.2 高等级公路边坡稳定性分析一般方法 |
3.2.1 费伦纽斯条分法 |
3.2.2 毕肖普条分法 |
3.2.3 不平衡推力传递系数法 |
3.2.4 几种常用的极限平衡法分析比较 |
3.3 高等级公路边坡动态优化设计 |
3.3.1 动态优化设计概念 |
3.3.2 动态优化设计法 |
3.3.3 高等级公路边坡动态优化防护设计 |
3.4 高等级公路边坡稳定性验算 |
3.5 高等级公路边坡稳定性设计基本程序 |
3.6 本章小结 |
第四章 高等级公路边坡综合防护设计应用研究 |
4.1 高等级公路边坡综合防护设计基本原则 |
4.1.1 极限状态设计的原则 |
4.1.2 荷载效应的原则 |
4.1.3 设计计算的原则 |
4.1.4 信息化设计的原则 |
4.1.5 综合治理的原则 |
4.2 一般高等级公路边坡防护 |
4.2.1 一般防护形式 |
4.2.2 新的发展防护形式 |
4.3 生态景观高等级公路边坡防护 |
4.3.1 生态绿化高等级公路边坡防护 |
4.3.2 高等级公路边坡常常用的植物选择 |
4.3.3 高等级公路边坡景观设计 |
4.4 不平衡推力传递系数法在重力式抗滑挡土墙计算中的应用 |
4.4.1 工程概况 |
4.4.2 设计计算 |
4.4.3 稳定性验算的 |
4.4.4 墙身截面强度验算的 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文和取得的科研成果 |
个人简历 |
(4)降雨条件下柳林森泽边坡稳定性分析及加固研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 边坡稳定性分析方法研究现状 |
1.2.2 降雨对边坡稳定性研究现状 |
1.2.3 边坡支护研究现状 |
1.3 研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容和方法 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 区域地质环境 |
2.1 气象水文 |
2.2 地形地貌 |
2.3 地层岩性 |
2.4 地质构造 |
2.5 水文地质条件 |
2.6 地质灾害 |
第3章 降雨入渗及稳定性判别理论 |
3.1 饱和-非饱和渗流理论 |
3.1.1 达西定律 |
3.1.2 渗流微分方程 |
3.1.3 定解条件 |
3.2 土水特征曲线及其模型 |
3.2.1 土水特征曲线基本概念 |
3.2.2 土水特征曲线模型 |
3.3 降雨入渗基本理论 |
3.4 边坡稳定性理论 |
3.4.1 非饱和土抗剪强度理论 |
3.4.2 常见的极限平衡法 |
3.5 本章小结 |
第4章 边坡稳定性数值模拟分析 |
4.1 GEOSTUDIO软件简介 |
4.2 边坡模型和相关参数 |
4.2.1 边坡模型几何形态 |
4.2.2 相关参数的选取 |
4.2.3 边坡边界条件设置与边坡初始状态 |
4.2.4 降雨工况的设计 |
4.2.5 边坡稳定性评价标准 |
4.3 降雨类型对边坡稳定性影响 |
4.4 降雨强度对边坡稳定性的影响 |
4.5 长期持续性降雨对边坡稳定性的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 边坡加固技术方案设计 |
5.1 边坡加固措施方案的确定 |
5.2 锚杆设计理论 |
5.2.1 锚杆锚固力的计算理论 |
5.2.2 锚杆钢筋截面积计算 |
5.2.3 锚杆安设角的确定 |
5.2.4 锚杆锚固段长度计算 |
5.2.5 锚固间距的确定 |
5.3 格构梁设计理论 |
5.3.1 格构梁设计计算常用的地基计算模型 |
5.3.2 格构节点荷载分配方法 |
5.3.3 格构截面配筋设计 |
5.4 边坡加固技术参数设计 |
5.4.1 锚杆锚固力计算 |
5.4.2 锚杆结构设计 |
5.4.3 格构受力计算 |
