考虑双重剪切的开放系统梯形渠道Pasternak双参数冻土地基梁模型

Winkler冻土地基模型无法考虑土弹簧间相互作用,且需要预先假定切向冻结力分布。为克服这些不足之处,在现有模型基础上引入Pasternak剪切层反映冻土-衬砌间法向相互作用,引入切向弹簧组成的接触界面层反映冻土-衬砌间切向相互作用,构建考虑双重剪切的梯形渠道Pasternak双参数冻土地基模型。以塔里木灌区某渠道为例计算衬砌冻胀变形,并与材料力学法、Winkler模型计算值及观测值进行对比。结果表明:与材料力学法、Winkler模型相比,该文模型计算值更接近观测值。根据该模型估算的衬砌板易开裂范围也与灌区现场调查结果相符,表明模型适用性。通过参数研究分析了界面切向刚度kx对各处切向位移及切向冻结力分布的影响。结果表明:kx越小时,切向位移与切向冻结力趋于线性分布;kx较大时,两者均偏离线性分布且kx越大偏离越明显,线性分布假设不再适用。该模型可较充分地反映冻土与衬砌板间接触界面相互作用的基本特征,从而有效提高模型的计算精度。

考虑双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基的抗剪能力和梁的剪切变形影响,建立了双参数地基Timoshenko梁的平衡方程,导出了初参数解和传递矩阵法,利用初参数解建立了有限元列式.当地基的抗剪劲度为0时,双参数地基可退化成Winkler地基,当梁的抗剪劲度无穷大时,Timoshenko梁可退化成Euler梁.利用本文有限元法分析了双参数地基倒T形Timoshenko梁在两端集中荷载作用、双参数地基变截面阶梯形Timoshenko梁在集中力、集中力偶和均布荷载作用下的受力问题.算例结果表明,本文计算结果与其他方法结果完全一致,证明所推导的初参数解、传递矩阵法和有限元刚度的正确性.

单室箱梁考虑剪切与剪滞双重效应的挠曲函数

基于单室箱梁翼缘板选取最大剪切位移差函数为广义剪力滞位移函数,通过假定箱梁竖向变形由腹板剪切变形与翼板剪滞效应引起的位移,利用变形协调条件和能量变分法最小势能原理推导了特定边界和荷载条件下考虑剪切变形的单室箱梁的挠曲位移表达式。利用推导的挠曲微分方程计算了单室简支箱梁承受均布荷载作用下的挠度,对靠近梁端部采用挠度修正系数线性内插求解竖向变形,建立单室简支箱有限元分析模型;对比解析解和数值解。结果表明:剪切变形对简支单室箱梁承受均布荷载作用的挠度具有一定的影响;利用推导的公式能够快速、有效地计算简支单室箱梁承受均布荷载下剪切与剪滞双重效应的挠度;跨中挠度与数值解差6%,吻合良好。

混凝土薄壁箱梁剪滞与剪切变形双重效应的挠曲变形研究

为了研究混凝土薄壁箱梁考虑剪滞与剪切双重效应对箱梁挠度的影响,本文基于能量变分法,推导了一种快速、准确计算剪滞与剪切双重效应下简支箱梁挠曲微分函数,利用有限元结果对比验证。假定箱梁剪滞与剪切效应的竖向挠曲变形由上、下翼缘板剪力滞效应引起的位移与腹板剪切变形组成,求解特定边界和荷载条件下简支箱梁的挠曲微分方程并得到竖向挠度的解析解,利用数值模型对比验证了其正确性。结果表明:(1)剪切变形对承受均布荷载作用下的箱梁的竖向挠度影响明显,本文解析解更接近ANSYS解且跨中二者差6%;(2)本文推导简支箱梁剪滞与剪切双重效应的挠曲微分方程得到解析解与ANSYS解吻合良好,证明了本文假设位移函数的正确性和合理性。