基于拉断破坏的加筋土挡墙土压力分析

通过考虑拉筋存在的影响,应用准粘聚力理论和库仑理论,提出了拉断破坏形式的加筋土挡墙墙背土压力计算公式。研究结果发现:拉断破坏下的加筋土粘聚力具有了增量,提出的加筋土挡墙墙背侧向土压力比经典土压力和变系数法都小,提出的加筋土挡墙侧向土压力都随拉筋垂直间距增加而增加,加筋土挡墙侧向土压力随拉筋抗拉强度增加而减小,与土工格栅加筋土挡墙试验数据基本一致。

基于拉断的Mohr–Coulomb破坏准则的钢筋混凝土框架柱倒塌失效模式研究

为研究钢筋混凝土框架柱塑性铰区的具体破坏形式,本文基于拉断的Mohr–Coulomb破坏准则提出了水平与竖向载荷共同作用下钢筋混凝土框架柱的五种倒塌失效模式,通过高宽比、轴压比等结构参数作为主要影响因素推导、界定了其中三种典型失效模式的发生条件、分布情况,并得知失效模式b是钢筋混凝土框架柱最常见的倒塌失效模式,最后通过文献试验结果验证了上述理论成果,为地震作用下钢筋混凝土框架柱侧移计算以及抗倒塌设计提供进一步的理论基础。

水平地震力作用下岩体破坏机理探究

基于摩尔库伦强度准则和波动理论对地震作用下岩体的破坏机理进行研究。结果表明:当埋深在一定范围内,水平地震作用下岩体的内聚力c和正应力σn与振动速度和埋深呈线性关系。当埋深一定时,振动速度越大c值越小;在振动速度增大的过程中岩体的应力状态由压应力逐渐转变为拉应力,且拉应力随振动速度的增大而增大;当振动速度一定时,岩体埋深越大c值越小;埋深越浅,拉应力越大,当埋深达到一定值时岩体就只在其弹性极限内振动而不产生破坏。

沉积岩中深部隧道围岩层状破坏模型

研究发现在岩体基本力学介质中,当沉积板状(层状)岩体的结构和性状符合某些特征时,其力学机理从总体上符合板壳结构的特征。根据这一结论,建立了沉积层状结构岩体隧道围岩破坏模型。采用该模型具体分析了深部直立沉积层状岩体中的地下工程围岩在其长度远大于直立高度的情况下岩体中的层状破裂问题。并根据地下结构失稳概率分析原理,建立了直立沉积层状围岩稳定的极限状态方程。

水平地震力作用下顺倾结构面对岩质边坡破坏影响分析

基于断裂理论和波动理论对水平地震力作用下对岩质边坡顺倾结构面的破坏建立了数学模型,在不考虑结构面填充物的影响下分析了结构面的长度、埋深及倾角在水平地震动力作用下对边坡破坏的影响。分析结果表明,当结构面埋深与长度h/L相差不大时,对于一定的水平地震加速度a,结构面埋深和长度越大,边坡在地震作用下越容易破坏;当结构面埋深和长度一定时,边坡破坏随着水平地震加速度的增大而增强。另外,结构面的倾角在增大过程中,岩体所受的拉应力逐渐增大,剪应力则表现为先增大,后减小。这是由于当结构面的埋深与长度一定时,随着倾角的增大,地震作用下边坡是从剪切破坏逐渐向拉张破坏过渡。该模型对地震作用时边坡稳定性分析具有一定的参考意义。

地冲击下新型脆断构件防护性能实验研究

为对地冲击作用下地下结构进行有效防护,提出一种泡沫混凝土材质的新型防护构件。与使用实心泡沫混凝土层的防护机理不同,本文中提出的构件在地冲击作用下,首先发生脆断破坏,然后破碎块体间搭接折断、挤压密实。通过构造设计,截断地冲击荷载,减弱荷载传递,改变被保护结构上的荷载形式。通过场地爆炸实验对比了不同防护措施下(无防护、实心泡沫混凝土层防护及新型构件防护)被保护结构的动力响应。实验结果表明:新型构件防护通过脆断、破碎块体的搭接、挤压密实表现出较实心泡沫混凝土层防护更好的防护效果;新型构件防护由于脆断特性,在较小荷载下即可显著削弱荷载传递,避免了实心泡沫混凝土层防护中负效果的出现;地冲击荷载较强时,构件防护层趋于压实,其防护效果逐渐接近实心泡沫混凝土层。

