基于Hoek-Brown相关联流动法则的隧道稳定性分析

对于传统分析方法无法精准表征围岩的实际变形以及参数演化问题,在H-B准则和应变软化模型结合下选定塑性应变增量作为软化参数,并且假设强度参数随软化参数成线性函数关系.求解塑性区的解答时,将塑性区分成微元圆环,并假设每个圆环的径向应力沿半径向内均匀递减,从而建立每个微元圆环的平衡微分方程、本构方程、几何方程及相邻两微元之间的应力增量和应变增量的关系.最终建立了的圆形隧道在弹塑性交界面以及塑性区内的应力场、应变场和位移场的表达式,并将推导得到的理论表达式通过编程在MATLAB中实现了精准的数值计算,同时验证了程序运行的正确性.在完成上述研究内容以后,下一步将其应用到现场工程隧道中去论证建立理论模型和数值运算程序的实用性,为实现工程现场的稳定性监控和预警做准备.

采用非相关联应力应变关系的三维边坡稳定分析

本文提出了一个用于滑坡分析的三维边坡稳定分析新方法.这一方法推广了建立在摩尔-库仑相关联流动法则基础上的三维边坡稳定分析上限解方法.以往经验表明,在三维分析中,某一条柱按相关联法则以摩擦角剪胀有可能在几何上是不成立的.本文介绍的新方法提出了一个二元速度场的概念:(ⅰ)首先,建立一个代表岩土材料真实变形特征的塑性速度场;(ⅱ)再建立一个用于功能平衡方程式求解的安全系数的虚速度场.这一新方法允许输入任意的材料剪胀角,从而较好地解决了上限解方法以摩擦角剪胀时几何上可能不成立和相应的计算收敛问题.本文还介绍了此法在一个混凝土重力坝深层抗滑稳定分析中的实际应用.

超固结黏土中不排水柱孔扩张弹塑性解及应用

为求得超固结黏土中考虑K0影响的柱孔不排水扩张精确解,该文基于黏土和砂土模型(CASM)屈服准则,采用经典的应力剪胀关系,充分考虑土体静止土压力参数K0和重度超固结比,运用非相关联流动法则进行应力空间转换,进而建立超固结黏土中考虑K0影响情况下柱孔不排水扩张问题的一阶偏微分方程组求解模型。根据弹塑性边界已知的应力和位移条件,通过数值求解方法确定柱孔扩张模型的精确解。对比修正剑桥模型(MCC)解,基于SMP准侧改进的修正剑桥模型(SMP-MCC)解及黏土和砂土统一硬化模型(CSUH)解进行参数分析表明:当土体OCR≤2时,该文方法较好地模拟土体单元屈服应力和破坏应力;当土体OCR>2时,该文方法克服了超固结黏土高估屈服应力和破坏应力;当K0由1.0变化到2.5时,归一化极限扩孔压力由5.4变化到3.2,归一化极限超静孔隙水压力由2.4变化到1.0。并通过现场实测数据验证了该文方法的实用性与正确性。

长大深基坑施工空间效应研究

针对目前长大深基坑施工空间效应的研究主要集中在数值模拟方面,理论研究尚不多见的现状,提出了黏性土条件下长大深基坑施工空间效应的简化计算方法。引入等代内摩擦角的概念,将基坑坑周土层等代为无黏性均质体,应用土的塑性上限理论及相关联流动法则,采用极限平衡分析法,对长大深基坑拉裂-剪切和纯剪切两种三维破坏模式下的空间效应进行了具体研究,给出了相应的空间效应系数计算公式,并进行了算例分析。研究结果表明,该方法避免了数值模拟的低效率、高费用、长周期的缺陷,可手算完成;计算成果能直接得出基坑坑壁空间效应系数的分布特征及量值大小,可用于指导基坑支护结构、施工方案的设计以及信息化监测测点布置和断面选择。

