大倾角煤层长壁开采围岩宏观应力拱壳分析

基于大倾角煤层开采物理相似材料模拟、数值模拟结果,分析了围岩宏观应力拱壳的力学特征,认为应力拱壳是开采扰动破坏原岩应力平衡后,围岩在自组织作用下形成的起主要承载作用的高应力形态,是在某一强度准则下强度包络线的空间展布形态,具有几何形态非对称性和应力分布非均匀性。据此,建立了应力拱壳分析模型和坐标系统,推导出宏观应力拱壳的形态方程,给出应力拱壳的稳定性判别准则,其失稳关键部位失稳主要有壳顶拉伸破坏失稳、壳肩压剪破坏失稳、壳基复合失稳3种形式,根据应力拱壳关键部位失稳过程可将应力拱壳的失稳分为"壳基-壳顶(壳肩)"失稳模式和"壳顶(壳肩)-壳基"失稳模式。

单轴压缩载荷下夹层梁结构屈曲及皱曲模拟研究

泡沫夹层结构以其较高的比刚度及比强度特性在航空航天等领域具有巨大的应用潜力,但当夹层结构作为主承力部件承压时可能带来复杂的屈曲及皱曲稳定性问题。文章基于有限元分析软件Ansys,建立了铝面板泡沫夹层梁结构的二维有限元模型,研究了夹层梁结构在单轴压缩载荷下结构临界失稳载荷与屈曲失效模态的内在关系,并分析了芯材厚度、芯材弹性模量等参数对夹层结构稳定性的影响规律。研究结果表明:芯材-面板的厚度比及弹性模量比对夹层结构的屈曲失效模态具有决定性作用,增加芯材厚度及选用较高弹性模量的芯材,可有效提高泡沫夹层结构的临界失稳载荷,文中研究结果可为泡沫夹层结构的优化设计及工程应用提供理论依据。

盾构隧道开挖面稳定性数值模拟研究综述

土压平衡盾构维持开挖面稳定的关键是土舱内的压力和地层水土压力平衡。为获得便于工程应用的计算极限支护力的方法,针对极限支护力的影响因素及确定进行总结。通过总结国内外学者关于开挖面稳定性分析的成果,从本构模型选择、土体失稳模式、渗流作用及极限支护力的确定展开研究。研究得出本构模型对开挖面失稳区域有影响;通过对前人研究的结果分析,证实了数值模拟方法进行隧道开挖面稳定性分析的可行性,目前数值模拟方法多用于定性的评价,需从本构模型、参数选择等维度进一步提高数值模拟结果精度。分析结果为完善开挖面稳性数值模拟提供了有益方向。

波浪荷载作用下插入式钢圆筒稳定性的离心模型试验研究

插入式钢圆筒结构作为新型水工结构被广泛应用于人工岛的建设中。较大的波浪荷载会威胁钢圆筒的施工期稳定,由于钢圆筒结构承受着土压力、波浪荷载的多重作用,常规的模型试验无法说明其工作机理,而土工离心模型试验可通过改变重力加速度达到结构和土体同步缩尺的目的,是岩土工程中最可靠的试验方式。依托深中通道西人工岛的钢圆筒工程,开展了离心模型试验,明确了波浪荷载作用下插入式钢圆筒结构的变位特点、土压力和筒身拉应变等特征值的分布特性。研究表明:在波浪荷载下钢圆筒的失稳模式主要为倾覆破坏,而非整体平移;无论是在筒壁处还是在土中,海侧的土压力逐渐减小,陆侧的土压力逐渐增加,且陆侧土压力大于海侧;筒体中心线处的环向拉应变,随筒深的增加逐渐增大,在筒底位置达到最大值,陆侧处则筒体上部的最大。

尼尔森体系系杆拱桥稳定性分析

尼尔森体系拱桥本身结构复杂,影响其稳定性的因素很多。该文通过建立空间有限元模型,对影响该体系稳定性的因素做了分析对比,给出各构件对稳定性的影响,总结得出一般性的结论,为该体系桥梁提供结构设计和稳定性分析依据。

波浪荷载下沉箱式防波堤失稳模式及稳定性分析

沉箱式防波堤作为一种典型的防波堤结构型式,应用非常广泛。本文依托工程实例,利用ABAQUS有限元软件建立沉箱结构-地基相互作用的三维弹塑性有限元模型,逐级施加波浪荷载,根据沉箱式防波堤的结构特点,提出此种结构稳定性分析的两种判别标准,研究砂土地基上重力式沉箱式防波堤的稳定性与失稳破坏模式分析方法。研究表明:针对本工程,在设计波浪力以内,结构的位移很小,处于弹性状态,结构是稳定的;在波浪荷载作用下沉箱式防波堤发生倾覆破坏,失稳模式为绕沉箱底面以下中轴线偏右某点发生转动失稳。