板条粘结问题应力和位移的全场解答

本文采用复变函数解法,给出不同材质二无限长板条在有限段内理想粘结时应力场、位移场的全场封闭解。

复合材料储能飞轮应力位移场分析及与均质材料飞轮比较

根据非均质各向异性弹性理论建立了复合材料飞轮的计算模型,得到了复合材料飞轮在工作转速情况下应力和位移计算的解析公式,给出了任一点的径向、环向应力及径向位移。并按照所建立的计算模型对不同材料对应力、位移分布的影响进行了分析比较。

各向异性和正交异性双材料界面裂纹尖端应力

对各向异性和正交异性双材料Ⅰ型界面裂纹尖端应力场中的A类情形进行了讨论,给出相应的力学模型与应力函数,求得了A类情形下各向异性和正交异性双材料Ⅰ型界面裂纹尖端应力场。作为检验,当x轴与各向异性材料纤维方向之间的夹角φ=0时,各向异性材料转变为正交异性材料,代入所得的应力场和位移场,得出的验证结果与参考文献一致。

基于复变函数方法的水下隧道围岩弹性分析

水下隧道属于浅埋隧道,故其围岩的应力位移分析从力学角度可简化为含圆孔半平面弹性体在水平边界上受任意分布荷载的问题。与深埋隧道不同,浅埋隧道围岩分析在数学处理上历来存在较大的困难。借助Verruijt提供的共形映射函数,把含圆孔半无限平面映射为圆环域,然后将像平面上的解析函数展成Laurent级数,利用Muskhelishvili的复变函数解法,求得问题的应力场和位移场,最后用Fortran语言编写了计算程序。利用该程序给出一个水下隧道算例的围岩应力、位移结果,并分析了其受力变形特点。

复变函数分析盾构隧道施工引起的地基变形

半无限空间中孔洞受均布位移作用下的问题已由Verruijt采用复变函数解答,而本文中给定椭圆化位移边界条件下的解答尚无文献报导。本文应用Verruijt的基本解法,采用共形映射方法,把含括一个圆形孔洞的半无限空间区域映射为圆环域。然后把这个区域内的解析函数展成Laurent级数的形式。利用Muskhelishvili的复变函数解法,求得隧道洞周给定位移条件下的应力场和位移场。分析了不同埋深、不同泊松比对位移场的影响、不同埋深对应力场的影响。最后分析了5个盾构隧道实测数据与4种不同位移边界条件解的对比情况。分析结果表明:笔者给出的第三、四边界条件的精确解对盾构隧道的设计有重要的实践意义。

动态规划法在搜索加筋土坡最危险滑动面的应用

本文采用非线性有限元法计算加筋土坡的应力场和位移场,依据剪应力法定义的安全系数,应用动态规划法搜索土坡的最危险滑动面。根据计算结果,对比了加筋前后土坡应力场和位移场的变化,分析了加筋对土坡侧向位移和最危险滑动面的影响。指出因加筋材料承担了部分剪应力,约束了土体的侧向位移,从而减小了土中的水平应力,扩散了剪应力,增大了土坡的安全系数。同时,计算分析了加筋材料摆放位置不同时,对土坡抗滑能力的影响效果。提出当将加筋材料贯穿于土中塑性区时,加筋效果最明显。对于较弱地基的土坡,筋材放置在坡底,有利于坡身荷载在地基土中的应力扩散,对限制地基土的侧向位移,提高土坡的安全系数有明显的效果。

深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究

研究目的:大中型城市的市政工程建设高速发展,其中深基坑工程越来越多,由于土地资源稀缺,其不可避免地会近接既有建筑或结构。本文针对深基坑开挖邻近既有高速铁路桥基的少见工况,结合有限元数值模拟进行研究,对基坑围护结构与桩基受深基坑开挖影响的规律进行分析,并结合现场实测数据进行对比验证,以期为今后类似的深基坑近接工程提供参考与指导意义。研究结论:(1)深基坑开挖的卸荷效应使得坑周岩土体平衡状态遭到破坏,进而发生应力重分布;(2)深基坑开挖导致基坑底部隆起,围护结构向坑内发生移动;(3)岩土体应力场改变带来位移场改变,赋存于岩土体中的结构物(如桩基)由于岩土体的运动而发生变形,基本均向坑内移动,桩基上部变形较大,下部变形较小;(4)数值模拟数据与现场实测数据对比基本吻合,基坑开挖完成后产生的变形均处于安全范围,证明了设计的围护与支撑方案对深基坑安全起到有效作用,该支护方案设计以及桩基变形规律研究可应用于今后类似工程中。

不同赋层条件下盾构隧道双向地震波激励响应分析

以广州地区地层情况为条件,研究盾构隧道在双向地震波激励作用下的横向地震响应特性,利用有限元软件ADINA的弹簧阻尼单元模拟粘弹性人工边界,有效地分析结构-地基的动力相互作用问题。对盾构隧道在地震作用下衬砌结构的应力场与位移场进行数值模拟计算,分析衬砌结构的稳定性和变形,并对计算结果进行了对比研究。

建设用地地灾危险性评估的数值模拟研究

针对目前常规地质灾害危险性评估方法在处理复杂地质条件,尤其是在复杂地质条件下对建筑边坡的评价过程中的不足,对该条件下的地质灾害危险性评估方法进行探讨。以具体的工程实例为基础,利用FLAC3D软件对边坡在天然状态和施工开挖过程中岩土体的应力场与位移场进行模拟,分析评价边坡的稳定性和变形破坏的主要影响因素,并与目前地灾评估中常用的边坡评价方法进行比较。通过将两种结果与现场实际情况的对照发现,数值模拟方法在处理复杂地质条件下建设用地地质灾害危险性评估过程中具有更高的准确性,值得推广。

