滑坡-隧道相互作用受力变形规律的研究

调查结果表明 ,相当数量修建于滑坡中的隧道因发生程度不同的病害而影响线路的正常运营。为研究滑坡 隧道间的相互作用机理及受力变形规律 ,应用接触问题的有限元算法对这一问题进行了计算分析。简要介绍了该算法的基本原理 ,并应用该法对一个工程实例进行了计算 。

基于单桩静载试验结果的群桩基础沉降计算方法

提出一个利用单桩静载试验结果及弹性理论法确定群桩基础沉降的方法。该法中,基础中各桩在自身所受竖向力作用下产生的沉降按静载试验得到的沉降-荷载关系确定,由他桩引起的沉降则根据试验得到的桩侧摩擦力分布曲线及桩端压力,应用弹性理论法计算。计算中,对基础中各桩赋以不同的竖向力进行试算,从中寻找出能使承台的平衡方程及各桩沉降变形协调条件满足的组合,即为其真实解。按照上述原理,建立相应的计算公式,编制计算程序。最后,对一桥梁工程桩基础的沉降进行计算,并与实测结果进行对比,二者吻合较好,证明了本法的可行性及合理性。

滑体段采用m法模型的抗滑桩计算方法

在目前的抗滑桩设计计算方法中,多将抗滑桩与滑体间的作用力简化为已知荷载,而忽略了该力与桩位移直接相关的特点。对目前的计算模型进行了改进,采用m法模型模拟桩前滑体对桩的抗力,并分别对桩在滑面以上、以下的部分建立计算方程,应用幂级数法解得其位移及内力的表达式,再利用桩的上、下段在滑面处的变形协调条件,求得该截面的弯矩和剪力,最终得到整个桩的变形和内力以及桩、土之间的作用力。最后,分别应用该方法和有限元法对一算例进行计算,其结果吻合很好,证明了该方法的正确性。

接触问题的一种有限元解法及其在岩土工程中的应用

岩土结构与岩土体的界面及岩土体中存在的节理、滑动面等各类接触面的模拟是岩土计算中一个重要但尚未很好解决的问题 ,应用虚功原理建立接触问题的计算公式 ,发展了相应的有限元计算方法 ,并用该法计算了挡墙土压力、单桩承载力、盾构法施工的隧道等问题 ,证明了该法求解岩土工程问题的可行性及有效性。

变形体的虚功原理及其在求解接触问题中的应用

研究了变形体虚功原理的理论和建立方法 ,并将其用于建立接触问题有限元法计算公式。其基本原理是将构成变形体的微单元体视为质点 ,变形体成为质点系。应用分析力学中质点系的虚位移原理 ,即可得到变形体的虚功原理。应用该法建立了固体力学小变形、大变形问题的虚功原理 ,并推广用于变形体的接触问题 ,建立了相应的虚功原理。在对接触问题的分析中 ,还研究了变形体 -刚体的接触问题及带有外接触边界的固体力学问题 ,建立了相应的虚功原理 。

成都黏土强度特性的试验研究及其基坑土压力的计算方法

以褐黄色、砖红色、灰白色等3种典型的成都黏土为对象,通过三轴压缩试验研究了其母体土在天然含水量、饱和状态时的抗剪强度特性;通过直剪试验研究了其中的裂隙在无水、有水时的抗剪强度特性;建立了考虑裂隙时的土压力计算公式,可供设计使用。此外,通过膨胀力试验确定了这3种土的膨胀力。研究结果表明,饱和状态时母体土的黏聚力可降至天然含水量时的18%~46%,并会对基坑的土压力及稳定性产生显著影响。裂隙面对土压力的影响程度与其方向密切相关。在不利的情况下,裂隙面会导致主动土压力显著增大、被动土压力显著减小,成为影响基坑土压力及稳定性的决定因素。总体上看,对成都黏土基坑土压力及稳定性产生不良影响的主要因素是水及土中的裂隙,而膨胀性的影响相对较小。

一种解岩土工程变形体-刚体接触问题的有限元法

大多数的岩土工程问题都会涉及到岩土体-结构之间的相互作用,它们之间界面的合理模拟对计算结果有重要的影响。目前常用的Goodman节理单元、Desai薄层单元等虽然简单好用,但也存在着明显的缺陷。相比之下,作为接触问题计算,可更为合理地模拟接触面的力学行为。针对变形体-刚体这种特殊的接触问题,应用变形体的虚功原理建立了相应的虚功方程,在此基础上得出有限元计算公式,并建立了弹塑性接触问题有限元计算的实现方法。通过对刚性条形基础基底压力分布和刚性挡墙土压力分布等算例的计算,验证了该法的正确性和求解工程问题的有效性。

装配式衬砌隧道的一种有限元计算方法

将衬砌与地层间的相互作用按接触问题计算.根据变形体的虚功原理,建立了接触问题有限元公式及相应的计算方法,介绍了求解弹塑性接触问题的过程,并着重讨论了"侵入"状态的处理方法.最后,应用给出的方法计算了2个算例———内压作用下2个相套厚壁圆筒接触和用盾构法修建的地铁隧道的受力变形.

