基桩屈曲问题的大挠度摄动解

基于温克尔地基模型,采用能量法建立了两端铰支完全入土桩的大挠度微分方程.假设其挠曲函数及桩头荷载为摄动参数的幂级数展开式,采用二次摄动方法将非线性大挠度微分方程化为一系列线性摄动方程求解.在求得大挠度渐近解的基础上,通过摄动参数转换,得到以桩身挠度为摄动参数的后屈曲平衡路径高阶渐近解.最后,利用本文解答分析了桩长、地基土弹簧刚度、桩身抗弯刚度等因素对基桩临界荷载值及其后屈曲平衡路径的影响.结果表明,基桩屈曲临界荷载随桩土刚度比增大而提高,且较小的桩土刚度比对后屈曲平衡路径的稳定较为有利.

考虑横向剪切变形矩形中厚板的后屈曲研究

基于考虑横向剪切变形中厚板的非线性几何方程、本构关系及非线性平衡方程,建立关于一个中面位移和两个中面转角为独立变量的中厚板后屈曲的非线性基本方程,从而获得中厚板后屈曲的非线性控制微分方程。中厚板后屈曲的非线性控制微分方程退化为薄板后屈曲的控制微分方程的正确性说明推导过程的正确性及一般性。中厚板后屈曲的非线性控制微分方程是一个六阶耦合微分方程,对其简支边条使用双重三角级数并作为广义坐标,将两个中面转角解耦为中面挠度的表达式,然后运用伽辽金方法进一步建立中厚板后屈曲的特征方程,从而得到简支中厚板后屈曲的平均应力表达式,最后应用MATLAB工具通过平均应力表达式获得矩形中厚板的后屈曲平衡路径曲线,同时给出了中厚板小挠度屈曲的临界荷载表达式及临界荷载数值表。整个求解过程简便,并且其曲线退化后符合经典的薄板后屈曲平衡路径曲线。

嵌岩灌注桩初始后屈曲性状分析

为了探讨桥梁工程中广泛使用的嵌岩灌注桩的初始后屈曲性状,先基于弹性地基梁理论假定桩身后屈曲分析模型与相应的桩身挠曲位移函数,由此建立桩土体系的总势能方程;然后采用扰动法,基于能量原理导得不同约束情况下桩顶临界荷载的变化式,并据此讨论了桩土刚度比、桩身埋置率及桩顶自由长度等对桩身后屈曲性状的影响规律.结果表明,当桩周土趋于软弱而桩身刚度越大时,桩身初始后屈曲平衡路径将越趋于不稳定,且可能因桩身初始缺陷的存在而导致其屈曲荷载的显著降低.