压剪作用下单一闭合裂纹起裂扩展研究

构建了压剪作用下单一闭合裂纹尖端应力场方程,应用最大周向应力准则分析了翼裂纹开裂角,侧压系数k对应力场和翼裂纹起裂扩展的影响,单轴压缩下裂纹倾角α对翼裂纹起裂应力的影响。通过单轴压缩试验及三轴文献数据对比验证了理论解的正确性。研究表明:开裂临界相对尺寸λ→0或裂纹倾角α→45°,T应力对翼裂纹开裂角的影响作用可以忽略;周向拉应力随侧压系数k的升高而降低,翼裂纹起裂所需轴向应力增大;围压对翼裂纹的扩展存在抑制作用,且裂纹面有效剪应力大于0时抑制作用更强;试验观察到预制裂纹尖端出现翼裂纹和少量的反翼裂纹和共面剪切裂纹,翼裂纹的开裂角在预测值附近上下波动;单轴压缩,翼裂纹起裂应力随裂纹倾角的增大而增大;三轴压缩,翼裂纹起裂应力随侧压系数的增大而增大,与模型预测的变化关系具有一致性。

死料柱状态对炉缸铁水环流及侧壁剪切应力的影响

采用数值模拟方法对不同死料柱状态下炉缸内的铁水流动特征进行解析,研究了死料柱的空隙度、中心恶化程度及位置对铁水环流及炉缸侧壁剪切应力分布的影响.结果表明:不同死料柱状态下,高炉炉缸侧壁的最大剪切应力均位于铁口平面下方1.5 m附近,铁口平面下方0°~20°的周向区域内炉缸侧壁剪切应力较大;当死料柱空隙度由0.2增至0.4时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.045 mPa降至6.530 mPa,死料柱空隙度的增加可有效增大铁水在炉缸内的流动空间,减缓铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀;当死料柱中心恶化区域占比由0.7增至0.9时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.492 mPa增至22.02 mPa,铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀加重;此外,死料柱浮起对减缓炉缸侧壁剪切应力无显著影响.因此,改善高炉原料和操作条件,提高死料柱空隙度和中心透液性,均能有效减缓铁水环流对炉缸侧壁的冲刷侵蚀,延长高炉寿命.

高轴压比下预制桥墩承插式连接力学行为试验研究

为研究高轴压比下预制桥墩承插式连接的力学行为,通过轴压性能试验,研究连接的受力失效机制,明确影响连接轴压强度的关键设计参数,分析侧剪应力分布与极限值,提出承插式连接侧剪应力计算与墩柱承插深度设计方法。结果表明:采用墩柱表面粗糙化处理的承插式连接轴压强度满足桥墩设计荷载要求;承插式连接轴压强度随墩柱承插深度的增大而增大,且强度增量与承插深度增量呈近似线性关系;承插式连接有效承插深度为总承插深度的2/3,且在有效承插深度内,侧剪应力呈均布状态;随着墩柱表面粗糙度的增大,承插式连接的极限侧剪应力得到显著提升,但当墩柱表面粗糙程度达到6 mm以上时,极限侧剪应力不再提升;根据试验与理论分析结果,提出波纹型墩柱表面极限侧剪应力及满足轴向承载力要求的承插深度计算公式。

基于DMT的软黏土不排水抗剪强度研究

统计国内外基于扁铲侧胀试验(The Flate Dilatometer Test,简称DMT)计算土体不排水抗剪强度的经验计算公式,并与所勘测地区实测值进行比较,根据分析结果提出了一种修正方法。结果表明,土壤性质差异造成具有代表性的经验计算公式计算结果偏大,不适用于计算所勘测地区的软土不排水抗剪强度。考虑土壤差异等因素,对之前的经验计算公式进行修正,修正后的公式计算结果与实测结果相似,说明此公式适用于评价所勘测地区的软土不排水抗剪强度。

巷道两帮煤岩体电磁辐射信号差异分析

根据平煤集团十一矿己二采区煤层具有弱冲击倾向性和属于中等冲击危险采区这一事实,采用电磁辐射预测预报冲击矿压技术,对该采区掘进巷道进行了冲击危险性预测预报,通过对监测到的电磁辐射信号进行分析,得出沿煤层走向掘进巷道的两帮电磁辐射信号存在较大差异这一结论.通过对巷道两帮电磁辐射信号来源、发生机理以及巷道两帮煤体受力情况进行分析,找出了巷道两帮电磁辐射信号有较大差异的原因和影响因素,根据该项技术分析以及所得出的结论,可通过分析冲击矿压危险巷道的地质条件提前对巷道两帮的冲击危险性作出初步对比判断,从而节约冲击矿压防治成本,促进煤矿安全高效生产.