滑坡隧道受力及变形规律的研究

工程实践表明，相当数量修建于滑坡中的隧道存在着程度不同的病害，使线路正常运营受到严重的影响，通过计算分析，论证了滑坡中的隧道与一般隧道的受力变形特征有较大的差别，所得结论对该类隧道的设计及施工具有参考价值。

隧道结构工程流变问题的有限元分析

本文通过有限元计算,分析了当围岩具有流变特性时,隧道结构的力学行为,讨论了初始地应力场、支护时间等因素对洞周位移及衬砌应力的影响,得出了一些有益的结论。

一种建立弹性力学变分原理的新方法

本文提出一种直接利用弹性力学的基本方程、边界条件建立各种变分原理的新方法,较好地解决了弹性力学各种变分原理的建立问题。文末还将本法与拉格朗日乘子法作了简单的比较,指出了拉氏乘子法的一些局限性。

顺层偏压隧道破坏特征及支护措施研究

处于倾斜层状岩体中的隧道常会产生地质顺层偏压的问题,导致隧道局部塌方、偏压变形及支护结构破坏。为探明顺层偏压隧道的破坏特征,本文采用了理论分析、数值模拟及现场实测的方法研究了顺层隧道围岩塑性区及位移场分布特征,揭示了应力分布特征、结构面分布特征与围岩破坏特征之间的关系,并针对性地提出了锚杆支护方案。研究结论表明:(1)深埋顺层偏压隧道的破坏特征主要表现在围岩将根据其切向应力方向与结构面方向夹角的不同分别发生岩层拉裂破坏、结构面剪切破坏及岩体自身破坏,不同破坏模式破坏范围不同导致了深埋顺层隧道的围岩塑性区、围岩位移等参数的分布呈现明显的偏压特征;(2)顺层偏压隧道围岩以岩层拉裂破坏及结构面剪切破坏为主,其中发生拉裂破坏的反倾侧拱腰位置附近围岩塑性区范围最广,围岩位移及洞周收敛位移最大,围岩处于极不稳定状态;(3)顺层偏压隧道应根据其偏压特征针对性的制定支护方案,对反倾侧拱腰和顺倾侧拱脚位置应采用长锚杆进行支护,但锚杆方向不应平行于结构面方向,而应呈一定角度。

深埋顺层偏压隧道围岩破坏机理及规律研究——以郑万线某隧道为例

处于薄—中层倾斜层状岩体中的深埋隧道常会产生地质顺层偏压的问题,导致隧道局部塌方、偏压变形及支护结构破坏。本文以郑万线某隧道为例,采用理论分析、数值模拟方法对深埋顺层隧道的破坏机理及不同结构面参数下的破坏规律展开了研究。研究结果表明:(1)深埋顺层偏压隧道洞周围岩将根据其切向应力与结构面夹角的不同发生岩层拉裂破坏、结构面剪切破坏及岩体自身破坏,其中切向应力与结构面平行位置,即反倾侧拱腰及顺倾侧拱脚位置主要发生拉裂破坏,此处围岩塑性区范围最广,围岩位移最大,围岩处于极不稳定状态;(2)顺层偏压隧道的破坏规律与结构面强度参数有直接关系,围岩塑性区范围及围岩位移均随着结构面摩擦角的增大而降低,且降低趋势逐渐放缓,当结构面摩擦角达到岩体摩擦角后,结构面摩擦角继续增加对围岩稳定性影响较小;(3)围岩塑性区及围岩位移场偏压分布特征随结构面倾角的变化而整体旋转,且对于隧道底部而言,结构面最不利倾角为0°,此时隧底最大上鼓量大于其他倾角下的最大上鼓量;对于隧道拱部而言,最不利倾角为40°,此时洞周最大收敛值大于其他倾角下的最大收敛值,最不利位置位于反倾侧拱腰。

