振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,填充沟是振动污染治理的一种常用隔振屏障。传统的填充沟受工程造价和施工工艺等限制工程中应用较困难;为克服上述问题,提出一种新型隔振屏障-内插预制芯墙的劲芯水泥土墙。对于饱和地基...振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,填充沟是振动污染治理的一种常用隔振屏障。传统的填充沟受工程造价和施工工艺等限制工程中应用较困难;为克服上述问题,提出一种新型隔振屏障-内插预制芯墙的劲芯水泥土墙。对于饱和地基中劲芯水泥土墙的隔振问题,饱和地基采用饱和土半解析边界元法(boundary element method,BEM)建模,劲芯水泥土墙采用有限元法(finite element method,FEM)建模,根据饱和地基-水泥土墙交界面的平衡和连续性条件,分别建立了劲芯水泥土墙对入射Rayleigh波(瑞利波)的远场被动隔振和对动力机器基础振动近场主动隔振的半解析BEM-FEM耦合分析方法,并对劲芯水泥土墙的隔振效果进行了计算分析。研究结果表明:饱和地基中设置劲芯水泥土墙能够起到较好的隔振作用,其隔振效果与混凝土墙基本相当且远优于纯水泥土墙;预制芯墙在劲芯水泥土墙隔振系统中起关键作用,为避免弹性波从芯墙底绕射而降低隔振效果,预制芯墙深度应与水泥土墙深度保持一致;增大芯墙厚度对隔振效果提升不大。在等深芯墙条件下,增大墙深能显著提高远场隔振效果,但对近场隔振效果提升较小;增大墙厚也可提高隔振效果,但提高幅度不大。实际工程中,建议结合工程造价和施工工艺,选择合适的水泥土墙和预制芯墙墙厚。此外,屏障距振源距离对主动隔振效果影响较小,建议根据被保护建筑与振源之间的实际情况,选择合适位置构建隔振屏障。展开更多
A method of coupled BEM-FEM analysis for the elastic spatial structure system is presented. It can be applied to the calculation of the stress and deformation of the large-diamater cylinder structure system and it is ...A method of coupled BEM-FEM analysis for the elastic spatial structure system is presented. It can be applied to the calculation of the stress and deformation of the large-diamater cylinder structure system and it is suitable for symmetric or non-symmetric structures under the distributed or concentrated load. Numerical examples show that the proposed method and computer program BEFEM are quite efficient in the analysis of the large-diameter cylinder structure problems in ocean engineering.展开更多
隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状...隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状断面高速公路隧道边坡稳定性数值模拟方法。利用边界元法(Boundary Element Method,BEM)求解扁平状断面高速公路隧道边坡内部应力场,克服近奇异问题,确保边界条件的可靠性及初始应力状态的真实性。随后,将BEM数据融入有限元模型(Finite Element Model,FEM),通过精细网格与强大计算力,全面模拟边坡变形过程及其稳定性状态。最后,将FEM的模拟结果作为输入,运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行全局搜索,以识别出最危险的滑动面,从而实现对边坡稳定性的精准监测。实验结果表明,上述方法能够有效提升模拟精度,为工程设计加固提供坚实依据。展开更多
准确计算户内变电站大型、复杂的噪声场分布,进而评价可采用降噪措施的减噪效果,是解决户内变电站噪声污染的关键问题。为此,综合声学有限元法(finite element method,FEM)求解复杂声场收敛性好及精度高的优点,及声学边界元法(boundary ...准确计算户内变电站大型、复杂的噪声场分布,进而评价可采用降噪措施的减噪效果,是解决户内变电站噪声污染的关键问题。为此,综合声学有限元法(finite element method,FEM)求解复杂声场收敛性好及精度高的优点,及声学边界元法(boundary element method,BEM)降维求解大型声场的优势,提出了一种基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场求解算法。首先,建立变电站内部声源声固耦合模型,采用声学FEM求解混响噪声作用下的声固耦合响应;然后,基于声学FEM-BEM耦合理论,求解内、外耦合边界处结构单元受声固耦合激励产生的位移及应力载荷;最后,根据声压及应力载荷激发的外场声波扩散模型,基于常规Gauss数值积分法,建立外部空间声域2维BEM声学积分方程,求解外部声场。该算法在湖南某110 kV户内变电站噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值的相对误差为3.61%~4.87%。展开更多