5.4.4 格构配筋设计 |
5.5 边坡加固后稳定性模拟 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)高频变换变压器漏感与绝缘综合设计(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景、目的及意义 |
1.2 高频变压器漏感研究的背景和现状 |
1.3 高频变压器绝缘和综合设计研究现状 |
1.4 论文的主要工作 |
第二章 高频变压器的寄生参数及绝缘要求 |
2.1 高频变压器结构及工作原理 |
2.1.1 高频变压器的结构 |
2.1.2 变压器的工作原理 |
2.2 变压器的参数模型 |
2.2.1 变压器的等效电路 |
2.2.2 变压器的寄生参数 |
2.3 变压器的绝缘要求 |
2.3.1 变压器绝缘材料 |
2.3.2 变压器绝缘结构 |
2.4 本章小结 |
第三章 铜箔变压器漏感计算 |
3.1 高频变压器漏感计算模型 |
3.1.1 漏感的数值计算和解析计算 |
3.1.2 一维和多维磁场计算模型比较 |
3.2 铜箔变压器窗口处磁场分布 |
3.2.1 铜箔变压器窗口处结构划分 |
3.2.2 铜箔变压器窗口处磁场计算 |
3.3 铜箔变压器窗口处的漏感求解 |
3.3.1 窗口处能量计算 |
3.3.2 铜箔变压器漏感解析式 |
3.4 仿真验证 |
3.5 本章小结 |
第四章 圆导线/利兹线变压器漏感计算 |
4.1 圆导线/利兹线变压器的频率效应与结构划分 |
4.1.1 圆导线/利兹线的频率效应 |
4.1.2 圆导线/利兹线变压器结构划分 |
4.2 圆导线/利兹线变压器漏感计算的方法 |
4.2.1 中频圆导线变压器漏感计算方法 |
4.2.2 高频利兹线变压器漏感计算方法 |
4.3 圆导线/利兹线变压器窗口处磁场分布和能量计算 |
4.3.1 圆导线变压器窗口处的磁场分布和能量计算 |
4.3.2 利兹线变压器窗口处的磁场分布和能量计算 |
4.4 圆导线/利兹线窗口处的漏感求解 |
4.4.1 圆导线变压器漏感解析计算 |
4.4.2 利兹线变压器漏感解析计算 |
4.5 仿真与实验验证 |
4.5.1 圆导线变压器漏感解析计算的验证 |
4.5.2 利兹线变压器漏感解析计算的验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 变压器绝缘设计 |
5.1 电场分布特点 |
5.1.1 变压器的典型电场类型 |
5.1.2 变压器内部电场分布特点 |
5.2 变压器的安全系数 |
5.3 变压器窗口处电场有限元计算 |
5.3.1 变压器的主要参数 |
5.3.2 计算模型的建立 |
5.3.3 高低压绕组间电场的计算 |
5.4 变压器的绕组外部绝缘设计 |
5.4.1 绕组外部绝缘的数值法设计 |
5.4.2 绕组外部绝缘的简化解析法设计 |
5.4.3 提高绝缘的措施 |
5.5 提高绝缘措施的仿真验证 |
5.5.1 施加静电环 |
5.5.2 杜绝绝缘材料中气泡 |
5.5.3 布置屏蔽层 |
5.6 本章小结 |
第六章 考虑漏感与绝缘的变压器综合设计 |
6.1 漏感与绕组间绝缘的关系 |
6.1.1 关于漏感参数的灵敏性分析 |
6.1.2 漏感与绕组间绝缘的综合考虑 |
6.2 考虑漏感与绝缘的变压器综合设计 |
6.2.1 优化目标和约束条件 |
6.2.2 优化设计步骤 |
6.3 变压器综合设计的验证 |
6.3.1 案例的设计规范和流程 |
6.3.2 所设计变压器的约束条件验证 |
6.3.3 变压器综合设计在课题中的运用 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(6)轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 可靠性分析方法研究现状 |
1.2.1 不确定性的来源与分类 |