隧道变形与坡体灾害相互关系及其预测模式

分析了坡体病害地段隧道变形开裂的特征及二者相互关系 ,给出了隧道变形与坡体病害相互关系的 5种地质结构模型 ,在此基础上提出了用隧道变形规律预测坡体灾害的模式 ,并用地质力学模型试验结果加以验证。

三结点锚杆单元计算模型及其应用

根据等参元的概念推导出 3结点锚杆单元及 9结点的块体单元的数值计算公式 ,由此建立起锚杆———岩土体空间耦合分析模型 ,编制出相应的空间弹塑性有限元程序。作为实际应用的例子 ,该模型用来分析了岩土体拉拔实验 ,并与无锚杆作用时的弹性分析进行比较 ,计算出的结果证实了该模型的实用性。

填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究

厚填土场地地基自身固结变形对桩基产生的负侧摩阻力不可忽视。依托实际工程现场监测资料,对厚填土场地的桩基负侧摩阻力的分布规律进行分析,提出了简化的负侧摩阻力沿轴向线性分布理论计算图及负侧摩阻力系数计算方法。通过与监测资料进行的对比分析,得到本工程填土场地基桩的负侧摩阻力系数为0.09~0.15,验证了所提出的计算方法的合理性,为以后类似场地地基桩基的合理设计提供参考依据和工程借鉴。

成都某地铁车站排桩支护结构受力变形规律研究

为了研究排桩支护结构的受力变形规律,指导基坑的信息化施工,针对成都某地铁车站基坑的地质条件较差、开挖深度较大(23 m)、支护形式较复杂(排桩+4道钢管支撑)的特点,对基坑的施工过程进行了精心监测,并建立了三维有限元模型,应用ABAQUS软件对基坑的开挖过程进行数值模拟。通过计算结果与监测结果的对比分析发现:1)多支点排桩支护结构的桩身水平位移曲线通常呈"弓形"分布,第1道支撑对减小桩顶位移有非常重要的作用;2)支撑的设置对减小桩身弯矩有重要作用;3)支撑轴力会受到相邻支撑设置的影响;4)计算桩后土压力与朗肯主动土压力、静止土压力均有差异。

Vertical Helicity Analysis of First Rainstorm at the Beginning of Meiyu in Hubei in 2009

By using the data in Hubei automatic rainfall station and NCEP 1°×1° global reanalysis data,the vertical helicity analysis on the rainstorm weather process which happened in Hubei Province during June 28-30 in 2009 was done.The results showed that the spatial and temporal evolution characteristic of vertical helicity could reflect well the occurrence time and the falling zone of strong precipitation in the situation that the strong vertical ascent movement in the whole layer stably maintained.The distribution of 700 hPa vertical helicity gradient big value area which was 6 h interval and the ∑θse(500+700+850) horizontal energy frontal zone superposition area both had the good directive significance for the falling zone of 6 h heavy precipitation.The zone where the heavy precipitation appeared had the configuration of positive vertical helicity in the low layer and the negative vertical helicity in the high layer.When the positive vertical helicity in the low layer was slightly higher than the negative vertical helicity in the high layer,it favored the generation of heavy rainstorm center.

2009年湖北入梅首场暴雨的垂直螺旋度分析

利用湖北省自动雨量站资料和NCEP1°×1°全球再分析资料,对湖北省2009年6月28～30日发生的暴雨天气过程进行垂直螺旋度分析。结果表明,整层强的垂直上升运动稳定维持情况下,垂直螺旋度时空演变特征能很好地反映强降水出现时段及其落区范围的大小;间隔6h的700hPa垂直螺旋度梯度大值区和∑θse(500+700+850)水平能量锋区叠加区的的分布对6h强降水的落区有很好的指示意义;大降水中心出现的区域有低层正与高层负垂直螺旋度的配置,在低层正垂直螺旋度略高于高层负值时,更有利于大暴雨中心产生。

急救吸引器设计研究

目的:设计一种手持式急救吸引装置,以满足临床医疗和野战与现场急救的需要。方法:将手持式急救吸引装置分解为手柄、握柄、L型拉杆、活塞、气缸、储液罐及罐盖、过渡接头等部分并对这些部分进行优化设计。结果:通过对手持式急救吸引装置的优化设计,提高其便携性、易用性和可靠性。结论:实践证明,设计的手持式急救吸引装置具有体积小、质量小、操作简单、易于携带等优点,不但能有效减轻医护人员的劳动强度,利于医护人员的心身健康,而且完全能满足临床抢救及治疗的需要。