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多体系统动力学运算中提高精度的方法
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作者 陈延正 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1990年第3期105-108,共4页
1 四元数范数的规范化多体系统动力分析计算需要对动力学方程及运动学微分方程组联立求解,要进行矩阵点积、义积、坐标变换,数值积分等计算机运算.算出广义生标及其一阶、二阶导数的终值等.这是确定多体系统姿态及动力分析的基本数据.... 1 四元数范数的规范化多体系统动力分析计算需要对动力学方程及运动学微分方程组联立求解,要进行矩阵点积、义积、坐标变换,数值积分等计算机运算.算出广义生标及其一阶、二阶导数的终值等.这是确定多体系统姿态及动力分析的基本数据.系统内物体个数的多少,结构复杂的程度,积分步长的选取,计算方法的选取,计算机本身的字长等因素。 展开更多
关键词 多体系流 动力学 计算
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基于近场动力学理论的混凝土轴拉破坏过程模拟 被引量:29
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作者 沈峰 章青 +1 位作者 黄丹 赵晶晶 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期79-83,共5页
近场动力学PD(Peridynamics)是一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法。该方法假定位于连续体内的粒子通过有限的距离与其他粒子相互作用,通过积分计算在一定近场范围(Horizon)内具有一定影响域的材料点之间的相互作用力... 近场动力学PD(Peridynamics)是一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法。该方法假定位于连续体内的粒子通过有限的距离与其他粒子相互作用,通过积分计算在一定近场范围(Horizon)内具有一定影响域的材料点之间的相互作用力,而不论位移场的连续与否,避免了传统的局部微分方程求解在面临不连续问题时的奇异性和现有多尺度算法的复杂性。本文概述了PD方法的基本思想、建模方法和计算体系,给出了用近场动力学方法模拟混凝土在轴向拉伸荷载作用下的计算格式。算例结果表明,PD方法可以很好地刻画和模拟混凝土在轴拉情形下的损伤累积与渐进破坏过程.最后讨论了PD方法在理论、计算和应用等方面有待进一步研究的问题. 展开更多
关键词 混凝土结构 近场动力学 轴拉破坏 数值模拟 非局部模型
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近场动力学方法及其应用 被引量:149
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作者 黄丹 章青 +1 位作者 乔丕忠 沈峰 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期448-459,共12页
近场动力学(peridynamics,PD)是一种新兴的基于非局部作用思想建立模型并通过求解空间积分方程描述物质力学行为的方法.它兼有分子动力学方法和无网格方法的优点,避免了基于连续性假设建模和求解空间微分方程的传统宏观方法在面临不连... 近场动力学(peridynamics,PD)是一种新兴的基于非局部作用思想建立模型并通过求解空间积分方程描述物质力学行为的方法.它兼有分子动力学方法和无网格方法的优点,避免了基于连续性假设建模和求解空间微分方程的传统宏观方法在面临不连续问题时的奇异性,又突破了经典分子动力学方法在计算尺度上的局限,在宏/微观不连续力学问题分析中均表现出很高的求解精度和效率.首先概述了PD方法的理论基础、建模思路和计算体系;进而介绍了PD方法在不同尺度不连续力学问题中的应用,包括均匀与非均匀材料和结构的大变形、损伤、断裂、冲击、穿透和失稳问题,结晶相变动力学问题以及纳米材料和结构的破坏问题;最后讨论了PD方法在理论、计算和应用等方面值得进一步研究的问题. 展开更多
关键词 不连续问题 数值模拟 近场动力学 非局部模型
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塔里木北部地区岩石物性参数测试和区域层滑系统的确定 被引量:13
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作者 孙岩 贾承造 +2 位作者 姜永基 王良书 勾佛仪 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 1996年第5期660-671,共12页