1.2.2 可靠性分析的主要方法 |
1.2.3 可靠性分析方法在轨道车辆结构性能分析中的应用 |
1.3 结构优化设计的研究现状 |
1.3.1 结构优化设计的研究现状简述 |
1.3.2 优化设计方法在轨道车辆结构优化中的应用 |
1.4 存在的主要问题 |
1.5 本文主要研究内容及组织结构 |
第二章 结构可靠性分析与优化设计基本理论 |
2.1 引言 |
2.2 应力-强度干涉模型 |
2.2.1 静态应力-强度干涉模型 |
2.2.2 动态应力-强度干涉模型 |
2.2.3 时变动态应力-强度干涉模型 |
2.3 基于概率的可靠性求解方法 |
2.3.1 一次和二次可靠度方法 |
2.3.2 Monte Carlo和子集模拟方法 |
2.3.3 代理模型方法 |
2.4 结构优化设计模型 |
本章小结 |
第三章 参数不确定性对结构静/疲劳强度的影响分析 |
3.1 引言 |
3.2 考虑参数不确定性的结构静强度分析 |
3.2.1 基于D-最优试验设计的响应面代理模型 |
3.2.2 参数不确定对结构静强度影响的可靠度表示 |
3.2.3 工程算例分析 |
3.3 考虑参数不确定性的结构疲劳强度分析 |
3.3.1 多轴疲劳强度分析方法 |
3.3.2 改进Goodman-Smith疲劳极限图的绘制 |
3.3.3 参数不确定对结构疲劳强度影响的可靠度表示 |
3.3.4 基于试验的疲劳强度分析模型验证 |
3.3.5 基于RSSM的疲劳强度分析 |
本章小结 |
第四章 面向载荷工况的结构可靠性分析方法 |
4.1 引言 |
4.2 基于6σ的单工况结构可靠性分析方法 |
4.2.1 基于6σ的结构区间变量的确定 |
4.2.2 区间变量的生成策略及结构可靠度计算 |
4.2.3 工程算例分析 |
4.3 基于IDEPSO-SS的多工况结构可靠性分析方法 |
4.3.1 IDEPSO-SS算法的基本原理 |
4.3.2 多工况结构可靠性分析方法 |
4.3.3 工程算例分析 |
本章小结 |
第五章 基于随机过程的结构时变可靠性分析方法 |
5.1 引言 |
5.2 考虑参数不确定性的结构静强度时变可靠性分析方法 |
5.2.1 基于泊松和伽马随机过程的应力-强度时变性描述 |
5.2.2 结构静强度的时变可靠性分析模型 |
5.2.3 工程算例分析 |
5.3 基于等效时变动态应力-强度干涉模型的结构疲劳强度可靠性分析方法 |
5.3.1 线路试验及数据处理 |
5.3.2 时变等效应力模型 |
5.3.3 时变疲劳强度模型 |
5.3.4 等效时变动态应力-强度干涉模型 |
5.3.5 工程算例分析 |
本章小结 |
第六章 多变量/时变可靠性条件下的结构模糊优化设计方法 |
6.1 引言 |
6.2 基于多级RSSM的结构模糊优化设计 |
6.2.1 基于多级RSSM的模糊优化设计方法 |
6.2.2 基于MC方法的优化变量确定及分级 |
6.2.3 模糊优化数学模型的建立 |
6.2.4 各级RSSM的构建及优化 |
6.2.5 多级RSSM模糊优化设计的有效性验证 |
6.3 基于时变可靠性的结构多目标模糊优化设计 |
6.3.1 结构性能指标的理论推导 |
6.3.2 基于随机过程的时变可靠性模型 |
6.3.3 多目标模糊优化模型的建立 |
6.3.4 工程算例分析 |
本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
创新点摘要 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果及参与的科研项目 |
致谢 |
(7)软土地基膜袋砂堤坡破坏模式与设计计算方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 土工膜袋的应用及发展 |
1.2 问题的提出 |
1.3 膜袋砂堤坡失稳案例 |
1.4 膜袋砂堤坡常用设计方法及加筋布置方式 |
1.5 国内外研究概述 |
1.5.1 地基承载力研究 |