饱和粘土中挤土桩球形孔扩张的弹塑性分析

将桩体的贯入模拟为球形孔扩张过程,基于球形孔扩张理论,在大变形假定情况下,结合修正剑桥模型及水力压裂理论,由最小耗能原理从能量的角度推导出了饱和粘土中挤土按球形孔扩张后,土体整个范围内,包括弹性区、塑性区、破坏区内的应力、位移及超孔隙水压力分布的解析解,并分析了土的超固结比对结果的影响,和其他文献的比较结果证明了理论解析解的准确性。其结论可为饱和土地区的静压桩、打桩等岩土工程问题提供理论依据。

非饱和土中球形孔扩张的弹塑性分析

在考虑土体体积变化的前提下,应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了非饱和土中球形孔扩张后,土体中应力、位移分布的解析解;并分析了超固结比对结果的影响。其结论可为非饱和土地区的沉桩、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。

非饱和土中考虑沉桩扩孔速度影响的半球形孔扩张弹塑性分析

考虑沉桩速度的影响,以弹塑性交界面处单元体的运动情况作为参考标准,将区域内任何一点的应力、位移描述成塑性区半径R和扩张后土体单元距孔心的距离r的函数。采用小变形理论求解出r处的径向扩张速度与弹塑性交界面的径向扩张速度之比V应满足的关系式,其中后者的扩张速度认为由两部分组成:一部分是由于扩张本身而产生的位移速度;另一部分是由于扩张引起的变形导致土体连续进入塑性状态而产生的附加速度。最后,结合扩孔速度的已知条件推导出沉桩后桩周土体塑性区、破坏区范围,而整个土体范围内应力、位移表达式形式仍与已有相关研究中一样。该研究成果可为非饱和土地区的动力打桩和夯扩桩等工程问题提供一定的理论依据。

基于上限定理的边坡横向条分稳定计算

基于塑性极限分析上限定理的基本原理,结合传统的边坡稳定性计算方法,提出了边坡稳定性分析的横向条分计算模型。根据相关联流动法则和变形协调条件,通过外力功率与塑性变形区内部能量耗损率相等的条件,建立了虚功率方程,利用强度折减得到了边坡稳定性计算表达式。以某一工程为实例,进行了稳定性分析计算,并与不平衡推力法以及极限分析竖向条分方法的计算结果进行了比较,计算结果说明了所提方法的正确性和有效性。

沉桩扩孔速度对非饱和土中柱形扩孔挤土效应的影响

以柱形孔扩张模型模拟沉桩过程,推导出考虑速度因素时桩周土体的位移、应力解析解。以弹塑性交界面处单元体的运动情况作为参考标准,将区域内任何一点的应力、位移描述成塑性区半径和扩张后土体单元距孔心的距离函数。采用小变形理论求解出r处的径向扩张速度与弹塑性交界面的径向扩张速度之比应满足的关系式。最后结合沉桩扩孔速度的已知条件推导出沉桩后桩周土体塑性区、破坏区的范围。整个土体范围内应力、位移表达式形式仍与不考虑沉桩扩孔速度因素时一样。对比分析表明:相同桩径条件下,随着沉桩扩孔速度的增加,沉桩影响范围也越来越大;随着桩径的增加,沉桩影响范围受沉桩扩孔速度的影响程度则降低。此外,相应于一定的桩径存在一个临界速度,当沉桩扩孔速度大于临界速度时,需要考虑速度因素;小于临界速度时不考虑则是偏于安全的。本文的研究成果主要适合于软土。

CFRP约束混凝土圆柱轴心受压力学性能分析

采用基于非相关联流动法则的混凝土Drucker-Prager模型,对碳纤维增强复合材料(CFRP)约束混凝土圆柱的轴压受力性能进行了非线性有限元计算,分析了CFRP厚度、CFRP缠绕角度和混凝土强度3种因素对柱轴压力学性能的影响。结果表明:采用非相关联流动法则计算得到的数值结果与试验结果吻合良好;随CFRP厚度增加,柱的极限压应力和压应变均增大;CFRP环向缠绕比成角度缠绕的混凝土柱能获得更大的极限压应力;混凝土强度越低,CFRP的约束效率越高。

