复杂条件下岩质边坡施工过程数值模拟

为研究基坑开挖时的变形、稳定性及对坡顶建筑物的影响,以实际工程为例,运用数值模拟分析方法,对含有软弱夹层的顺层岩质基坑边坡在直立开挖与支护过程中的位移场、应力场及对坡顶建筑物影响进行了动态模拟分析。研究结果表明:开挖过程中,岩体卸荷引起变形,支护结构可以限制变形的发展,开挖面处岩体失去原有限制发生卸荷回弹,使得边坡顶部和靠近开挖面处出现拉应力集中区,层状岩体的软弱夹层处会产生较大的剪应力,并随着开挖加深而增大;开挖后边坡顶部已建挡墙附近应力消散,坡顶产生不均匀沉降。     

长期贮存的固体发动机药柱脱粘界面裂纹分析

为了分析长期贮存的固体导弹发动机药柱脱粘层界面裂纹在燃气内压和轴向过载联合作用下的扩展情况,建立了发动机药柱在包覆层与推进剂之间脱粘的三维有限元计算模型,并于脱粘界面的裂纹尖端设置三维奇异裂纹元,模拟脱粘界面裂纹扩展。在包覆层与推进剂之间设置不同深度脱粘,计算了在燃气内压和轴向过载联合作用下不同贮存期、不同深度的界面裂纹尖端的应力强度因子,得到了界面裂纹应力强度因子随贮存时间、脱粘深度的变化规律,对长期贮存的固体发动机脱粘界面裂纹的扩展进行了分析。     

粘-弹层合板的阻尼振动和横向应力

应用混合分层理论在板的厚度方向取二次插值函数描述每个数值层内位移沿厚度方向的变化规律,采用三次和四次插值函数描述横向应力沿厚度方向的变化,推导出粘-弹层合板的动力学方程,并得出简支粘-弹层合板自由阻尼振动的解.数值结果不仅与三维结果吻合较好,且能够计算合理协调的横向应力.     

复合土钉支护的有限元分析

复合土钉支护是从土钉墙的基础上发展起来的,它在一定程度上克服了土钉墙的缺点,是一种应用更加广泛的基坑支护新技术。通过建立有限元模型模拟了水泥土桩复合土钉墙的分步开挖与支护的过程,比较了复合土钉支护与土钉支护在土体位移、地表沉降、基底隆起及超挖引起的破坏形态的不同,研究了复合土钉支护的作用机理。结果表明:复合土钉支护能够充分调动周围土体共同作用,更加有效的控制了基坑变形,其支护效果明显优于一般的土钉支护。     

单洞双层隧道围岩力学特性分析

单洞双层隧道作为一种新的隧道形式，不同于分离式隧道和连拱式隧道。利用ANSYS对单洞双层隧道和分离式隧道开挖后围岩的情况进行数值模拟，分析开挖后围岩的应力和位移变化情况、塑性区分布和安全系数，通过对比得出：在浅埋情况下两种隧道围岩应力和位移分布基本一致，地表沉降和分离式隧道相当；单洞双层隧道对围岩扰动深度较大，边墙是其薄弱部位，应力松弛明显，水平位移较大，塑性区水平方向分布较大。     

一种新的应变速率相关材料模型

本文对一种广泛应用于钢筋混凝土结构动力分析的速率相关材料模型进行讨论,在与准确的粘塑性模型对比基础上,指出了其理论上错误和数值计算的误差。     

基于Mohr—Coulomb准则深埋球形洞室的弹塑性分析

基于岩体力学中关于深埋圆形洞室的假设和Mohr-Coulomb准则,推导了深埋球形洞室开挖后应力弹性分布、塑性分布和塑性区半径的公式.并用所得到的公式与圆形洞室进行了比较.算例表明,在相同荷载、岩体强度参数和几何尺寸的前提下,球形洞室的受力比圆形洞室合理.     

悬臂式围护桩受力性状与内力传递特征试验

为研究悬臂式围护桩结构的内力、弯矩、位移和嵌固段的变化规律及特点,结合西宁火车站综合改造工程,对该深基坑支护结构在不同开挖工况条件下悬臂桩的受力性状与内力传递特征进行现场动态测试试验。试验结果表明:悬臂桩的受力特征与理论值有所差异,在实际设计中可对其在配筋方式、混凝土强度设计、嵌固段长度等方面进行优化。试验结果可以有效优化桩身设计,为复杂基坑在开挖过程中的支护结构受力及变形提供参考性依据。     

压剪加载下炸药装药中剪切带形成与发展模型

研究了在压剪加载下炸药这类粘塑性介质中剪切带的形成与发展。提出了一种反映炸药装药中剪切带形成和发展的计算方法,并分析了剪切带发展变化特性与炸药起爆的关系     

边坡稳定的粘塑性有限元分析

本文采用粘塑性应变法,对边坡稳定进行了有限元计算分析。分析讨论了土的内摩擦角及粘结力对边坡安全系数的影响,得出了变化规律,通过计划可知,安全系数随机摩擦角和粘结力的增大而增大,且几乎呈线性关系。     

流变围岩的特征曲线

本文应用非线性粘弹性模型,对围岩特征曲线随时间的变化进行了有限元计算分析,并对初始模量,强度围压比的影响,以及岩石破坏后特征,强度载荷速度效应与围岩特征曲线之间的相互关联进行了讨论,另外,针对弹性支护的情况,通过支护反应曲线的计算,对围岩特征曲线与支护反力曲线之间的相互关系进行了讨论和分析,本文所用的非线性粘弹性模型,能够较好地再现岩石的应力－应变曲线,应用能够描述应变软化（屈服和破坏）和非线性粘     