1.5.2 堤坡填土高度研究 |
1.5.3 土工膜袋及堆叠体力学特性研究 |
1.5.4 膜袋砂堤坡稳定性研究 |
1.5.5 该研究领域存在的不足之处 |
1.6 本文主要研究内容及思路 |
第二章 膜袋砂堤坡物理模型试验及地基承载力理论研究 |
2.1 前言 |
2.2 试验设计 |
2.2.1 试验模型箱 |
2.2.2 试验材料制备 |
2.2.3 膜袋砂堤坡模型断面 |
2.2.4 试验装置 |
2.2.5 试验方案 |
2.3 试验过程 |
2.3.1 模型填筑 |
2.3.2 膜袋砂充填堆载 |
2.4 试验结果分析 |
2.5 堤坡下地基极限承载力研究 |
2.5.1 传统刚性基础下地基承载力理论 |
2.5.2 现有堤坡荷载下地基承载力计算方法 |
2.5.3 堤坡下地基破坏分区假设 |
2.5.4 堤坡下地基I区存在性的讨论 |
2.5.5 本文提出的堤坡下地基承载力计算方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 软土地基膜袋砂堤坡数值模拟 |
3.1 前言 |
3.2 数值模型 |
3.2.1 有限元模型及边界条件 |
3.2.2 本构模型及参数取值 |
3.2.3 数值模型验证 |
3.3 参数影响分析 |
3.3.1 堤坡底部宽度(W)的影响 |
3.3.2 土工膜袋抗拉刚度(J)的影响 |
3.3.3 膜袋砂充填厚度(t)的影响 |
3.3.4 软土不排水抗剪强度(su)的影响 |
3.3.5 堤坡坡度(k)的影响 |
3.3.6 膜袋充填砂内摩擦角(φ)的影响 |
3.3.7 土工膜袋-软土界面抗剪强度(τmax)的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 软土地基膜袋砂堤坡破坏模式及稳定性计算方法 |
4.1 前言 |
4.2 堤坡地基破坏模式 |
4.3 膜袋砂堤坡地基破坏模式 |
4.3.1 整体破坏模式 |
4.3.2 分侧破坏模式 |
4.3.3 破坏模式判别方法 |
4.4 软土地基膜袋砂堤坡稳定性计算方法 |
4.4.1 极限填高计算方法 |
4.4.2 安全系数计算方法 |
4.5 软土地基膜袋砂堤坡设计计算方法及验证 |
4.5.1 软土地基膜袋砂堤坡设计计算方法 |
4.5.2 设计计算方法验证 |
4.6 本章小结 |
第五章 软土地基膜袋砂堤坡优化设计方法 |
5.1 前言 |
5.2 非等厚度优化设计 |
5.2.1 非等厚度设计方法 |
5.2.2 非等厚度设计方法数值模拟分析 |
5.3 船型优化设计 |
5.3.1 船型设计方法 |
5.3.2 船型设计方法数值模拟分析 |
5.4 优化设计膜袋砂堤坡数值模拟参数分析 |
5.4.1 参数分析工况设定 |
5.4.2 堤坡底部宽度(W)的影响 |
5.4.3 软土不排水抗剪强度(su)的影响 |
5.4.4 土工膜袋抗拉刚度(J)的影响 |
5.4.5 堤坡坡度(k)的影响 |
5.4.6 膜袋充填砂内摩擦角(φ)的影响 |
5.5 优化设计膜袋砂堤坡破坏模式判别及稳定性计算方法 |
5.5.1 优化设计膜袋砂堤坡地基破坏模式判别方法 |
5.5.2 优化设计膜袋砂堤坡稳定性计算方法 |
5.6 优化设计膜袋砂堤坡设计计算方法 |
5.7 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 隧道的围岩压力 |
1.2.2 衬砌的施作时机 |
1.2.3 衬砌的承载特性 |
1.2.4 衬砌的安全性评价 |
1.2.5 复合式衬砌防水层的作用 |
1.3 研究中存在的主要问题 |
1.4 论文主要研究内容 |
1.5 论文研究方法与技术路线 |
2 复合式衬砌结构现场试验研究 |
2.1 依托工程 |
2.2 复合式衬砌现场试验设计 |
2.2.1 试验工况 |
2.2.2 监测项目及测点布置 |
2.3 初期支护背后压力的监测结果及分析 |