岭澳核电三期强风化角岩边坡岩体直剪试验研究

采用堆载法进行天然状态与饱和状态下强风化角岩边坡岩体的现场直接剪切试验,获得不同正应力水平下剪切应力-剪切变形关系曲线和剪切强度参数,对其剪切应力-剪切变形关系曲线特征和不同正应力作用下剪应力随正应力的变化规律以及水-力耦合作用对剪切强度与变形特性影响进行了分析。试验结果表明:岩体峰值剪切强度和屈服剪切强度均随正应力的增大而增大;天然状态和饱水状态下剪应力随不同正应力的变化趋势基本相同;岩体剪切强度随含水率的增大而减小,在低法向应力下尤其敏感;水对岩体强度参数中黏聚力c的弱化作用更加明显,同时加大了岩体变形量,延长了岩体变形过程;通过现场直剪试验测得的法向变形可以估算岩体的压缩模量,为边坡稳定性分析提供参数。

两边连接屈曲约束钢板墙的承载力和刚度计算

在屈曲约束钢板墙受力机理研究的基础上,利用理论分析方法对两边连接屈曲约束钢板墙的屈服承载力和初始刚度进行了研究,提出了屈服承载力和初始刚度的计算公式,分析得到了钢板墙横截面剪应力不均匀分布系数的变化范围并给出了建议计算公式和取值。利用建议计算公式对不同高度和不同宽度的两边连接屈曲约束钢板墙进行了计算分析,并与有限元方法和已有公式的计算结果进行了对比验证。对比表明本文建议计算公式相比其他公式形式简单,计算方便,具有更高的精度。

侧面角焊缝连接轴心受力板件的剪切滞后模型及设计建议

部分连接钢构件由于存在剪切滞后现象,截面强度不能充分发挥,在设计中应予以足够重视.针对侧面角焊缝连接轴心受力板件,基于应力扩散概念,建立弹性和弹塑性剪切滞后模型,并借助有限元分析软件以及应力扩散角的计算可较为准确地获得危险截面上的正应力分布.通过与国外相关标准、试验数据进行对比分析,结合危险截面的塑性区范围,提出了剪切滞后系数的实用计算公式,以便工程设计应用.

胶结层含石英砂的黏钢加固混凝土界面黏结滑移本构关系研究

分别以石英砂掺入量不同的结构胶为黏结剂,制备多组黏钢加固混凝土试件,通过对所制试件进行双面剪切试验,得到各组试件的破坏模式、界面承载力以及不同荷载水平下钢板表面的应变分布。针对试验结果展开理论分析,在考虑钢板、混凝土构件宽度比以及混凝土抗拉强度等因素的基础上,对Nakaba黏结滑移模型进行修正,获得更适用于胶结层含石英砂的钢板-混凝土界面黏结滑移本构关系分析模型。

地震作用下顺倾岩体边坡锚固界面剪切作用分析

基于FLAC 3D软件,尝试修正的cable单元建立全长黏结锚杆锚固顺倾岩体边坡数值分析模型,改进剪应力提取方法,分别模拟分析了锚杆-注浆体界面上和注浆体-岩体界面上的剪切作用及其演化。研究发现:注浆体-岩体界面上比杆体-注浆体界面上的剪应力小得多,且均以锚杆上的中性点为界方向相反,分布很不均匀,中性点附近大,锚杆两端小,随边坡地震响应增强锚固界面脱粘并向锚杆两端发展,直至全部脱粘致使锚固破坏。获得了地震波作用下边坡两锚固界面上剪应力及其分布和脱粘破坏过程,揭示了锚固界面上的剪切相互作用和锚固破坏机制,并得到了试验印证。为边坡锚固设计和施工提供了参考。

搭接接头侧面角焊缝中的剪应力

依据受力与变形理论,较为精确地给出了搭接接头侧面角焊缝中的剪应力分布规律。

土基边坡稳定性分析及判别

分析了土基内部的应力分布情况 ,从土的抗剪强度的角度 ,依据应力圆与抗剪强度线的关系 ,给出了土基边坡稳定时所需满足的条件。

矿山边坡稳定性的弹性分析

利用弹性力学理论分析法，给出在自重应力作用下的矿山边坡内最大剪应力作用面的分布规律和最大剪应力迹线，为分析边坡稳定性提供了一定的理论依据。

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。

双面叠合剪力墙叶板连接形式对构件受力影响的分析

双面叠合剪力墙由两侧预制混凝土叶板和中间后浇混凝土叠合层组成,因其节省模板,减轻自重利于吊装,故应用前景广阔。传统叠合剪力墙一般使用桁架筋对两侧叶板拉结,但随着研究发展,三一筑工研发的SPCS体系叠合剪力墙开始采用预制钢筋笼对叶板拉结。围绕这2种连接形式,采用通用有限元软件Abaqus进行建模分析,在2种轴压比下,提取应力云图和滞回曲线,根据计算结果分析不同叶板连接形式对构件受力造成的影响。

