集中力作用在弹性半无限平面内的Melan解研究

针对长条形基坑开挖的变形问题,通过对Melan给出的集中力作用在弹性半无限平面内应力解的研究,发现其不满足弹性力学相容方程。对此,利用弹性力学中平衡方程、应力几何方程结合位移边界条件,给出了集中力作用在弹性半无限平面内应力修正解,推导出相应的位移解,并利用有限元ABAQUS计算结果验证位移解的正确性,同时说明了应力修正解的正确性。

按地基为弹性半无限平面计算排水明槽结构

排水明槽按一次超静定的闭合框架计算,在求解基本结构上的冗余力和底板(基础梁)地基反力、剪力和弯矩计算时,均考虑了底板(基础梁)在弹性半无限平面地基上的变形影响。比较基础梁地基反力按直线分布假定的计算和按地基为弹性半无限平面计算地基反力按曲线分布,两者存在的明显差异,主要是前者完全没有考虑地基的物理力学性质和梁的变形所致。

按地基为弹性半无限平面计算排水明槽结构

本文主要阐述为使结构计算更好的反映实际的受力情况，对置于填筑路基层上的大断面长条矩形排水明槽结构，按地基为弹性半无限平面体进行计算实例。排水明槽按一次超静定的闭合框架计算，在求解基本结构上的冗余力和底板（基础梁）地基反力、剪力和弯矩计算时，均考虑了底板（基础梁）在弹性半无限平面地基上的变形影响。比较基础梁地基反力按直线分布假定的计算和按地基为弹性半无限平面计算地基反力按曲线分布，两者存在的明显差异，主要是前者完全没有考虑地基的物理力学性质和梁的变形所致。

二维半无限弹性平面内圆形腔孔表面的动态热应力分布

虽然无限弹性体中球腔的动态热应力分布问题已经得到解决,但是对于二维半无限弹性平面内圆形腔孔表面的动态热应力分布问题还没有得到解答。利用复变函数方法,本文分析了在半无限弹性平面附近施加稳态温度场条件下的圆形腔孔表面的动态热应力分布问题,得到了汉克函数表示的此问题的解析解,给出了相应的数值结果并进行了讨论。

箱形倒虹吸涵洞结构半无限平面弹性地基框架计算模型的建立

通常,在工程实际中大多采用局部弹性地基模型(文克尔假设),而半无限平面弹性地基模型由于在计算处理上比较复杂在应用上受到一定的限制。为了使模型接近实际情况,采用有限元程序用弹簧模拟地基底部和周围土的作用,建立了在边荷载作用下的半无限平面弹性地基上的箱形倒虹吸(涵洞)结构有限元模型。

半无限平面弹性地基框架计算模型在箱形结构中的应用

通常,在工程实际中大多采用局部弹性地基模型(文克尔假设),而半无限平面弹性地基模型由于在计算处理上比较复杂,在应用上受到一定的限制。为了使模型接近实际情况,采用有限元程序用弹簧模拟地基底部和周围土的作用,建立了在边荷载作用下的半无限平面弹性地基上的箱形倒虹吸涵洞结构有限元模型。

半无限平面体地基上垂直荷载桩的静力分析

利用弹性理论建立了半无限弹性平面体地基上垂直荷载桩的力学模型,推导出静力分析的基本方程,给出了垂直荷载桩静力分析的弹性理论求解方法。实例表明,考虑桩身摩擦力的相互作用较符合实际,为垂直荷载桩的计算探索出一种较合理的计算理论。

排洪明槽底板按弹性地基基础梁进行的受力分析

在遵崇高速公路一填筑路基上设置的U型大断面排洪明槽结构设计中,将其底板按弹性半无限平面上的基础梁(属共同变形理论)进行受力分析,计算出地基反力、梁截面内力(剪力、弯矩)作为梁设计的依据。介绍了该方法计算的理论和步骤,并与假定地基反力按直线分布的计算结果进行了比较,显示出共同变形理论计算的合理性。排洪明槽经数年使用,完好无损。

软基底排土场周边地表变形解析分析

为解决露天矿软基底排土场载荷引起铁路周边土体变形的问题,将排土场简化为作用在地面上的梯形分布载荷,建立半无限弹性平面地基的力学模型,运用平面弹性力学方法和积分叠加原理,推导出二维地表沉陷公式,并分析排土场周边地表变形规律.研究结果表明:当其他参数相同时,地表倾斜和水平变形与距坡脚距离、基底土体弹性模量、泊松比、边坡角度均成反比,与边坡高度成正比.当坡脚距离较小、排弃高度增大时,水平变形显著增加.现场监测数据验证了弹性解析法的准确性,排土场排弃高度和角度与排弃物料量成正比.获得的软基底排土场周边土体变形规律为确保铁路、建筑物和工程设施安全提供理论依据.

水平线荷载作用下基坑周围土体的位移计算方法研究

为研究在基坑开挖周围土体的变形情况,文章在Melan应力解的基础上,结合弹性力学物理方程和几何方程推导出水平线荷载作用下弹性半无限平面内的位移解。根据实际工程位移变化规律提出相应假定,求解待定常数。利用所推导的公式计算土体内各点的位移,将其绘制成位移曲线与有限元ABAQUS的模拟结果进行对比。结果表明,所推导的位移解能较好地描述土体的变形规律。

基于Melan解的地基变形计算分析研究

目前关于作用在土体内部的荷载引起的地基变形研究相对较少,文章为进一步研究地基变形,在由Melan应力解推导Melan位移解的基础上,考虑了竖向荷载作用下Melan位移解的镜面对称性,结合弹性力学几何方程,确定了位移解中的待定函数,推导出作用在土体内部的竖向荷载下的地基变形解析解,且使得解析解在距离荷载作用点一定范围内收敛,并与有限元计算结果进行对比分析验证了解析解的正确性。

考虑桩—土非线性作用的垂直荷载桩静力分析

采用桩侧土应力与剪应变的双曲线关系、桩端阻力与变形的双曲线关系建立了桩—土非线性共同作用的分析模型,利用弹性理论建立了半无限弹性平面体地基上垂直荷载桩的弹性力学模型,并结合桩—土非线性共同作用分析推导了垂直荷载桩静力分析的基本方程,给出了垂直荷载桩静力分析的理论求解方法。实例结果表明,该方法合理,便于工程计算。

复杂应力叠加影响区含亲水岩层巷道底鼓控制研究

以回坡底煤矿11-1021巷底鼓现象为研究背景,通过弹性半平面无限理论分析得到9.88 MPa的巷道主应力差加剧了底鼓现象。基于此,对复杂应力叠加影响区含亲水岩层巷道底鼓控制进行了研究。底板充填加固方案的应用成功缓解了底鼓变形严重的问题,为安全生产提供了重要保障。