2.3.1 岩质单线隧道初期支护背后的压力 |
2.3.2 岩质双线隧道初期支护背后的压力 |
2.3.3 黄土双线隧道初期支护背后的压力 |
2.4 衬砌背后压力的监测结果及分析 |
2.4.1 岩质双线隧道衬砌背后的压力 |
2.4.2 黄土双线隧道衬砌背后的压力 |
2.5 初期支护内力的监测结果及分析 |
2.5.1 岩质单线隧道初期支护的内力 |
2.5.2 岩质双线隧道初期支护的内力 |
2.5.3 黄土双线隧道初期支护的内力 |
2.6 衬砌内力的监测结果及分析 |
2.6.1 岩质单线隧道衬砌的内力 |
2.6.2 岩质双线隧道衬砌的内力 |
2.6.3 黄土双线隧道衬砌的内力 |
2.7 本章小结 |
3 基于位移反分析方法的复合式衬砌结构设计研究 |
3.1 引言 |
3.2 位移反分析方法及其有限元实现 |
3.2.1 位移反分析方法 |
3.2.2 位移反分析的基本方程 |
3.3 初期支护的安全性评价 |
3.3.1 初期支护的变形监测结果 |
3.3.2 位移反分析计算模型 |
3.3.3 位移反分析计算结果及分析 |
3.4 衬砌施作时机的研究 |
3.4.1 衬砌施作时机的确定方法 |
3.4.2 工程实例应用 |
3.4.3 现场监测与反分析结果的比较 |
3.5 衬砌分担围岩压力比例的研究 |
3.5.1 衬砌分担围岩压力比例的计算方法 |
3.5.2 初期支护和衬砌背后压力的计算 |
3.5.3 衬砌分担围岩压力比例的计算 |
3.6 本章小结 |
4 基于M-N曲线的衬砌截面安全性评价研究 |
4.1 规范中衬砌截面的安全性评价 |
4.1.1 衬砌截面的最小安全系数 |
4.1.2 素混凝土衬砌截面的安全检算 |
4.1.3 钢筋混凝土衬砌截面的安全检算 |
4.2 基于规范的衬砌截面M-N曲线 |
4.2.1 衬砌截面的安全包络线 |
4.2.2 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.2.3 衬砌截面安全检算公式的特点 |
4.3 考虑材料非线性的衬砌截面M-N曲线 |
4.3.1 基本假定 |
4.3.2 衬砌截面的极限承载力基本方程 |
4.3.3 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.4 基于极限状态设计法的衬砌截面M-N曲线 |
4.4.1 衬砌截面的安全检算 |
4.4.2 衬砌截面的极限承载力曲线 |
4.4.3 高速铁路隧道衬砌截面极限承载力曲线 |
4.5 衬砌截面M-N曲线的工程应用 |
4.5.1 衬砌内力的现场监测结果分析 |
4.5.2 衬砌截面的抗弯安全系数 |
4.5.3 衬砌截面的抗弯安全性评价 |
4.6 本章小结 |
5 复合式衬砌防水层作用研究 |
5.1 防水层的主要类型 |
5.1.1 挂板防水层 |
5.1.2 喷膜防水层 |
5.2 防水层的力学作用机理 |
5.2.1 防水层的组合作用 |
5.2.2 组合结构的荷载分担机理 |
5.3 施工期温度荷载作用下防水层的作用 |
5.3.1 施工期荷载作用 |
5.3.2 有限元数值计算模型 |
5.3.3 有限元数值计算条件 |
5.3.4 温度场计算结果及分析 |
5.3.5 应力场计算结果及分析 |
5.3.6 衬砌温度应力的影响因素分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 论文主要工作和结论 |
6.2 论文主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 复合式衬砌格栅钢架示意图 |
附录B 衬砌截面开裂区高度的计算 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)基于抗震性能偏好的近海桥梁全寿命多目标优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 近海桥梁结构全寿命抗震性能设计研究进展 |
