基于Winkler地基的仰(俯)采采场顶板破断分析

基于Winkler地基假设,分析了仰(俯)采采场顶板破断机理,建立了仰(俯)采基本顶初次来压和周期来压的力学模型。运用ANSYS数值模拟软件对仰(俯)采采场顶板围岩应力分布进行数值模拟。通过理论分析、数值模拟和实例分析表明,仰斜开采和俯斜开采的初次来压步距相同,但由于基本顶的断裂位置不同导致仰采的来压强度大于俯采的来压强度。其次,由于基本顶上的最大拉应力大小不等,导致仰采的周期来压步距小于俯采。与俯采相比,仰采的围岩活动剧烈,矿压显现程度严重。但俯采工作面上覆岩层垂直压应力大于仰采,俯采工作面的超前支承应力也大于仰采。综合分析,得出俯斜开采比仰斜开采优越。

接触面法—切向应力非线性分布的梯形渠道冻胀力学模型

针对开放系统下的寒区梯形渠道,考虑衬砌各点地下水补给条件的横向差异提出非线性分布法向冻胀力的计算方法,通过引入冻土与衬砌接触界面切向相互作用的Winkler假设导出非线性分布切向冻结力的计算方法,进而构建接触面法-切向应力非线性分布的梯形渠道冻胀力学模型。以塔里木灌区某梯形渠道为例,分析了不同地下水埋深w对各截面弯矩的影响规律。结果表明:地下水埋深越浅,则衬砌板截面弯矩分布的不均匀性越强,最大弯矩的量值迅速呈非线性增大,坡板危险截面位置约在距坡脚30%~42%坡板长处,底板危险截面在渠底中部附近,与调查结果相符。同时分析了顶盖板约束下不同接触面切向刚度(k_(p))对各截面切向位移及切向冻结力分布的影响规律。结果表明:切向位移及切向冻结力均自坡顶向坡脚处逐渐增大,在坡顶处为零,在坡脚处达到最大值。k_(p)较小时,截面切向位移及切向冻结力趋于线性分布;随着k_(p)的增大,两者逐渐偏离线性分布,且k_(p)越大两者非线性分布越明显。研究结果可为寒区梯形衬砌渠道抗冻设计提供参考。

埋地油气管道局部悬空的强度和稳定性验算

基于Winkler假设的弹性地基梁理论,建立了埋地油气管道在发生地基土塌陷时管道与土相互作用的力学模型。结合局部悬空的埋地油气管道的实际运行状态分析了管道的应力状态,得出了实际运行状态时埋地油气管道的强度和稳定性验算公式以及埋地油气管道局部悬空的最大悬空长度计算方法。

加固膨胀土路堑边坡中框架梁的内力计算

锚杆框架梁是一种较好的加固膨胀土路堑边坡方式,但其设计理论依据仍不统一,未形成成熟的规范,多依靠工程经验。Winkler地基梁和半无限弹性体理论被用来计算框架梁的内力,在Winkler假设的前提下,着重分析了现浇梁和预制梁在不同长度条件下的内力分布。结果表明:框架梁的设计完全依据膨胀力是欠合理的,建议采用Winkler地基梁和半无限弹性体理论计算框架梁的内力,并结合工程实例,提出了相关的建议。

水泥土深层搅拌桩测试方法和计算原理

针对水泥土深层搅拌复合地基载荷试验中载荷板经常和单桩处理面积不同的问题 ,通过分析复合地基承载受力情况 ,采用 Winkler假设和引入 Winkler系数进行适当运算的方法 ,可以很好地解决该类问题。最后 ,用实例说明这一思路在实际工作中是可行的。

基于ANSYS二次开发的埋地管道应力分析软件及实现

利用ANSYS软件的力学分析模块对埋地管道进行应力分析,存在建模过程不直观、分析效率低等问题。基于Winkler弹性地基梁理论,建立了埋地管道应力分析的模型,将其应用到VC对ANSYS软件的二次开发中,确定了建模的土弹簧理论计算公式。针对VC对ANSYS二次开发中关键的接口问题,运用参数化建模的方法建立了埋地管道应力分析模型,并对整个建模过程进行了封装。阐述了ANSYS的二次开发原理和基于参数化设计语言APDL程序的二次开发方法,并介绍了程序的具体封装过程和调用方法。应用结果表明:该软件便于操作,且提高了埋地管道应力校核效率。