为了定量地研究塔里木北部地区区域的层次结构.拆离构造,特别是同油气地质、圈闭构造密切相关的沉积盖层中的层滑倾滑和推覆滑覆等各种构造的形成机制,对该区沉积盖层进行了较系统的岩石物性和岩石力学标本采集和测试(包括三轴参照... 为了定量地研究塔里木北部地区区域的层次结构.拆离构造,特别是同油气地质、圈闭构造密切相关的沉积盖层中的层滑倾滑和推覆滑覆等各种构造的形成机制,对该区沉积盖层进行了较系统的岩石物性和岩石力学标本采集和测试(包括三轴参照实验).依其参数结构特点和地质、物探资料,划分出4套7层区域性层滑系统,并与研究程度较高的中、下扬子区的物性参数、岩性组合和构造特征进行综合对比.最后还进一步阐明了塔里木北部地区特征的前列式冲断构造和含油气局部构造等,均受到这7层区域层滑系统的制约. 展开更多
关键词 岩石力学 物性参数 层滑系统 塔里木地区
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随机有限元及其工程应用 被引量:104
5
作者 刘宁 吕泰仁 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期114-126,共13页
本文较全面地对随机有限元(包括随机场的离散)的各种方法进行了述评,简述了基于随机有限元的可靠度计算方法,介绍了随机有限元在实际工程中的应用情况,最后对随机有限元的发展前景、发展方向提出了看法。
关键词 有限元 随机场 工程结构 随机有限元 可靠性
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双材料界面断裂力学模型与实验方法 被引量:14
6
作者 陈瑛 乔丕忠 +1 位作者 姜弘道 任青文 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期53-61,共9页
纤维增强聚合物(FRP)质轻、高强,可提高结构的刚度、强度、抗震性能和耐久性,近年来在结构加固及工程改造中得到广泛应用.FRP与传统复合材料之间形成双材料黏结界面,界面断裂特性是决定双材料结构性能的关键因素.对双材料界面裂纹尖端... 纤维增强聚合物(FRP)质轻、高强,可提高结构的刚度、强度、抗震性能和耐久性,近年来在结构加固及工程改造中得到广泛应用.FRP与传统复合材料之间形成双材料黏结界面,界面断裂特性是决定双材料结构性能的关键因素.对双材料界面裂纹尖端应力场理论、界面裂纹模型、黏结界面Ⅰ型、Ⅱ型及混合型断裂试验及理论研究现状进行综合评述和分析.界面模型主要有经典梁/板理论和刚性节点模型、考虑剪切变形的双亚层理论和半刚性节点模型、基于双亚层理论的柔性节点模型、考虑剪切变形的多层亚层理论和多亚层柔性节点模型、弹性地基梁模型以及黏聚模型.还介绍了双材料界面断裂力学在FRP-混凝土研究中的应用. 展开更多
关键词 双材料 界面 断裂 混凝土
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基于近场动力学方法的结构准静态变形的定量计算 被引量:7
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作者 沈峰 章青 +1 位作者 黄丹 顾鑫 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期49-55,共7页
近场动力学(Peridynamics,PD)是一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法。该方法假定位于连续体内的粒子通过有限的距离与其他粒子相互作用,通过积分计算在一定近场范围(horizon)内具有一定影响域的材料点之间的相互作用力... 近场动力学(Peridynamics,PD)是一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法。该方法假定位于连续体内的粒子通过有限的距离与其他粒子相互作用,通过积分计算在一定近场范围(horizon)内具有一定影响域的材料点之间的相互作用力,而不论位移场的连续与否,避免了传统的局部微分方程求解在面临不连续问题时的奇异性和现有多尺度算法的复杂性。在近场动力学理论框架下,考虑近场范围尺寸对本构力函数的影响,构造了二次多项式型本构力核函数,对反映物质点长程力基本特性的本构力函数进行改进。通过引入人工阻尼、构建分级加载算法和系统失衡判断准则,使近场动力学方法能适用于定量的准静态变形的计算分析。 展开更多
关键词 近场动力学 准静态 弹性变形 数值模拟 定量计算
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海洋工程混凝土耐久性研究 被引量:11
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作者 霍洪媛 陈爱玖 +1 位作者 姚武 刘仲秋 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期7-10,16,共5页