含石膏碳酸盐岩隧道膨胀侵蚀型灾害机理防范科学技术

近年来,交通运输部公路科学研究院(以下简称“部公路院”)“隧道工程结构服役性能提升”科技创新团队针对公路行业领域出现的新问题、新需求,持续加大科研攻关力度,相继获得重大成果,有效支撑了行业的高质量发展。其中,在含石膏碳酸盐岩隧道膨胀侵蚀型灾害机理防范科学技术问题方面,团队通过工程现场测试、室内试验、数值模拟和理论分析等手段,建立了隧道围岩膨胀应力场位移场计算理论。

盾构隧道纵向地震响应分析研究

广东地区地层情况为条件,研究盾构隧道在不同埋深以及不同地震波激励作用下的地震响应特性,利用有限元软件ADINA中的弹簧阻尼单元模拟粘弹性人工边界,进而可以有效地分析结构-地基的动力相互作用问题。对盾构隧道在地震作用下衬砌结构的应力场与位移场进行数值模拟计算,分析衬砌结构的稳定性和变形,并对计算结果进行了对比研究。

风电机组基础环周边混凝土受力机理分析及基础加固

基础环在风电机组基础中得到了广泛应用,其中基础环周边混凝土存在开裂、冒浆等共性问题,需要深入分析混凝土的受力机理并寻求解决思路。首先,结合实际风机运行情况给出了基础环传递给周边混凝土的非均匀作用力形式,并解析了混凝土的应力场;其次,考虑在基础台柱混凝土外侧施加围压,对比分析施加围压前后混凝土的应力场及位移场的变化;最后,提出工程中实现加载围压的方案,并给出钢环的相关设计参数。工程算例结果表明:施加围压后,混凝土径向压应力会小幅增大,环向拉应力却显著降低,可以有效抑制裂缝的产生及扩展,同时还可增强钢筋与混凝土的黏结性能。研究成果可为风机基础加固治理提供参考建议。

大山口引水隧洞开挖与支护的数值分析

基于开挖施工过程,分析计算了开挖卸荷和支护后围岩位移工况及应力分布,并采用有限差分软件FLAC3D对围岩的位移与应力进行了比较,综合评价了洞室在开挖支护后的稳定性。结果表明,开挖卸荷未支护条件下围岩稳定性较差,可能影响开挖施工,及时采取支护措施后围岩的位移场和应力场可得到改善,稳定性提高。可为设计和施工支护提供参考。

拱坝裂缝稳定性分析

拱坝是高次超静定结构,体型、荷载及地基条件十分复杂,精确地计算拱坝位移场和应力场是非常困难的。按当前的拱坝设计规范设计拱坝,难以避免发生裂缝。尤其在温差较大的地区修筑拱坝,尽管在施工中也采取了坝体散热或保温措施,在施工期往往也会在坝面出现大量裂缝。研究表明。

破碎岩体高边坡开挖稳定性的研究

通过成南公路 K73路堑高边坡(高度83.3m)现场施工实践,结合边坡开挖过程中岩体内部和关键部位应力场、位移场的变化情况,对边坡可能失稳的部位和危险程度进行划分,通过三维有限元计算分析,提出边坡开挖在不同高度、不同坡比的情况下,主应力和剪应力的变化情况,进而提出边坡合理的加固方案和对破碎岩体边坡坡面防护的措施,通过现场监测数据和工程实践表明,这种分析方法是正确的,处理措施是合理的,以供工程界参考。

Geometrical Moir Methodand Its Application

A geometrical moir method for displaying directly isochromatics and isoclinics of a diametrically pressed circular disk is presented. It is demonstrated that by using two identical or different Wulff nets (or grids) not only the stress fields of a circular disk can be displayed, but the u -and v -displacement fields can also be produced.

深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究

随着市政建设的快速发展,城市土地利用率逐渐增加,不可避免地在现有各类建筑物附近的地块上选择新的城市项目.今天,大中城市的交通网络基本形成.高速列车具有高速,高载荷,高安全标准等优势,在交通运输网络中占有重要地位.如果新建的城市露天采矿项目毗邻现有的高速铁路结构,由于严格的高速安全控制标准,设计和施工难度将增加.本文重点研究了现有高速铁路桥基基础附近深基坑开挖的情况,并结合有限元模拟分析了深基坑影响下的基桩保持结构和桩基础冲击规律.现场测量数据将进行比较和验证,为将来类似的类似深坑提供参考和指导.

山区高速公路浅埋软岩隧道围岩变形分析及支护对策研究

山区高速公路工程地质条件复杂,软岩隧道的大变形难支护问题十分突出,开展围岩变形机理研究并提出相应的支护对策尤为重要。以河北省西部山区某浅埋软岩隧道为例,通过分析隧道工程地质条件,定性地研究土石混合体隧道围岩稳定性。采用能较好处理岩土体工程中各种复杂非线性问题的ABAQUS软件,建立隧道围岩三维数值仿真模型,刻画出隧道的动态开挖过程,对软岩隧道支护前后围岩的应力场与位移场特征以及土石混合体软岩隧道支护结构的受力情况进行分析,为研究系统锚杆在软岩隧道中的作用机理提供理论依据。结合现场监控量测,提出土石混合体软岩隧道部分取消系统锚杆的建议。