2023年12月18日甘肃积石山6.2级地震震源机制及其对周围区域的应力影响

为研究2023年甘肃积石山6.2级地震对周围地区的应力影响,本文首先根据各个机构和学者提供的震源机制数据确定了本次地震的震源机制中心解。节面Ⅰ:走向159.08°,倾角40.57°,滑动角112.46°;节面Ⅱ:走向310.52°,倾角53.05°,滑动角71.88°。此次地震为逆冲型地震。将当地的应力体系投影到震源机制中心解的两个节面上,得到相对剪应力分别为0.797和0.951,可以看出该地震是区域构造应力场作用下的一次正常能量释放。拉脊山北缘断裂呈NNW走向,SWW倾向,倾角为45°~55°,与震源机制中心解的节面Ⅰ较为一致,判断拉脊山北缘断裂为此次地震发震断裂。基于该地震破裂模型及均匀弹性半空间模型,计算此次地震对周边地区产生的同震位移场及应变场。体应变在震中呈现拉张,距离震中较远的东北和西南两侧呈现轻微拉张,震中周边呈现压缩,东侧压缩表现更为突出。水平位移场表现为在震中西北侧和小部分东南侧的物质向外涌出,而东北侧和西南侧的物质涌入震中;与水平位移场相对应,垂直位移场在震中表现为隆升,而四周表现为略微沉降。

全长黏结GFRP抗浮锚杆荷载分布函数模型研究

基于荷载传递法理论与Kelvin问题的位移解,进一步推导全长黏结GFRP(glass fiber reinforced plastics)抗浮锚杆在轴向拉拔荷载作用下轴力沿锚固深度的分布函数。为验证该理论应用于GFRP抗浮锚杆的合理性,借助植入式光纤光栅传感技术,对2根同型号GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验。研究结果表明:根据荷载传递法与Kelvin位移解得到锚杆轴力与剪应力分布函数曲线形式与试验结果相近,说明该理论合理;孔口锚固体的开裂导致锚杆轴力及剪应力分布曲线试验值主要分布范围比理论值的更大;由于试验过程中岩土体位移较小,锚杆的剪应力分布曲线形式较理论值呈现"矮胖"的特点。此外,对锚杆轴力、剪应力理论分布函数曲线进行修正后的结果与试验结果吻合度显著提高。

一种新型三维平动并联机构及其位置分析

对一种新型的三平动自由度并联机构3-PRUR进行了研究。首先,使用螺旋理论确定了该机构的自由度和可能的运动;然后,根据机构的特点求得该机构的位置反解;接着使用Bezout消元法求得该机构的位置正解;最后,提供了一个数值实例,该实例证明了位置正反解的正确性。

矿区层状地基中应力和位移场的数值分析

利用层状材料的广义Kelvin基本解,建立了计算矿区三维层状地基的应力和位移的方法。将广义Kelvin基本解与边界元方法相结合,建立层状地基边值问题的边界积分方程,方程中不含有层状材料交界面上的积分。对于核函数中出现的奇异积分做了详细的解答。算例分析表明,本文建议的方法可以获得较高的计算精度。

应力强度因子计算的样条虚边界元法

含有裂纹的工程结构在荷载作用时在裂纹尖端会产生应力奇异的现象,其严重的程度可用应力强度因子来表征。采用基于Kelvin基本解的样条虚边界元法,结合位移外推法,给出了断裂问题应力强度因子的求解方法。通过对两个典型断裂问题的分析,对边界子段与虚边界元的划分、小单元的采用以及拟合点位置的确定等关键问题展开了讨论,获得了相关计算参数的选取规律,为该法在断裂问题的进一步应用打下良好的基础。

Mindlin位移解下大直径桩基有效桩长的优化计算方法

大直径灌注桩存在有效桩长,其计算公式与所假设的桩侧阻力分布形式有关,针对不同的桩侧阻力分布形式,有效桩长的计算结果往往差别较大.基于Mindlin位移解的基本原理和考虑桩径的影响,确定桩侧摩阻力呈抛物线形分布时所得的有效桩长优化计算方法,并根据计算结果对其影响因素进行分析;最后,结合工程实例对推导公式进行验证.结果表明:土体泊松比和桩径变化均对有效桩长造成影响,而桩径对有效桩长的影响更显著.桩径一定时,土体泊松比对有效桩长的影响随着E/G的增大而减弱,土体泊松比一定时,桩径对有效桩长的影响随着E/G的增大而加强.因此,该假设下考虑桩径影响而优化的有效桩长计算结果更接近于工程实际,合理可行.

层状地基中应力和位移场的边界元分析

利用层状材料的广义Kelvin基本解,建立计算三维层状地基中应力和位移的边界元方法。将广义Kelvin基本解与边界元方法相耦合,建立层状地基边值问题的边界积分方程,方程中不含有在层状材料交界面上的积分。对核函数中出现的奇异积分进行解答。算例分析表明,建议的方法可以获得较高的计算精度。

矩形均布水平荷载作用于地基内部时的水平位移

本文根据明德林（Ｍｉｎｄｌｉｎ）解推导出矩形均布水平荷载作用于地基内部竖直面上时，荷载中心处荷载方向的水平位移公式；得出水平位移沿深度变化的一些规律，认为某一深度范围内水平位移可用该段各点平均位移计算，在实用上是可行的。文中提供了ｕ＝０．５及ｕ＝０．３时，水平位移系数Ｆｋ值，使计算大为简化、文中还初步论证了地基内某深度的荷载对相邻计算点引起的水平位移，认为水平位移计算不可略去相邻荷载的影响。

深层平板试验和单桩竖向抗压静载试验的对比分析

根据Mindlin理论弹性位移解,结合有限元算例,分析了在同等荷载工作条件下深层平板和单桩竖向抗压静载试验的竖向位移差异。深层平板与单桩竖向抗压静载试验产生的竖向位移的比值,随着桩径的增大而减小,在常规桩径0.8~2.0 m范围内,两者的比值为3.2~4.6倍。工程实例发现,两者的比值可达4.5~7.2倍。因此,深层平板载荷试验不能充分挖掘单桩竖向受力潜能,其试验结果不能真实反应单桩竖向受力性能,不应采用深层平板载荷试验确定桩端承载力,而应采用单桩竖向抗压静载试验确定承载力。

桩底嵌岩锚杆锚固段应力分布研究

针对基桩竖向承载力自锚法测试体系中桩底嵌岩压力型锚杆的受力特点,基于Kelvin问题的弹性位移解,并结合锚固体-岩石作用的剪胀机理,推导了压力型锚杆应力分布的弹性解。基于所获得的解答,分析了桩底嵌岩锚杆锚固段应力沿锚固长度的分布规律,并分析了各种岩土参数变化对锚固段剪应力分布的影响。结果表明:桩底嵌岩锚杆锚固段上的正应力随着距承载板距离的增大而减小,剪应力随着距承载板距离的增大先增大后减小,峰值剪应力随着剪胀角的增大而增大,随着锚固体泊松比的增大而减小。

基于Mindlin解竖向位移理论剖析桩基沉降计算深度的研究

通过对Mindlin位移解沿深度方向积分,利用均布侧阻和正三角形侧阻线性集中力在弹性半空间体内的位移解。给出单桩、群桩桩端以下土层沿深度的位移衰减规律,以期得出影响桩基压缩土层厚度的关键指标,为桩基沉降的土层计算压缩厚度提供理论基础。