深入了解造成混凝土结构使用寿命缩短的原因,通过研究混凝土构件可靠度分析方法,对混凝土进行了配合比设计,试验结果表明掺入聚丙烯腈纤维比掺引气剂具有更好地提高混凝土冻融耐久性的作用。将混凝土表面氯离子浓度,保护层厚度和扩散系... 深入了解造成混凝土结构使用寿命缩短的原因,通过研究混凝土构件可靠度分析方法,对混凝土进行了配合比设计,试验结果表明掺入聚丙烯腈纤维比掺引气剂具有更好地提高混凝土冻融耐久性的作用。将混凝土表面氯离子浓度,保护层厚度和扩散系数作为随机变量,根据传统Fick第二定律建立了混凝土保护层中氯离子浓度的随机模型,基于体积稳定性设计的混凝土并掺入少量聚丙烯腈纤维后的混凝土显示了优良的抗氯离子渗透能力,从而提出了海洋环境下混凝土结构耐久性寿命评估的方法。 展开更多
关键词 混凝土 耐久性 模型 海港工程
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材料力学拉伸和扭转模拟实验课件的研发 被引量:10
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作者 黄俊 杜成斌 杨辉 《实验技术与管理》 CAS 2008年第1期68-72,共5页
基于Director的多媒体制作平台及其强大的Lingo脚本编程能力,开发了低碳钢和铸铁的拉伸、扭转模拟实验课件,概述了模拟实验课件的特点以及该课件各组成部分的功能,对模拟实验区的一些力学特点和具体实现进行了详细介绍。该套实验课件可... 基于Director的多媒体制作平台及其强大的Lingo脚本编程能力,开发了低碳钢和铸铁的拉伸、扭转模拟实验课件,概述了模拟实验课件的特点以及该课件各组成部分的功能,对模拟实验区的一些力学特点和具体实现进行了详细介绍。该套实验课件可通过网上学习,相对传统实验可以弥补实验资源的不足,提高材料力学实验教学效果。 展开更多
关键词 DIRECTOR LINGO 模拟实验 拉伸 扭转
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近场动力学与有限单元法的混合模型与隐式求解格式 被引量:6
10
作者 郁杨天 章青 顾鑫 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1324-1330,共7页
利用近场动力学方法(PD)在模拟不连续变形问题的独特优势和有限单元法(FEM)的计算效率,提出近场动力学与有限单元法混合建模的方法,并用于求解断裂力学问题.裂纹出现的区域采用改进的近场动力学微观弹脆性(PMB)模型进行离散,其他区域采... 利用近场动力学方法(PD)在模拟不连续变形问题的独特优势和有限单元法(FEM)的计算效率,提出近场动力学与有限单元法混合建模的方法,并用于求解断裂力学问题.裂纹出现的区域采用改进的近场动力学微观弹脆性(PMB)模型进行离散,其他区域采用有限元离散,通过杆单元连接不同的子区域.在隐式求解体系下实现了两种方法的混合建模,该模型在求解静力学问题时无需引入阻尼项,有效提高了计算效率和计算精度.通过模拟计算简支梁的弹性变形和三点弯曲梁I型裂纹的扩展过程,与理论解吻合良好,验证了提出的混合模型和求解方法的准确性和有效性. 展开更多
关键词 近场动力学 有限单元法(FEM) 混合模型 改进的近场动力学微观弹脆性模型 隐式求解
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准静态变形破坏的近场动力学分析 被引量:13
11
作者 黄丹 卢广达 章青 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期657-662,共6页
基于近场动力学理论,提出新的更能反映非局部长程力特性的物质点间作用力函数,并通过在物质点运动方程中引入局部阻尼、构造分级加载算法和系统失衡判断准则,实现了采用统一的近场动力学模型和算法进行从准静态变形、裂纹萌生和扩展直... 基于近场动力学理论,提出新的更能反映非局部长程力特性的物质点间作用力函数,并通过在物质点运动方程中引入局部阻尼、构造分级加载算法和系统失衡判断准则,实现了采用统一的近场动力学模型和算法进行从准静态变形、裂纹萌生和扩展直至结构破坏全过程的连续模拟和准确定量计算。 展开更多
关键词 准静态 变形 破坏 数值模拟 近场动力学
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H_(24)稳定剂对膨胀土的力学性质及其有效稳定期的影响 被引量:4
12
作者 罗逸 郑家 +3 位作者 郭稚弧 李国华 聂良佐 张慧 《岩土力学》 EI CSCD 1995年第3期82-88,共7页
