一种测试动态应力集中的灰色建模方法

将灰色系统方法理论中的 GM( 1 ,1 )模型 ,应用于动态应力集中测试的数据处理 ,根据应力集中处附近的应变测试值 ,能方便地求出应力集中处的最大应变值 .结果表明 ,该方法简单 ,预测精度较高 ,应用方便 .

锤锻模燕尾动态应力集中的光弹性研究

用动态光弹性法研究了锤锻模燕尾的动态应力集中问题。查明了原设计方案中的动态应力分布;指出了降低动态应力集中的途径;阐明了镶块模结构的合理性。

初始应力下巷道围岩瞬态P波扰动响应研究

为了解决工程现场中动态扰动对巷道围岩稳定性造成影响的问题,揭示动力扰动对地下结构破坏的理论机理,基于波函数展开法,求解了无初始应力状态下圆形巷道周边的动态应力分布。并通过LS-DYNA有限元软件研究了弹性巷道围岩中初始应力对动态应力集中的影响。在垂直方向应力为30 MPa和孔洞轴向方向应力为10 MPa条件下,分别取不同侧压系数,得到在无初始应力状态下和有初始应力状态下的圆形巷道周边的动态应力集中因子(DSCF)以及动态应力放大系数(DSAF)的分布。研究表明初始应力对圆形巷道动态响应的影响并不是简单的线性叠加,而是一个动态的应力平衡过程;初始应力状态下,DSCF的分布与无初始应力分布大致相同,在侧压系数为1时,孔边的最大DSCF较无初始应力状态下的增大了0.3左右;在初始应力状态下,孔边的应力变化会出现不规律的波动,在动载应力下降段,孔边将出现主应力的偏转和应力释放,导致急剧的应力变化;孔洞周边围岩的DSAF随侧压系数的增大而减小。

双圆孔的动应力集中

关于双圆孔的静应力集中问题,林致平教授早在1948年就进行过研究[1],但其动态问题的理论于1991年才由作者在另一篇论文中完成[2]. 从文献[2]的理论出发,本文研究了孔边受余弦分布动载作用下含双圆孔无限介质的动应力集中问题,目的在于模拟孔边紧固件的压力分布,为处理钉孔动态接触问题打下基础.

考虑地应力影响的深埋圆形管道在爆破P波作用下的动力响应

爆破等动力扰动散射产生动应力集中是导致地下结构发生失稳破坏的重要因素。基于波函数展开法建立了平面P波入射下深埋管道的理论模型,引入傅里叶变换和Duhamel积分方法求解了深埋圆形输水管道周围的瞬态响应,分析了波长对瞬态响应的影响。考虑到地应力是深部结构失稳不可忽略的因素,而含初始应力的动力学方程无法有效解耦,因此借助LS-DYNA有限元软件建立数值模型,分析了初始应力作用下深埋管道的动力响应机制。研究结果表明:短波入射产生的压应力集中更大,长波入射导致的拉应力集中更大,沿入射方向极易出现拉应力集中。在初始应力的作用下,侧压系数越大,对动态应力集中响应的抑制作用愈发明显;另外,处于初始应力状态下的管道及周围岩体在受到动态冲击时,应力状态会发生较为剧烈的波动。这些研究现象揭示了地下管道的动态响应机制以及地应力环境产生的影响,对深部地下结构的抗震优化设计具有借鉴和指导意义。

大范围顶板岩体垮落冲击动载对采场底板破坏的影响研究

为研究大范围顶板岩体垮落产生的冲击载荷对采场底板的破坏作用及其对底板突水的影响,本文基于动力基础半空间理论,将底板岩层等效为半空间无限体,建立顶板岩体垮落冲击采场底板的理论分析模型,推导出最大冲击动载应力的计算公式;并利用FLAC3D模拟分析了顶板垮落产生的冲击动载在底板中的传递规律以及底板岩层的动力响应特征。研究结果表明:顶板岩体垮落撞击采场底板,会产生远大于垮落岩体静态自重的冲击动载应力作用在底板上;冲击动载荷以应力波的形式在底板中传播,与采动应力叠加产生动态应力集中现象,会导致采场底板发生二次破坏,造成底板破坏深度显著增大,有效隔水层厚度减小,从而增加底板突水的危险性。