钢框架内填两边连接钢筋混凝土剪力墙有限元模型

对钢框架内填两边连接钢筋混凝土剪力墙的简化有限元模型进行了研究,探讨了在结构弹性内力分析中采用剪切膜单元模拟内填RC墙板的可行性。设计了3个平面钢框架内填两边连接RC剪力墙算例;对墙板分别采用平面应力单元和剪切膜单元建立了结构有限元模型,计算了结构弹性内力和变形;分析对比了2种有限元模型得出的墙板剪力、框架内力的差别;对比了2种有限元模型计算结果中墙板和框架的剪力占比,轴力占比及倾覆力矩占比。分析结果表明:用剪切膜单元模拟墙板剪力、结构变形是可行的;模拟出的框架内力误差较大;分析了墙板厚度和混凝土强度变化对2种有限元模型计算结果的影响,结果表明:剪切膜单元模拟结果对墙板厚度和墙板混凝土强度的改变不敏感。

钢结构主次梁连接节点的设计

与其它结构材料相比,钢结构具有良好力学性能以及容易加工等一系列优点,这使它在现代厂房及操作平台等工业建筑中倍受青睐,其节点设计的安全性显得非常重要。文章运用极限状态设计法,从各个方面深入分析考虑节点的安全性,有一定的创见性。

侧围外板转角深拉伸起皱缺陷研究

侧围外板转角深拉伸成形过程复杂,起皱缺陷影响因素较多,通过理论和autoform软件仿真分析发现转角法兰起皱主要是两直角区域A、C和圆角区域B材料流入量不均衡导致的压应力失稳,可采用分时序降低冲压瞬时板料成形接触长度厶来提高板料受到的临界压应力值;转角侧壁起皱的主要原因是压料面深度不够造成的侧壁剪切应力失稳,可通过增大压边圈行程来提高侧壁拉伸中的刚性。

两边连接屈曲约束钢板剪力墙受力机理与等效支撑模型

采用理论分析和有限元方法,针对两边连接屈曲约束钢板剪力墙的受力机理和传力规律进行研究。提出了钢板墙边缘约束区的概念并确定了边缘约束区的宽度,分析了钢板墙的屈服形状、钢板墙内各部分应力流的分布规律和钢板墙与梁连接处的受力特点等。在此基础上提出了两边连接屈曲约束钢板剪力墙等效支撑模型,对不同尺寸、不同层数的框架-屈曲约束钢板剪力墙结构和框架-等效支撑结构在水平荷载作用下的力学性能进行分析,并对两种结构的荷载-位移曲线进行了对比。分析表明,所提出的等效支撑模型在结构刚度和承载力方面具有较好的准确性,无论是单调加载还是反复加载均能准确地模拟两边连接屈曲约束钢板剪力墙结构的受力行为。

一种客车侧窗的粘接强度校核方法

为了对复杂应力状态下的客车侧窗粘接结构进行强度校核,提出一种基于粘接面法向正应力和切向剪应力的粘接强度校核方法。采用有限元方法在客车行驶的扭转工况下对侧窗胶黏剂进行强度分析,获得胶黏剂单元的实际应力,并通过客车侧窗的局部结构试验进行验证;采用胶黏剂Bostik-ISR 7008设计了1组搭接接头、对接接头和不同粘接角度的嵌接接头,分别在80℃、25℃和-40℃下对粘接接头进行轴向拉伸试验,获得接头破坏时的拉力,建立了一个基于粘接面法向正应力与切向剪应力的失效准则,该失效准则可用一个二次多项式拟合而成;根据弹性力学力的平衡原理,将胶黏剂单元在全局坐标系下6个方向的应力分量转换简化成粘接面法向正应力和切向剪应力的形式,采用失效准则对侧窗胶黏剂的实际应力进行强度校核,计算胶黏剂单元的安全系数,并进行了统计分析,整个过程通过编写FORTRAN程序自动实现。结果表明:胶黏剂的粘接强度随着温度的升高而降低,客车侧窗胶黏剂的安全系数主要集中在大于30的范围;在考虑温度对粘接强度影响的情况下,该客车侧窗的粘接结构是安全的,且存在很大的优化空间。