1.2.1 多级水准设防和多性能等级 |
1.2.2 全寿命抗震性能指标 |
1.2.3 基于性能的抗震评价方法 |
1.2.4 腐蚀作用下的结构性能退化 |
1.3 桥梁结构全寿命抗震多目标优化研究进展 |
1.3.1 基于全寿命费用的单目标优化 |
1.3.2 全寿命抗震多目标优化 |
1.4 本文主要研究思路及内容 |
1.4.1 存在的问题 |
1.4.2 本文主要研究内容 |
1.4.3 相关说明 |
2 基于NSGA-Ⅱ算法的桥梁全寿命抗震多目标优化设计 |
2.1 引言 |
2.2 桥梁抗震设计的多目标优化模型 |
2.2.1 桥梁抗震优化模型 |
2.2.2 地震作用取值 |
2.2.3 全寿命抗震性能 |
2.2.4 规范需求 |
2.3 多目标优化算法的应用 |
2.3.1 Pareto最优集概念 |
2.3.2 基于NSGA-Ⅱ算法的桥梁抗震设计 |
2.4 单柱桥墩多目标抗震优化设计 |
2.4.1 地震损失费用及全寿命费用计算 |
2.4.2 抗震性能目标空间的非劣性分层 |
2.4.3 多目标抗震优化结果分析 |
2.5 本章小结 |
3 基于交互式偏好的桥梁全寿命抗震多目标优化决策 |
3.1 引言 |
3.2 多目标优化决策算法 |
3.2.1 多目标优化决策算法分类 |
3.2.2 交互式引入偏好算法 |
3.3 基于性能偏好的交互式桥梁抗震多目标优化模型 |
3.3.1 全寿命抗震性能目标函数 |
3.3.2 全寿命抗震性能偏好及其价值函数 |
3.3.3 基于抗震性能偏好的优化设计收敛条件 |
3.4 交互式桥梁抗震模型优化结果 |
3.4.1 基于费用偏好序的抗震优化设计 |
3.4.2 基于安全偏好序的抗震优化设计 |
3.4.3 无偏好与有偏好优化结果对比 |
3.5 本章小结 |
4 基于事后偏好与交互式偏好的桥梁抗震多目标优化对比分析 |
4.1 引言 |
4.2 事后引入偏好算法和交互式引入偏好算法特点 |
4.2.1 事后引入偏好算法特点 |
4.2.2 交互式引入偏好算法特点 |
4.3 基于两种偏好引入方式的桥梁抗震多目标优化结果分析 |
4.3.1 事后引入偏好桥梁抗震优化结果分析 |
4.3.2 交互式引入偏好桥梁抗震优化结果分析 |
4.3.3 两种偏好下的桥梁抗震优化结果对比 |
4.5 本章小结 |
5 考虑腐蚀作用下的近海桥梁交互式抗震多目标优化设计 |
5.1 引言 |
5.2 考虑腐蚀的全寿命抗震性能分析 |
5.2.1 耐久性使用寿命模型的建立 |
5.2.2 氯离子腐蚀过程预测模型的建立 |
5.2.3 氯离子腐蚀作用下的材料特性 |
5.2.4 腐蚀和地震共同作用下的地震损失费用及全寿命费用 |
5.3 腐蚀作用下的交互式抗震优化设计 |
5.3.1 腐蚀作用下的抗震优化模型 |
5.3.2 腐蚀作用下不同偏好抗震优化模型搜索过程 |
5.3.3 考虑腐蚀的全寿命费用偏好与年平均费用偏好结果 |
5.3.4 考虑腐蚀的不同偏好与文献结果对比 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(10)边坡锚索与抗滑桩支护受力特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 边坡稳定性研究现状 |
1.2.2 支挡结构研究现状 |
1.3 现有研究工作的不足之处 |
1.4 论文研究的主要内容 |
第二章 考虑施工过程及应力位移场的锚索受力研究 |
2.1 前言 |
2.2 考虑施工过程的锚索受力特性研究 |
2.2.1 考虑施工过程的边坡锚索力分布 |
2.2.2 考虑施工过程的边坡稳定性分析 |
2.3 不同破坏模式下锚索受力特性研究 |
2.3.1 变模量弹塑性强度折减法 |
2.3.2 滑坡类型及判断标准 |
2.3.3 牵引式滑坡最优加固位置研究 |
2.3.4 推移式滑坡最优加固位置研究 |
2.4 本章小结 |
