岩石不等长裂纹应力强度因子及起裂规律研究

天然岩体中含有数量众多的裂隙且绝大多数为不等长裂隙,而那些具有一定尺度和规模的主控裂隙对岩体稳定性起决定作用。为研究不等长裂纹相互作用规律及主控裂纹起裂规律,基于Kachanov法,推导了远场受力的两条拉剪不等长共线裂纹的尖端应力强度因子表达式并从理论上分析了裂纹间距对裂纹相互作用的影响;通过最大周向应力准则,计算了单轴受拉时不同裂纹倾角的主控裂纹起裂角,绘出理论断裂准则曲线;推算滑动裂纹的应力强度因子,对含不等长裂纹的类岩试件进行单轴压缩试验。结果表明:当裂纹间距大于等于小裂纹长度时,小裂纹对主控裂纹的起裂几乎无影响;主控裂纹起裂角只与裂纹角有关,单轴受拉时,起裂角随裂纹角增大而减小,单轴受压时,起裂角随裂纹角增大而增大;当裂纹倾角小于30°时,起裂临界荷载急剧增大。

桩端土刚度对桩侧阻力影响的数值分析

固定桩侧土层压缩模量,采用有限元方法计算分析了不同桩端土层与桩侧土层压缩模量比Eb/Es情况下单桩承载性状及桩周土体单元应力状态和位移的变化。结果表明:不同桩端土层刚度会使桩侧土中竖向附加应力产生变化,在同一桩顶位移情况下,桩端土层刚度越大,桩端平面以上桩侧高应力区范围也越大;随着桩端土层刚度增大,桩身下段一定范围内(10～15 d)的桩侧阻力有所提高,桩端土层刚度对桩侧阻力具有增强效应。结合桩端侧附近土体单元微体应力状态变化的分析表明,增强效应发生机理在于随桩端土层刚度的增加,直接导致桩体受压破损侧鼓效应增强;同时,桩端土层对上部桩侧土体向下位移起到阻滞约束作用增强,致使桩端侧一定范围内土体围压增加,土体抗剪强度提高,桩侧摩阻力增大。

拉、压剪作用下煤岩不等长共线裂纹相互作用

为研究天然煤岩体中的裂纹相互作用规律,采用Kachanov法,推导了拉剪不等长共线裂纹和单轴受压滑动闭合裂纹的应力强度因子表达式,分析了裂纹长度,裂纹间距和倾角等几何参数对共线裂纹相互作用的影响.研究结果表明:当裂纹间距增大到一条裂纹长度时,该裂纹对另一裂纹的应力强度因子几乎不产生影响;当小裂纹长度小于裂纹间距时,其对大裂纹的起裂基本无影响;当大裂纹长度大于裂纹间距时,开始影响小裂纹的起裂.

岩石平行偏置裂纹相互作用规律分析

岩石中各种类型裂隙的相互影响是致使其变形破碎的重要原因,基于经典Kachanov法,通过分析所得应力强度因子比变化趋势,分别研究了拉剪和压剪两种状态下平行偏置双裂纹间水平距离、垂直距离、裂纹长度以及裂纹倾角对其相互作用的影响规律,对含不等长平行偏置裂纹的类岩试件进行单轴压缩试验,通过预制裂纹的起裂扩展和起裂荷载变化规律对理论分析进行了对比验证。结果表明:裂纹间的相互影响包括强化、屏蔽和零效应三方面,且随水平距离、垂直距离、裂纹长度和倾角的不同而相互转化;距离裂纹尖端越近,屏蔽和强化作用变化越剧烈,K_Ⅰ,K_Ⅱ分别在裂纹倾角为60°和30°时变化较剧烈。

带裂缝钢筋混凝土结构的有限元分析

在影响工程结构质量的众多因素中,裂缝所导致的质量问题最为严重。因其具有演变形随着时间的迁移,部分裂缝的宽度和高度也会发生相应的变化,裂缝的等级也会随之提高。给工程整体质量增添了诸多不安全因素。进一步提升工程质量,控制好工程裂缝问题,在进行钢筋混凝土结构有限元模拟时应当积极的考虑到裂缝现象。文章首先从混凝土结构入手,构建钢筋混凝土有限元模型,进而开展混凝土结构有限元分析,希望为建筑工程钢筋混凝土施工提供一些有益的建议,以供参考。

围海造地软弱地基处理技术研究与应用

介绍一种围海造地软基处理新技术——软弱地基间接分级接力式排水固结法,通过构建水平转换层,将软土表面静覆盖压力、动力荷载及其残余后效力与快速排水体系进行有机结合对饱和软土地基进行加固处理,具有施工工期短、加固影响深度大、处理效果好的优点。该技术对围海造地普遍存在的"二元"地层结构软弱地基的综合处理具有很好的应用前景。

浅析建筑结构加固设计及施工质量控制

随着城镇化进程加快及大规模建设告一段落,城市更新项目备受重视,对既有建筑物进行加固改造将成为建筑业新常态。与新建建筑相比,加固设计制约因素更多,更具难度,对施工的要求也比新建建筑高。本文通过对现有一些结构加固设计及施工技术要点分析,提出几点加固施工质量控制对策,希望为加固设计施工项目提供一点经验借鉴。

单轴拉伸作用下不等长裂纹相互影响的断裂力学分析

岩石中不同尺寸裂纹之间的相互作用是导致岩石破坏的一个关键因素。针对岩体中存在的众多不等长裂纹相互作用的问题,基于经典Kachanov方法,推导2条共线不等长裂纹受远场拉伸时的应力强度因子表达式,分析2条不等长共线裂纹间的相互作用和影响规律。计算求得的应力强度因子与应力强度因子手册上的结果能很好地吻合,验证所推表达式的正确性。研究结果表明,当小裂纹长度小于裂纹间距时,对大裂纹基本没影响;当大裂纹长度大于裂纹间距时,开始对小裂纹产生明显影响;当裂纹间距增大到等于大裂纹长度时,大裂纹对小裂纹几乎无影响。