市场营销学内容汲取方法的几点思考

随着市场经济的迅速发展，市场营销教学研究滞后与企业实践率先总结的矛盾愈加显著。市场营销教学内容的研究方法，已由教材中的原理介绍、简单复述过渡到市场营销学内容汲取于社会市场，对引进的基本原理作复合式吸收，突出现代市场营销课题的应用性的特点。

基于双剪统一强度理论应变退化模型的隧道结构稳定性分析

论文基于双剪统一强度准则应变软化模型对圆形隧道稳定性的分析,提出一种简单的数值计算方法来对围岩进行弹塑性分析。该文采用差分法,基于广义形式的双剪应力屈服准则,并采用相关联流动法则,建立本构方程。对于应变软化模型,该文选定塑性应变增量作为软化参数,并且假设强度参数随软化参数成线性函数关系。弹性区的解答引用拉梅解答,而求解塑性区的解答时,将塑性区分成很多微元圆环,并假设每个圆环的径向应力?r沿半径向内均匀递减;其次,建立每个微元圆环的平衡微分方程、本构方程、几何方程及相邻两微元之间的应力增量和应变增量的关系。从弹塑性交界面处的塑性区最外一个圆环开始,求解出每一个微元圆环的解答。并且利用MATLAB进行编程求解出最终的结果:应力场、应变场、径向位移场的数值解。此外还分析讨论了中间主应力影响系数b、软化参数临界值η*对解答的影响,并分析了影响塑性区半径的因素。

岩石(体)应力扩容试验及本构进展研究

对目前国内外岩石(体)应力扩容机制的室内试验及本构模型研究进行了系统的分析与总结,得到以下结论:描述应力作用对岩石体积膨胀的影响,可用峰前扩容,峰后碎胀来定义;在加载、卸载两种情况下岩石(体)均可产生扩容,但后者的扩容变形要大于前者;围压或中间主应力对扩容具有抑制作用;岩石本构中要采用不相关联流动法则,且能体现扩容特性。此外,还指出了目前研究中存在的问题,强调了相关扩容研究的重要性。

考虑剪胀系数影响的土质边坡强度反分析

普通边坡土体强度参数的反演一般只需考虑粘聚力c与内摩擦角φ的影响,但当边坡土体不满足相关联流动法则时,则需考虑剪胀系数η的影响。文中在明确滑动面方程与边坡强度参数之间关系的基础上,基于塑性力学的机动方法,在对数螺旋线的破坏机构下,建立了安全系数Fs的隐函数表达式,并由此建立了η与边坡滑动面深度D的关系;通过选取滑坡体的不同断面进行分析,建立了关于c、φ及η的三组方程表达式,采用序列二次规划方法进行优化后,对边坡的粘聚力、内摩擦角及剪胀系数进行求解。

三维主应力条件下隧道应变软化围岩弹塑性解

为探究隧道在三维主应力作用下的围岩应变及位移,将塑性区内相等的径向应力增量划分为有限个相同数量的同心圆环,通过平衡微分方程和差分进化算法,利用三维H-B屈服准则确定每一环的应力。基于求解的应力和相关联流动法则可以获得塑性区的塑性应变及位移。将计算结果与有限元软件的数值模拟结果进行对比验证其可靠性。结果表明,笔者所建立的三维主应力条件下隧道应变软化围岩弹塑性解是一种可以同时求解3个主应力及位移数值解的新方法,且与数值模拟结果拟合良好,证明了该方法的可靠性与准确性。相对于二维平面应变假设,该方法更好地考虑了岩体三维主应力状态下的应力应变关系,对复杂岩层条件下的隧道围岩稳定性分析具有重要参考价值。