研究了天然膨胀土经H24稳定剂—一种以含N有机阳离子化合物为主要成份的溶液—处理后其土力学性质的改变及有效稳定期的影响,研究结果表明,经H24处理后,可使土的膨胀性和压缩性降低而内聚力、内摩擦角和渗透性增大。流动水对... 研究了天然膨胀土经H24稳定剂—一种以含N有机阳离子化合物为主要成份的溶液—处理后其土力学性质的改变及有效稳定期的影响,研究结果表明,经H24处理后,可使土的膨胀性和压缩性降低而内聚力、内摩擦角和渗透性增大。流动水对土壤中的H24有脱附作用,但对其长期稳定膨胀土的能力不产生太大的影响。 展开更多
关键词 膨胀土 有机化合物 力学性质 长效性 稳定剂
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土压力-位移关系的应力路径试验研究 被引量:5
13
作者 殷德顺 王保田 李向凤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2769-2774,共6页
提出了一种通过应力路径试验研究土压力-位移关系的方法。通过室内应力路径试验得到了土压力-应变关系,结合由理论分析得到的位移-应变关系,最终得到土压力-位移关系。与某实例的有限元模拟结果对比,证明该方法是有效的。
关键词 土压力位移关系 应力路径 有限元法 水平位移 水平应变
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高雷诺数下径向滑动轴承的热弹流润滑特性
14
作者 詹萌浩 闫康昊 +2 位作者 黄丹 姜冬菊 杭旸 《轴承》 北大核心 2025年第2期20-26,共7页
径向滑动轴承在高速、重载或大径向间隙等状态下,常伴随着润滑油流态变化、油温升高和轴瓦弹性变形等,对轴承的运行稳定性造成较大影响。联合有限差分法和有限单元法建立紊流、热效应、弹性变形等多因素耦合的润滑仿真模型,分析了轴承... 径向滑动轴承在高速、重载或大径向间隙等状态下,常伴随着润滑油流态变化、油温升高和轴瓦弹性变形等,对轴承的运行稳定性造成较大影响。联合有限差分法和有限单元法建立紊流、热效应、弹性变形等多因素耦合的润滑仿真模型,分析了轴承在紊流状态下油膜压力和油膜厚度的分布,并讨论了轴承偏心率、转速和间隙比变化时,其承载力和最大油膜压力的变化。结果表明:在高雷诺数下,紊流效应会影响轴承油膜压力和油膜厚度分布,减小最大油膜压力和偏心率,增大最小油膜厚度和偏位角;随着转速和偏心率的增大,油膜承载力、最大油膜压力随之增大;随着间隙比的增大,油膜承载力呈非线性减小,最大油膜压力近似线性增大。 展开更多
关键词 滑动轴承 雷诺数 紊流 最小油膜厚度 承载力 仿真模型
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基坑工程侧向卸、加载应力路径试验及模量计算 被引量:11
15
作者 殷德顺 王保田 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2421-2425,共5页
分析认为,基坑支护外侧的土体有可能产生侧向卸载和加载两种应力路径,因此进行了侧向卸载、加载的应力路径试验,并根据邓肯-张模型的思路和试验结果,推导了侧向卸载、加载的切线弹性模量公式。通过实例计算发现,用推导的切线弹性模量公... 分析认为,基坑支护外侧的土体有可能产生侧向卸载和加载两种应力路径,因此进行了侧向卸载、加载的应力路径试验,并根据邓肯-张模型的思路和试验结果,推导了侧向卸载、加载的切线弹性模量公式。通过实例计算发现,用推导的切线弹性模量公式,可以得到很好的计算结果,这说明考虑侧向卸载、加载的应力路径的模量公式能够更好地模拟基坑问题。 展开更多
关键词 侧向卸载 加载 应力路径 切线弹性模量
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弹丸侵彻混凝土靶板破坏过程的近场动力学模拟 被引量:4
16
作者 沈峰 章青 顾鑫 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期64-69,共6页
为了精确描述弹丸侵彻混凝土靶板的破坏过程及其演化规律,文中采用基于非局部相互作用思想与空间积分方程建模的键型近场动力学(peridynamics,PD)方法,改进了近场动力学本构力核函数,对弹丸侵彻下混凝土靶板的动态破坏过程进行仿真分析... 为了精确描述弹丸侵彻混凝土靶板的破坏过程及其演化规律,文中采用基于非局部相互作用思想与空间积分方程建模的键型近场动力学(peridynamics,PD)方法,改进了近场动力学本构力核函数,对弹丸侵彻下混凝土靶板的动态破坏过程进行仿真分析。模拟了弹丸侵彻下混凝土靶板破坏的全过程,探讨了不同冲击速度下混凝土靶板的破坏特征,较好地描述了其损伤累积和渐进破坏过程。 展开更多
关键词 近场动力学 混凝土板 侵彻 数值模拟
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简谐振动条件下岩块水泥砂浆块的静动摩擦系数 被引量:5
17
