黏弹性地基上双模量梁受迫振动的时域微分求积法求解

以欧拉—伯努利梁模型和黏弹性地基模型为基础,说明了黏弹性地基上双模量梁在振动过程中有效抗弯刚度不变,推导出中性层在梁内部时,双模量梁在地基上的受迫振动控制方程.利用其中性层跳变时位移和速度没有突变,用时域微分求积法求解了控制方程,并分别探讨了地基的线性刚度和剪切参数,以及双模量特性对简支双模量梁受迫振动的影响.结果表明,地基的2个参数越大,受迫振动到达稳定的时间越短;双模量比值越大,受迫振动幅值越小.

被动状态下地埋管线的地基模量

地下工程基坑、隧道开挖产生的自由土体位移场会引起周边地埋管线(如市政给排水管线、煤气管道等)产生附加变形并受力。基于Winkler地基模型的位移控制分析方法,将自由土体位移作为外部荷载即被动位移施加于管线上,管线与土体的相互作用采用Winkler地基弹簧模拟,弹簧常数一般根据Vesic公式得到。在基于弹性理论的推导中,Vesic公式的前提条件是弹性地基梁置于弹性半空间地表,竖向集中力或弯矩(主动荷载)置于梁的中心位置,这与地埋管线的一定埋深以及位移的施加情况是不一样的。为考虑上述2种因素对Winkler地基模量的影响,进行相应的理论探讨,提出考虑埋深影响的位移作用下地基模量的理论公式,并基于该地基模量进行隧道开挖对邻近地埋管线影响的位移控制理论分析。通过与弹性理论法、离心机试验以及实际工程观测结果的对比,验证该方法的合理性和正确性。

基于Pasternak双参数地基模型水平桩简化分析方法

基于Winkler模型的弹性地基反力法是水平受荷桩分析中应用较为广泛的方法,该模型忽略了土弹簧间的剪切作用,与工程实际不符。引入Pasternak双参数地基模型,考虑土弹簧单元间的相互剪切作用,提出了一种考虑土体剪切作用的双参数水平受荷桩分析方法,在计算中采用了考虑地基反力模量随深度变化的改进方法。算例分析表明,随着土体剪切刚度的增加,剪切刚度对水平受荷桩性状的影响愈加明显,该方法与Winkler地基反力法相比,理论上更为严谨,有效地提高了计算精度。

双向弹簧夹层假定的弹性地基上双层板的解

建立了轴对称条件下,层间有双向弹簧夹层的弹性地基上双层板力学模型,应用Hankel(汉克尔)变换法推演得到了任意轴对称荷载作用下的Winkler(文克勒)地基、双参数地基和弹性半空间体地基上无限大双层板的一般解析解,给出了双层板的挠度、弯矩、剪力,以及层间反力和位移的计算公式.进而,利用该力学模型的解,分析了层间条件对双层板挠度、弯矩的影响规律,计算了上、下层板的中性轴位置,讨论了层间双向弹簧系数的取值方法.结果表明:1)随着层间竖向弹簧参数增大,上层板挠度和弯曲应力减小,下层板挠度和弯曲应力增大;随着层间水平摩阻参数增大,上、下层板的挠度和弯矩均减小;2)当双层板的剪切和压缩效应系数分别取2/3,3/5时,双层板的剪切和压缩效应可较好地被考虑;3)上、下层板的中性轴位置是变化的,它随着距荷载圆中心点的距离增大而向上、下层板各自中面趋近.

具有弹性夹层的文克勒地基上双层叠合梁的解

将双层叠合梁之间的接触状况拟合为一符合 Goodman假设的弹性夹层 ,导出了Winkler弹性地基上双层叠合梁的微分方程组及其解析解。通过引入“广义夹层反应模量”计入了夹层水平和竖向反力引起的梁截面的剪切和拉压形变效应 ,它有效地提高了计算精度 ,尤其是在双层梁结构有间断的场合。

双弹簧地基模型的杆系有限元分析

根据软土的室内应力路径与软土的卸荷模量的关系试验研究 ,推导了适用于增量有限元双弹簧模型地基弹簧系数的公式 ,对基坑分步开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工等岩土工程问题有较大的实用价值 .

