自增强容器塑性区深度与承载能力剖析

分析论证了自增强压力容器塑性区深度与承载能力、反向屈服问题等之间的理论联系,建议了某些情况下理论上求解塑性区深度与承载能力的方法与公式、算图。分析论证的过程中,得到了一些值得注意的规律和关系式。

软土泥沼地区公路路堤临界高度的确定

本文根据土力学的基本原理,通过路堤荷载图形的简化,提出软土泥召地基容许出现部分塑性变形区时路堤临界高度的理论公式。通过该公式与目前常见软土地基路堤临界高度公式比较,说明了其意义和适用条件。

8.5m大采高综采工作面煤壁稳定性的理论分析

大采高综采工作面片帮问题是影响高效安全开采的主要因素之一,为了研究大采高对煤壁稳定性的影响,基于上湾矿四盘区1-2煤层8.5 m大采高工作面围岩力学条件,采用压杆理论分析煤壁的挠度特征,得到煤壁容易发生片帮的位置在煤壁的中上部;并提出梯形滑块模型,在考虑摩擦力的前提下通过力学计算,得到护帮力不能小于0.251 MPa;针对8.5 m超大采高综采工作面,特别提出了采用支架增压增力复合护帮机构支护方式,护帮板长度分别为1 100、1 600、800 mm,总长度达3 500 mm,可以有效地减少工作面大块煤壁片帮现象。

圆筒形压力容器自增强若干问题研究

按第三强度理论,采用图像法与解析法相结合的方法分析论证圆筒形自增强压力容器弹塑性界面处总应力的当量应力、塑性区深度与反向屈服、承载能力等因素之间的理论联系,提供理论上确定与塑性区深度及承载能力有关的方法与公式、算图及表格。研究表明,以k2lnkj2-k2-kj2+2=0控制区深度最佳,此时可保证:σej≤1,σei'≥-1;以kj=exp(p/σs)控制区深度可使弹塑性界面处总应力的当量应力σej最小。其中k为容器径比、kj为塑性区深度、p/σs为内压/屈服点、σei'为内壁面处残余应力的当量应力。分析论证过程中得到的一些值得注意的规律、关系式及数据、图表等可作为压力容器工程设计时参考的理论基础和依据,也使自增强理论各参数间的关系和变化规律更清晰、透彻和实用。

大直径桩渐进破坏机理分析

根据桩受力的特点 ,讨论了大桩端阻力渐进破坏的机理 ,从而明确了端阻力随直径增大而降低的原因 。

基于Winkler地基模型的岩质隧道软弱底板塑性区研究

为了给侧墙及底板的支护设计及施工提供参考,根据隧道侧墙岩层及其受力特点,将侧墙视为一半无限承载梁,其软弱底板岩体简化为连续的弹性地基,建立了隧道侧墙在支承压力作用下的Winkler弹性地基梁模型,分析了侧墙任一界面上挠度、转角、弯矩及剪力的分布规律,推导了侧墙极限平衡区宽度与隧道埋深、底板岩体的弹性特征值、上覆岩层重度及侧墙应力集中系数、弹性区宽度、弹塑性界面上岩体抗剪强度的关系式。在确定侧墙极限平衡区宽度的基础上,探讨了隧道软弱底板在其侧墙挤压下产生的最大塑性区破坏深度。结果表明:底板最大塑性区破坏深度与隧道埋深、侧墙应力集中系数及其极限平衡区宽度、上覆岩层及底板重度、底板黏聚力及内摩擦角等参数密切相关。

矩形断面巷道冲击地压机理研究

基于顶板剪切梁模型研究矩形巷道冲击地压发生问题,得到矩形断面巷道发生冲击地压的临界塑性软化区深度和临界载荷,分析巷道宽度、巷道高度或煤层厚度、顶板厚度等几何因素,以及煤层与顶板刚度比、煤的模量比、煤的强度参数、侧压力系数和水平应力分布指数等煤岩力学性质因素对临界条件的影响规律。结果表明：巷道顶板岩层以剪切变形破坏为主,当临界塑性区深度与临界载荷较小时,易于发生冲击地压,其发生频度较高,强度较小,破坏性较小;反之,冲击地压不易发生,其发生频度较低,一旦发生其强度会较大,破坏性较大。临界塑性区深度与巷道宽高比、初始黏聚力的大小无关,随顶板厚度、刚度比、模量比、水平应力分布指数的增加而增大,随煤层塑性软化刚度、内摩擦角、侧压力系数的增加而减小。临界载荷随巷道宽高比、煤层塑性软化刚度、水平应力分布指数的增加而降低,随顶板厚度、刚度比、模量比、初始黏聚力、内摩擦角、侧压力系数的增加而增大。

多因素影响下巷道变形特性数值模拟研究

基于FLAC^(3D)有限差分软件对开挖深度、侧压力系数、断面形状等多因素影响下的巷道变形参数进行正交试验,根据正交试验分析结果,分别选取同一深度条件下的圆形、马蹄形、直墙拱形、矩形巷道进行模拟试验并以圆形巷道作为典型断面,对不同深度下的巷道变形特征进行模拟试验。研究结果表明:开挖深度对巷道开挖后的应力差变化影响明显,断面形状对巷道围岩内的塑性区深度和具有显著影响;巷道开挖后的塑性区深度和随形状指数增加而呈线性增长趋势,圆形巷道的塑性区深度和最小,矩形最大;应力差随着巷道开挖深度的增加呈线性增加,深部开采应重视巷道内的应力分布情况。

生土地坑窑结构坍塌破坏判断指标的确定

为了分析生土地坑窑结构坍塌破坏的内在机理,找到坍塌破坏的判断指标,采用插值法分析了地坑窑结构的极限状态,通过不同极限状态的对比分析,提出了窑腿相对塑性区深度RPD的概念。分析表明:无量纲指标RPD反映了不同状态下窑腿塑性区的发展程度,可确定为地坑窑结构坍塌破坏的判断指标。研究成果为进一步探讨在役地坑窑结构的安全可靠性及改造、加固提供了科学依据。

激光冲击强化诱导的残余应力影响因素分析

考虑激光冲击强化后塑性区深度及最大残余压应力的影响因素和影响规律问题,运用量纲分析的方法获得了影响冲击强化效果的主控因素,并给出了塑性区深度及最大残余压应力与峰值压力、压力持续时间、光斑半径的关系;利用基于LS-DYNA的二维轴对称有限元模型,计算了不同参数条件下金属靶体受冲击载荷作用的动态响应。计算结果表明,塑性区深度与压力持续时间成正比;最大残余压应力与压力持续时间无关;一定光斑半径范围内,塑性区深度及最大残余压应力与光斑半径无关;峰值压力超过一定值时,塑性区深度及最大残余压应力与峰值压力近似成线性关系。