作者 马良筠 田传让 江泉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期88-91,共4页
简谐振动条件下岩块水泥砂浆块的静动摩擦系数马良筠,田传让,江泉(河海大学工程力学系,南京,210024)1.前言进行结构或坝肩岩体在动荷载作用下的抗滑稳定分析时,摩擦系数是一个重要的力学参数。以往的动力稳定分析中,通... 简谐振动条件下岩块水泥砂浆块的静动摩擦系数马良筠,田传让,江泉(河海大学工程力学系,南京,210024)1.前言进行结构或坝肩岩体在动荷载作用下的抗滑稳定分析时,摩擦系数是一个重要的力学参数。以往的动力稳定分析中,通常是根据静态条件下室内及现场试验结... 展开更多
关键词 振动 水泥砂浆 摩擦系数 简谐振动
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工程中有限元网格生成技术的研究和应用 被引量:4
18
作者 苏静波 殷佩生 邵国建 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期13-19,共7页
有限元网格生成是工程科学与计算科学相交叉的一个重要研究领域,文中简要综述了二维、三维网格生成算法。通过工程实例分析了目前工程中有限元网格生成技术应用情况,讨论了土木、水利工程中网格结点重复编号、施工过程中结点优化、随机... 有限元网格生成是工程科学与计算科学相交叉的一个重要研究领域,文中简要综述了二维、三维网格生成算法。通过工程实例分析了目前工程中有限元网格生成技术应用情况,讨论了土木、水利工程中网格结点重复编号、施工过程中结点优化、随机投放骨料等特殊问题的网格特点及其处理方法。文中给出了较多的工程有限元网格实例以供借鉴。 展开更多
关键词 计算机应用 有限元网格生成技术 综述 应用研究
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引气减水剂对再生混凝土力学性质的影响研究 被引量:3
19
作者 蒋群 夏晓舟 +1 位作者 陈爱玖 章青 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第3期46-51,共6页
把混凝土看作基体,气孔看成夹杂,采用Mori-Tanaka估算方法研究了含气量对混凝土弹性模量的削弱影响规律;基于细观夹杂理论,由变分结构方法导出引气混凝土的有效势能估算式,然后对等效应变求导推出引气混凝土的有效应力-应变关系曲线;最... 把混凝土看作基体,气孔看成夹杂,采用Mori-Tanaka估算方法研究了含气量对混凝土弹性模量的削弱影响规律;基于细观夹杂理论,由变分结构方法导出引气混凝土的有效势能估算式,然后对等效应变求导推出引气混凝土的有效应力-应变关系曲线;最后假定混凝土基体服从D-P屈服准则,通过引入能量密度支函数概念,并构造其函数逼近序列以解决其在气孔边界不可导的问题,最终导出了引气混凝土的宏观D-P屈服准则,并通过它研究了含气量对混凝土内摩擦系数的削弱影响.通过与实验数据的比较,这些力学参数的有效性质随引气量的变化规律基本与实验相吻合. 展开更多
关键词 引气混凝土 有效模量 有效势能 能量密度支函数 有效摩擦系数
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基于Timoshenko-Pasternak模型的水平受荷大直径桩静力响应分析
20
作者 范思圆 赵金海 +1 位作者 俞长海 黄丹 《海洋工程》 北大核心 2025年第2期93-101,共9页
为弥补传统Euler-Winkler(简称E-W)计算模型在单桩水平静力响应分析中的不足,基于Timoshenko梁理论和Pasternak地基理论,建立同时考虑土体剪切效应和桩身剪切变形的Timoshenko-Pasternak(简称T-P)模型。首先,基于T-P模型推导单桩的整体... 为弥补传统Euler-Winkler(简称E-W)计算模型在单桩水平静力响应分析中的不足,基于Timoshenko梁理论和Pasternak地基理论,建立同时考虑土体剪切效应和桩身剪切变形的Timoshenko-Pasternak(简称T-P)模型。首先,基于T-P模型推导单桩的整体平衡方程组;其次,运用传递函数方法结合迭代法求解;最后,通过实际案例分析,验证方法的合理性和适用性。结果表明:在大变形情况下(10 mm以上),T-P计算模型比E-W计算模型更适用于大直径钢管桩的侧向位移计算;T-P模型可以较好反映出桩身的剪力变化情况,但存在高估深层土处剪切力的现象;桩顶位移与土-桩相对剪切比呈正比例关系,且土体剪切效应相比钢管桩剪切变形对侧向位移的影响更为显著;桩身变形越接近于刚性转动,桩顶承载力增幅越大,桩身变形越接近于柔性变形,桩顶承载力增幅越小。 展开更多
关键词 P-Y曲线 大直径单桩 Timoshenko-Pasternak模型 剪切变形 海上风电
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