文摘振动污染在国际上已被列入“七大环境公害”之一,填充沟是振动污染治理的一种常用隔振屏障。传统的填充沟受工程造价和施工工艺等限制工程中应用较困难;为克服上述问题,提出一种新型隔振屏障-内插预制芯墙的劲芯水泥土墙。对于饱和地基中劲芯水泥土墙的隔振问题,饱和地基采用饱和土半解析边界元法(boundary element method,BEM)建模,劲芯水泥土墙采用有限元法(finite element method,FEM)建模,根据饱和地基-水泥土墙交界面的平衡和连续性条件,分别建立了劲芯水泥土墙对入射Rayleigh波(瑞利波)的远场被动隔振和对动力机器基础振动近场主动隔振的半解析BEM-FEM耦合分析方法,并对劲芯水泥土墙的隔振效果进行了计算分析。研究结果表明:饱和地基中设置劲芯水泥土墙能够起到较好的隔振作用,其隔振效果与混凝土墙基本相当且远优于纯水泥土墙;预制芯墙在劲芯水泥土墙隔振系统中起关键作用,为避免弹性波从芯墙底绕射而降低隔振效果,预制芯墙深度应与水泥土墙深度保持一致;增大芯墙厚度对隔振效果提升不大。在等深芯墙条件下,增大墙深能显著提高远场隔振效果,但对近场隔振效果提升较小;增大墙厚也可提高隔振效果,但提高幅度不大。实际工程中,建议结合工程造价和施工工艺,选择合适的水泥土墙和预制芯墙墙厚。此外,屏障距振源距离对主动隔振效果影响较小,建议根据被保护建筑与振源之间的实际情况,选择合适位置构建隔振屏障。
文摘A method of coupled BEM-FEM analysis for the elastic spatial structure system is presented. It can be applied to the calculation of the stress and deformation of the large-diamater cylinder structure system and it is suitable for symmetric or non-symmetric structures under the distributed or concentrated load. Numerical examples show that the proposed method and computer program BEFEM are quite efficient in the analysis of the large-diameter cylinder structure problems in ocean engineering.
文摘隧道开挖后形成的复杂地质结构导致边坡内部应力场分布极不规则,尤其是近开挖面区域存在强烈的应力集中和近奇异现象,这使得传统的数值模拟方法难以准确捕捉和模拟这些区域的应力状态,进而无法精确预测边坡的变形行为。因此,提出扁平状断面高速公路隧道边坡稳定性数值模拟方法。利用边界元法(Boundary Element Method,BEM)求解扁平状断面高速公路隧道边坡内部应力场,克服近奇异问题,确保边界条件的可靠性及初始应力状态的真实性。随后,将BEM数据融入有限元模型(Finite Element Model,FEM),通过精细网格与强大计算力,全面模拟边坡变形过程及其稳定性状态。最后,将FEM的模拟结果作为输入,运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行全局搜索,以识别出最危险的滑动面,从而实现对边坡稳定性的精准监测。实验结果表明,上述方法能够有效提升模拟精度,为工程设计加固提供坚实依据。
文摘准确计算户内变电站大型、复杂的噪声场分布,进而评价可采用降噪措施的减噪效果,是解决户内变电站噪声污染的关键问题。为此,综合声学有限元法(finite element method,FEM)求解复杂声场收敛性好及精度高的优点,及声学边界元法(boundary element method,BEM)降维求解大型声场的优势,提出了一种基于声学FEM-BEM的户内变电站噪声场求解算法。首先,建立变电站内部声源声固耦合模型,采用声学FEM求解混响噪声作用下的声固耦合响应;然后,基于声学FEM-BEM耦合理论,求解内、外耦合边界处结构单元受声固耦合激励产生的位移及应力载荷;最后,根据声压及应力载荷激发的外场声波扩散模型,基于常规Gauss数值积分法,建立外部空间声域2维BEM声学积分方程,求解外部声场。该算法在湖南某110 kV户内变电站噪声场的求解分析中得到了成功应用,与实测值的相对误差为3.61%~4.87%。