对两个材料力学问题的探讨

在材料力学中,对铸铁试件的轴向压缩破坏一般都认为破坏断面与杆件横截面成45°角;在材料的应力分析上,只对平面应力状态进行研究,对三角形单元的应力研究轻少。为此分别采用实验方法和分析法,对上述两个问题进行探讨。其实验结果是:铸铁试件的压缩破坏一般在55°左右,考虑内摩擦力的影响后,得到了很好的理论解释;而对三角形单元的应力分析,用应力圆法求解简单方便。对这两个问题的研究,将有助于材料力学的应用与发展。

基于准粘聚力理论的加筋土挡墙土压力分析

考虑拉筋存在的影响,对不同破坏形式下的加筋土强度理论进行探讨,应用准粘聚力理论,提出两种不同破坏形式的加筋土挡墙墙背土压力计算公式。研究结果表明:拉断破坏下的加筋土粘聚力具有增量;粘着破坏下的加筋土内摩擦角具有增量;所提出的加筋土挡墙墙背侧向土压力比经典土压力和变系数法都小;不管是拉断破坏,还是粘着破坏,加筋土挡墙侧向土压力都随拉筋垂直间距增加而增加;拉断破坏下,加筋土挡墙侧向土压力随拉筋抗拉强度增加而减小;与土工格栅加筋土挡墙试验数据基本一致,粘着破坏法比实测值大。

型钢混凝土临界保护层厚度研究

通过建立拉断破坏模型、剪切破坏模型和基于塑性极限分析的上限定理,经过理论推导得出型钢混凝土的临界保护层厚度,并将所得结果与试验值、规范规定值进行比较,从而为型钢混凝土的粘结滑移性能的研究提供了重要参考。

考虑间接作用影响的加筋土强度特性分析

对于加筋土强度的研究,多数研究者大都仅考虑加筋的直接作用,但还需考虑加筋的间接作用,若考虑间接加筋作用后,加筋土强度还会有很大提高。为此从间接加筋作用出发,仍将加筋土的破坏分为拉断破坏和黏着破坏,针对轴对称荷载下斜向布筋的加筋土三轴试样,认为试样处于极限平衡状态,通过改变间接作用范围内土的黏聚力大小,并通过内力分析,认为试样处于静力平衡状态,从而得到极限平衡条件下加筋土的大主应力表达式,再针对增大的黏聚力满布加筋作用范围、填料为砂土、加筋层与试样横截面夹角为零度及不考虑间接作用等情况做了详细讨论分析。结果表明:当间接加筋作用范围内土的黏聚力增大时,加筋土强度会有很大提高,当间接加筋作用满布加筋层的作用范围,则间接加筋作用会发挥到最大;当筋材与试样横截面夹角为零度时,加筋效果最佳;当考虑间接加筋作用时,加筋砂土也会表现出很高的似黏聚力;当不考虑间接加筋作用时,则强度表达式就变成通常情况下的加筋土强度表达式。

基于间接加筋作用的加筋土强度降低原因分析

为了进一步探索加筋土强度降低的原因,从间接加筋角度出发,通过考虑加筋的负面作用,得到了加筋作用影响范围内土体强度参数的劣化机理,由此推导出了拉断破坏和黏着破坏情形下的加筋土强度表达式,并对这两种强度表达式作了讨论分析。研究结果表明:①当加筋作用不足以弥补黏聚力与摩阻力的减少时,加筋土的强度会低于不加筋土的强度。②加筋土强度的降低程度与土-筋界面的渗透性、加筋材料在土中形成的夹层、加筋间距等有关。③在加筋土工程的设计中,应优化筋土比例,合理化加筋间距,改善土筋界面的透水性,使间接加筋作用发挥到最大,从而可以进一步提高加筋土的强度。

型钢再生混凝土柱保护层厚度力学分析

结合型钢再生混凝土受压柱的破坏特征以及再生混凝土的材料特性,根据板的弹塑性稳定理论,对型钢再生混凝土柱受压区再生混凝土保护层不发生失稳时的最小保护层厚度进行了理论推导;同时从再生混凝土保护层开裂的角度,依据力扩散原理和拉断破坏模型,分析了型钢再生混凝土临界开裂保护层厚度的计算方法。研究表明:型钢再生混凝土柱保护层厚度主要与再生混凝土强度等级、型钢再生混凝土柱高、型钢翼缘宽度、再生粗骨料取代率有关。

型钢混凝土临界保护层厚度研究

通过建立拉断破坏模型、剪切破坏模型和基于塑性极限分析的上限定理,经过理论推导得出型钢混凝土的临界保护层厚度,并将所得结果与试验值、规范规定值进行比较,本文为型钢混凝土的粘结滑移性能的研究提供了重要参考。