强降雨作用下的浅层滑坡稳定性分析

根据实测和室内物理力学试验结果以及工程实践,研究强降雨作用下浅层滑坡稳定性系数与滑面带抗剪强度指标及滑体饱水面积比三者的关系,建立其数理统计相关式。依据建立的数理统计相关式,对采用不分离接触弹塑性有限元强度折减算法分析强降雨作用下浅层滑坡稳定性的难处进行初步探讨。结果表明:首先,可以利用建立的数理统计相关式,选择不同滑体饱水面积比求出强降雨时滑面带的等效抗剪强度指标,作为不分离接触弹塑性有限元强度折减算法中滑面带上接触单元的抗剪强度指标;然后,采用该算法分析强降雨作用下的浅层滑坡稳定性,通过建立的数理统计相关式计算滑坡的稳定性系数,为该类型浅层滑坡稳定性分析和较准确地预报提供更加可靠和充分的依据。研究结果揭示了强降雨对浅层滑坡变形解体和破坏的作用机理,表明强降雨是诱发浅层滑坡的最关键因素。

岩体离层对锚固体荷载影响的弹塑性分析

巷道围岩由于变形不协调而产生离层,离层对锚杆产生附加应力。在已有弹性分析的基础上,根据岩层相对移动时拉拔载荷对锚杆的作用机制,建立了离层进一步扩展、锚固体界面进入弹塑性阶段的锚杆受力模型。通过选取二阶段线性函数剪切滑移模型,确定了离层左右两侧的滑移范围,并得出锚固体的应力分布形式。总结出离层作用下锚固体的受力过程一般分为4个阶段:弹性阶段、单侧进入弹塑性阶段、离层两侧均进入弹塑性阶段和一侧全部滑移、另一侧滑移范围增大阶段。通过对不同离层值和离层位置的参数分析得出:在相同离层位置条件下,离层值越大,离层对锚杆产生的附加应力就越大;在相同离层值条件下,弹塑性阶段基本趋势和弹性阶段相同,表现为锚杆中心处应力最小,越靠近边缘离层产生的附加应力越大。

一种洞室围岩强度参数的反演方法及其验证

详细分析反演强度参数的惟一性,提出其存在3个层面的多值性问题:(1)实测位移同时与弹性参数及强度参数有关;(2)塑性软化时的应力–应变关系存在多值性;(3)强度参数c,?的不同组合会使围岩某单元发生相同的塑性变形。针对这3个问题,通过假定围岩是理想弹塑性介质,利用现场实测手段将围岩位移进行弹、塑性分离,并在优化方法中考虑强度参数的内在作用机制,而且提出"塑性变形非协调性"的概念;从而探索解决强度参数反演惟一性的新途径,并利用"理想量测位移"检验新方法的可行性。最后采用数值试验方法开展强度参数反演可靠性研究,结果表明所提反演分析方法的精度与稳定性均较好,且不存在初值敏感性问题。

机床支撑地脚结合部法向粗糙接触建模

基于对起伏和凹凸不平的表面微观几何学形貌统计分析,考查衡量微接触点的2个弹塑性变形区域,建立机床支撑地脚结合部的实际接触面积、法向接触负载与法向接触刚度的理论解.该理论解综合考虑了材料的弹性、弹塑性与塑性变形规制.计算及分析结果显示:地脚结合部的实际接触面积、法向接触负载和法向接触刚度均随着混凝土地坪与标准平板之间间距的减少而增长,但随着塑性指数的扩大而上升.微接触点高度的概率密度关乎结合部法向接触参数的程度最大.通过有限元仿真对地脚结合部法向接触参数辨识结果进行验证,计及地脚参数的有限元模型得到的谐响应分析和法向接触刚度结果与试验结果一致.结合部法向接触参数的理论考究以及仿真分析为粗糙表面接触特性的扩展探索奠定了基础.

激光冲击下CoCrFeMnNi高熵合金微观塑性变形的分子动力学模拟

激光冲击强化技术可以有效地提高材料的疲劳寿命,被广泛应用于航空航天领域.CoCrFeMnNi高熵合金作为一种经典的高熵合金体系,研究其激光冲击强化后的微观组织变化以及冲击动态响应对该材料未来在航空航天领域中的应用具有重要意义.采用分子动力学方法,对CoCrFeMnNi高熵合金进行了冲击模拟,发现冲击时弹、塑性双波分离现象以及微结构演化具有明显的取向相关性.沿[100]方向进行冲击时未出现双波分离结构,并且塑性变形过程中会产生中间相;而沿[110]与[111]方向冲击时产生了双波分离结构,并且受冲击区域存在大量的层错以及无序结构,高位错密度是产生无序结构的重要原因.双波分离现象与可开动滑移系个数有关,而沿不同取向冲击时的Hugoniot弹性极限和发生塑性变形的临界冲击速度与其可开动滑移系的Schmid因子大小有关.此外,冲击诱导了梯度位错结构的产生,位错密度沿冲击深度先增加后减小,在沿原子密排方向冲击时产生了更高的位错密度.冲击之后在模型两侧存在残余压应力,芯部为残余拉应力,残余应力的大小具有明显的取向相关性.最后,与具有相同尺寸及取向的纯Ni进行对比,发现CoCrFeMnNi高熵合金在冲击过程中由于晶格畸变效应产生了较纯Ni更多的无序结构.

CoCrFeMnNi高熵合金冲击波响应与层裂强度的分子动力学研究

高熵合金未来有望应用于航空航天和深海探测等领域,并且不可避免地会受到极端冲击载荷作用,甚至会发生层裂.本文采用分子动力学(MD)方法,研究了CoCrFeMnNi单晶高熵合金冲击时的冲击波响应、层裂强度以及微观结构演化的取向相关性和冲击速度相关性.模拟结果表明,在沿[110]和[111]方向进行冲击时产生了弹塑性双波分离现象,且随着冲击速度的增加呈现出先增强后减弱的变化趋势,但在沿[100]方向冲击时未出现双波分离现象.在冲击过程中,大量无序结构产生且随冲击速度的增加而增加,使得层裂强度随冲击速度的增加而减小.此外,层裂强度也具有取向相关性.沿[100]方向冲击时产生了大量体心立方(BCC)中间相,抑制了层错以及无序结构的产生,使得[100]方向的层裂强度最高;层裂初期微孔洞形核区域无序结构含量大小关系的转变,使得[111]方向的层裂强度在冲击速度较低时(U_(p)≤0.9 km/s)大于[110]方向,而在冲击速度较大时(U_(p)≥1.2 km/s)略小于[111]方向.研究成果有望为CoCrFeMnNi高熵合金在极端冲击条件下的应用提供理论支撑和数据积累.