基于双参数模型的预应力锚索框架内力计算

预应力锚索框架是加固边坡、滑坡常用的方法。目前框架梁的设计方法以Winkler弹性地基梁理论为主,其理论的基本假定与地基土体的实际性质有较大差别,计算结果偏于安全。文内引入Vlazov双参数地基模型,推导了框架梁内力计算公式。两个算例的对比分析表明,利用该法在保证加固效果的同时,可在一定程度上降低工程造价。

双层刚性道路结构参数反演分析

为了反演分析出Winkler地基上的双层刚性道路结构参数——地基反应模量k.建立Winkler地基上的双层刚性道路结构ANSYS有限元模型;运用该模型,求出Winkler地基上的双层道路结构在不同k和不同面层板厚度h下的惰性点参数共216组,并分别得出了惰性点距离和惰性点弯沉与面层板厚度和地基反应模量之间的回归方程;以该方程为基础,运用迭代法反演分析出地基反应模量k,并提出了用于确定该迭代过程初始值的新方法.结果表明,该回归方程能惟一地确定地基反应模量.

RAGA求解弹性地基梁虚拟节点法的线性差分方程组

针对在传统弹性地基梁的数值计算方法中,采用Winkler地基模型或双参数地基模型,把梁端作为自由边界的缺陷,为此,文章采用延展梁的方式来代替地基对梁端的约束作用,即可建立完整的地基梁的有限差分方程组。采用基于实数的加速遗传算法(AGA)来优化延展段梁挠度的大小,即可求得考虑地基对梁两端约束作用影响的弹性地基梁数值解,并与采用文克尔模型的解析解做了对比。

上方基坑开挖引起下卧隧道纵向变形分析方法

上方基坑开挖引起下卧隧道纵向响应的分析方法大多将基坑开挖处理为基底简单卸荷作用,采用基底卸荷引起的隧道轴线处自由土体的附加应力作为输入条件,视之为隧道所受到的荷载。然而,这种力输入条件并非隧道受到的真实荷载,导致得不到合理的隧道响应。为此,首先从理论上分析当前的力输入条件的不足以及位移输入条件较为合理的原因,并对两种输入条件下Winkler地基模量进行区分,指出位移输入条件和力输入条件应分别采用被动和主动Winkler地基模量。其次,通过对比有限元和Winkler方法得到的隧道响应,验证了位移输入条件的合理性,而当前的力输入条件会低估隧道的响应。最后,鉴于力输入方法的工程实用性,提出利用荷载放大系数调整输入荷载的大小,以获得合理的隧道响应。利用大量的有限元算例进行研究,确定了荷载放大系数的简化计算公式,通过与工程案例的实测结果对比,验证了所提出方法的可行性。

具有开孔泡沫骨架的双连续相复合材料弹性模量的理论预测

基于具有开孔泡沫骨架的双连续相复合材料(IPC)的细观结构,提出了一种十四面体弹性地基梁力学模型,结合最小势能原理推导了该IPC的弹性模量预测公式。根据文献给出的实验材料参数进行算例分析,结果表明,理论估算结果与实验值吻合良好,证明了该模型的有效性。在此基础上,进一步讨论了不同骨架材料体积含量和支柱截面形状对IPC弹性模量的影响。本文给出的半经验理论模型为表征具有开孔泡沫骨架的IPC的弹性性能提供了新思路,也为进一步预测IPC的强度性能和热物理性能奠定了基础。

非对称形态之En Echelon型地层褶皱

首次提出了具有某一种非对称构造形态的地层EnEchelon褶皱模型。文献[1]已经根据广义变分的分区原理构造连续位移函数wij和跳跃函数δij,再用Lagrange乘子算法将交界面连续条件引入到分区变分原理泛函中[1]。问题的数学描述建立了近似计算的基础[2]。结果表明非对称形态的EnEchelon型褶皱的关键因子L受双模量地基反差系数α的控制。