两种粘弹塑性材料中Ⅲ型界面裂纹的断裂特性分析

将Dugdale Barenblatt模型推广应用于两种粘弹塑性材料之间裂纹问题的分析 ,对沿切向具有跳跃边界条件的边值问题的控制方程进行富里叶变换 ,然后用逐段定积分变换方法 ,将该边值问题转化为奇异积分方程组。解方程后计算了裂纹尖端塑性区尺寸及裂纹尖端张开位移COD ,给出了应变能释放率算式。结果表明 ,裂纹尖端塑性区尺寸和COD均决定于两种材料的最小屈服极限τs,COD随时间的增长而作先快后慢的增长     

动态应力条件下全煤巷道锚杆支护技术探讨

1 概况 使用锚杆支护可以降低支护费用,改善巷道的支护效果,减少巷道维修量,初期投资小,资金占用少,降低成本,提高工效。在国内,锚杆支护的应用都是在围岩稳定条件下取得成功,对于动态应力情况下的全煤巷道,使用锚杆支护还没有成功经验,对此西安科技学院与原灵州集团公司组成科研小组,对全煤巷道情况下的锚杆支护理论进行了研究,试验取得了成功,现对这次试验进行技术总结。     

地下工程预备口开挖的静力有限元分析

预备口对提高地下工程的生存能力有着重要影响,针对其特殊构造形式,运用有限元软件ANSYS进行三维数值模拟,分析预备口开挖过程中围岩应力和变形的分布规律。开挖过程中,围岩应力及时释放并重新分布,拱顶下沉变形最大,侧墙中点横向变形较明显;侧墙与底板交界处应力集中,预留掌子面处应力和轴向变形较其他断面要弱。为今后的施工提供借鉴。为今后的施工提供借鉴。     

三维均匀化理论预测多孔混凝土等效弹性模量

应用多尺度渐进展开的均匀化理论,推导三维均匀化理论的有限元解法,求解复合材料等效弹性系数。假设多孔混凝土由光滑均匀一致的球孔与水泥石基质组成,提出改进的随机投放方法,生成三维均匀化理论求解的随机单胞模型。以聚苯乙烯泡沫(EPS)混凝土为数值算例,生成6组不同体积分数的EPS混凝土随机单胞模型,通过三维均匀化理论的有限元法计算得到其等效弹性模量。计算结果表明:随机单胞模型能反映细观的非均质性,三维均匀化理论的有限元法计算得到的等效弹性模量变化趋势比较符合Miled的试验结果。     

深基坑预应力锚索支护对临近既有建筑影响的数值分析

通过利用Ansys有限元软件对某基坑的开挖过程进行数值模拟,对预应力锚索桩支护体系对既有建筑物基础的影响进行了分析,并且与锚索不施加预应力的情况进行了对比,得出了锚索施加预应力可以减小既有建筑物的地基两侧的变形差。但是锚索倾角太小或锚固段完全位于建筑下方,会降低锚索的预期效果,有可能导致建筑物开裂。所以应考虑锚索的倾角和锚固段的位置对建筑的影响。     

RC构件塑性阶段裂缝的研究:裂缝间距与宽度

本文在一系列理论及试验的基础上,对ＲＣ构件在塑性阶段中,裂缝的间距、宽度等进行了研究,提出了较为实用的计算公式。     

提高基坑降水工程质量的措施

随着城市建设的发展,高层建筑物日益增多,地下建筑的规模增大,要求嵌入地下的深度也愈来愈大,基坑开挖常常遇到地下水的问题。随之而来的降水工程问题成为现代城市高层建筑主要岩土工程问题之一。降水工程质量的优劣是影响基坑支护、基础工程施工等其它后续工程能否顺利进行的关键。因此,认真分析影响降水工程质量的原因,总结降水工程中的经验教训,探索提高基坑降水工程质量的措施,对城市现代化建设的发展有着重要的现实意义。     

油库高粘油品输转作业新方法

创造性提出了一种采用管道热边界层减阻与高粘泵匹配,实现油库高粘油品不升温直接输转作业的新方法,并在多个油库成功应用,取得了较好效果.该技术方法采用管道加热、储罐引油、高粘泵输送相结合,设备简单,能耗低,易于自动控制.该方法主要适用于短距离、小口径高粘油品管道输转作业,最佳范围是管长L≤5 km,管径D≤200 mm.目前,人们对利用热边界层进行减阻的意义认识还不深刻,随着管道热边界层减阻理论的建立和完善,该技术方法必将在更多短距离、小口径高粘性液体领域的管道输转作业中得到应用,并产生显著的社会和经济效益.     

含脱粘界面颗粒增强金属基复合材料局部应力场的尺度效应

在通过三相胞元方法求解出的复合材料有效刚度基础上,将三相胞元置于有效介质氛围中,且有效介质与复合材料具有相同弹性常数;根据有效自洽理论对受单轴拉应力作用的复合材料进行局部应力场分析,理论结果表明：只有考虑存在脱粘界面时,颗粒增强复合材料局部应力场具有明显的尺度效应,其应力值还与脱粘界面含量有关;基体承载的应力要小于外载应力,颗粒内纵向应力要大于外载荷,对基体材料起到了强化的作用,这与实际情况相符合。