第三章 平坡抗滑桩的受力计算问题 |
3.1 前言 |
3.2 平坡工况下不同计算方法比较 |
3.2.1 传递系数法 |
3.2.2 朗肯土压力理论 |
3.2.3 经典库仑土压力理论 |
3.2.4 粘性土库仑土理论 |
3.3 基于传递系数隐式解法的反力平衡法 |
3.3.1 公式推导 |
3.3.2 传递系数反力法在粘性土中的适用性分析 |
3.4 结合库仑土压力理论与边坡稳定性分析的反力平衡法 |
3.4.1 传递系数法及传递系数反力法存在的不足 |
3.4.2 结合库仑土压力理论与边坡稳定性分析的反力平衡法 |
3.4.3 算例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 斜坡抗滑桩的受力计算问题 |
4.1 前言 |
4.2 均质斜坡工况下不同基坑规范计算比较 |
4.2.1 广东省建筑基坑工程技术规范放坡法 |
4.2.2 国家建筑基坑支护技术规程放坡法 |
4.2.3 两种基坑规范放坡法的对比 |
4.3 均质斜坡工况下坡顶裂缝深度的确定 |
4.4 均质斜坡工况下不同计算方法比较 |
4.4.1 滑动面入口位于斜坡上 |
4.4.2 滑动面入口位于坡顶平面 |
4.4.3 对比结论 |
4.5 非均质斜坡工况下不同计算方法比较 |
4.6 桩支护下反力平衡法内力计算 |
4.6.1 刚性桩与弹性桩 |
4.6.2 受荷段内力计算 |
4.6.3 嵌固段内力计算 |
4.7 本章小结 |
第五章 工程案例 |
5.1 工程案例1 |
5.1.1 工程概况 |
5.1.2 设计放坡方案对比 |
5.1.3 优化支护方案对比 |
5.2 工程案例2 |
5.2.1 试验方案 |
5.2.2 计算结果分析 |
5.3 工程案例3 |
5.3.1 工程概况 |
5.3.2 地质条件及支护方案 |
5.3.3 数值模拟 |
5.3.4 土压力对比分析 |
5.4 工程实例4 |
5.4.1 工程概况 |
5.4.2 场地岩土工程条件 |
5.4.3 试验段土层支护方案 |
5.4.4 数值模拟 |
5.4.5 计算结果对比分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 本文创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
四、强度设计中安全系数的计算(论文参考文献)
- [1]高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究[D]. 班新林. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [2]中美高桩码头结构抗震设计和岸坡稳定性分析方法对比[D]. 刘灿. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]高等级公路沿线边坡综合防护设计方法研究[D]. 穆哥(TRAMH MOJAHED ALI AHMED HAMOOD). 内蒙古工业大学, 2021(01)
- [4]降雨条件下柳林森泽边坡稳定性分析及加固研究[D]. 刘飞. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]高频变换变压器漏感与绝缘综合设计[D]. 尹浩. 合肥工业大学, 2021
- [6]轨道车辆结构可靠性分析与优化设计方法研究[D]. 智鹏鹏. 大连交通大学, 2020(01)
- [7]软土地基膜袋砂堤坡破坏模式与设计计算方法研究[D]. 王晓亮. 华南理工大学, 2020(05)
- [8]山岭隧道复合式衬砌结构设计优化研究[D]. 孙明社. 北京交通大学, 2020(02)
- [9]基于抗震性能偏好的近海桥梁全寿命多目标优化设计[D]. 李宇婧. 大连理工大学, 2020(01)
- [10]边坡锚索与抗滑桩支护受力特性研究[D]. 孙树楷. 华南理工大学, 2020(02)