万县长江大桥主拱圈混凝土浇筑路径变化的稳定性分析

在万县长江大桥主拱圈混凝土浇筑过程的施工路径调整中 ,考虑结构的非线性、构件极限承载力以及施工过程的位移和应力的叠加效应 ,按第二类稳定问题 。

结构稳定性概念的引入和阐明

本文讨论了工科大学力学专业基础课中结构稳定性的概念和引入,阐述了结构失稳的两种截然不同的形态:分枝点失稳和极值点失稳.最后讨论了结构稳定问题和结构强度问题在概念上和分析方法上的区别,可供材料力学和结构力学教学中参考.

竖井开挖的不稳定性和岩爆的力学机制

基于稳定性理论和弹塑性厚壁筒的解析解,研究了竖井开挖过程的平衡路径,并将屈服后的井壁压力--位移平衡路径曲线应用到围岩的稳定性分析.研究表明,竖井围岩的不稳定及其岩爆的发生不仅取决于岩石材料应力应变全过程曲线的峰后特性,还取决于竖井开挖过程对应的平衡路径曲线的类型.平衡路径曲线能够描述围岩结构加载屈服后的力学行为.平衡路径的曲线形状只可能有两种类型,一种曲线上的点都处于稳定的平衡状态,虽有塑性变形的累积,但不会失稳崩落;另一种曲线则发生极值点型井壁失稳并伴有位移突跳.竖井开挖过程的平衡路径曲线是判定围岩岩爆发生的关键因素.极值点型失稳和位移突跳是均质围岩中岩爆可能发生的一种力学机制.

高墩稳定问题的求解方法及应用

介绍桥梁结构2类稳定问题及求解方法,对具体实例进行分析,说明进行第2类稳定性分析的必要性以及在高墩的设计计算中可适当放宽位移限值的要求。

钢结构稳定性设计探析

先从钢结构“平衡分岔失稳”、“极值点失稳”等失稳类型分析入手,在掌握稳定问题主要类型的基础上,对稳定问题的主要计算方法进行研究,从而明确“静力平衡法”、“能量法”以及“动力法”等不同计算方法的特点、差异以及适用情况。

考虑二阶效应的拱结构面内弹性屈曲

对拱结构的极值点屈曲及分支点屈曲进行了详细阐述。利用有限元分析程序ANSYS对拱进行非线性分析,考虑结构屈曲前变形对临界力的影响。选取线性屈曲前几阶模态作为扰动位移,对拱的整个受载过程进行跟踪分析,得到拱的屈曲临界力。将矢跨比、跨径及矢高与截面回转半径的比值作为影响参数,分析竖向均布力及径向均布力作用下,无铰拱和两铰拱的屈曲性能。分析表明,屈曲前变形降低了坦拱的屈曲临界力,考虑二阶效应后拱的屈曲临界力与线性屈曲临界力的比值,随矢跨比的减小而减小,随跨径的增大而增大;对于矢跨比较小的坦拱,矢高与截面回转半径的比值将决定拱的屈曲形式。

低碳钢/铝合金双层管的充液弯曲起皱行为(英文)

双层金属管由内层耐腐蚀合金和外层低碳钢管组成,具有优良的综合性能。通过有限元模拟和实验研究内外层不同厚度比和内部液体压力对低碳钢/铝合金双层管充液弯曲起皱行为的影响,分析双层管充液弯曲出现的两种起皱失稳形式,即分叉失稳和极值点失稳。结果表明:起皱随着厚度比的增加而延缓,双层管稳定性随着厚度比的增加而明显提高。通过有限元模拟确定了最优的厚度比选取范围。当内压较低时,双层管易出现内外层分析缺陷,导致内层铝合金薄壁管出现分叉失稳。随着内压的升高,内层管抗失稳能力明显提高,成型极限增加。实验结果验证了不同内压下的有限元预测结果。通过该研究,确定内压和外层管壁厚的选取方法,得到双层管充液弯曲避免内层薄壁管起皱的机理。

在水平井眼中存在下凹初弯曲钻柱的屈曲分析

分析了水平井眼中存在下凹初弯曲钻柱屈曲的性质和可能的屈曲形式,认为钻柱在初弯曲所在平面内不会发生屈曲,而只能在垂直初弯曲所在的平面方向发生屈曲。在此基础上利用能量法对其稳定性予以研究,推导出下凹初弯曲钻柱临界压力的计算公式。研究表明:在水平井眼中,当钻柱存在下凹初弯曲时不但不会减少钻柱的临界载荷,反而会增加其临界载荷,而且初弯曲程度越大,临界载荷增加的幅度越大;在水平井眼钻进中完全可以采用钻杆构成钻柱来传递压力,即使由于井眼弯曲造成钻柱发生下凹初弯曲时也不会影响钻柱的稳定性。

圆形硐室岩爆的震级预测

应用损伤力学和极值点失稳理论对圆形硐室岩爆进行了解析分析,在此基础上采用地震震级与地震波释放能量的关系,对圆形硐室岩爆震级预测方法进行了探讨。圆形硐室岩爆震级与采深、圆形硐室半径及岩性等影响因素有关,随采深、圆形硐室半径、岩石抗压强度及E/λ增加而增大,与实际观测的结果基本相符。所提出的岩爆震级的预测方法可以推广应用于煤柱和采场冲击矿压最大震级的预测。

基于风洞试验的双曲冷却塔静风整体稳定研究

针对双曲壳体冷却塔的静风整体稳定进行研究,介绍了现行规范条款的试验背景,探讨了其试验方法和结果,并对试验结果和计算结果进行比较分析。以现阶段代表性大型双曲壳体冷却塔为例,在动力特性分析的基础上,研究了其分支点和极值点整体失稳特征和内压取值及加劲环设置对整体稳定性的影响。研究发现:冷却塔塔筒的振型可以看作是上下弹性支撑水平圆环结构和左右弹性支撑子午向悬臂结构振型的耦合;其风压作用下的几何非线性特征并不明显,结构的失稳是突然发生的,极值点失稳形态既表现出静力计算的变形特征,又带有分支点屈曲模态的倾斜谐波;冷却塔整体稳定性随内压取值的增加而显著下降,而增设加劲环能够增加和协调塔筒刚度分布从而提高结构的稳定性,并且加劲环设置在失稳形态变形最大的位置效果最为显著。

岩石结构的不稳定性和突跳现象

将结构稳定性理论和方法应用于岩石力学问题。分别采用2个简单的力学模型,研究竖井开挖过程中岩爆的发生和逆冲断层地震。通过理论研究,对于竖井开挖过程,分析无量纲孔壁位移和孔壁压力构成的平衡路径曲线;对于逆冲断层,分析远场无量纲位移和约束反力构成的平衡路径曲线。岩石结构失稳属于极值点型失稳,岩爆和逆冲断层地震是2种不同类型的极值点型失稳。从平衡路径曲线上来看,竖井开挖中的岩爆是一种应力极值点型失稳,伴随有位移突跳;而逆冲断层地震是一种位移极值点型失稳,并伴有力的突跳。