交通荷载作用下埋地管道应力分析与现场测试

为研究交通荷载作用下管道结构的力学响应特性,应用线弹性力学理论,将车辆轴载下埋地管道的静力计算问题分解成3个部分依次求解：基于Boussinesq解答的管顶附加土压应力计算,基于Winkler弹性地基梁模型的管道纵向应力计算,基于Iowa公式的管道环向应力计算. 在此基础上探讨轮压、管道埋深、轮-管水平距离、管-土相对刚度、土壤阻力模数等参数对埋地管道力学性状的影响规律. 此外,应用光纤光栅传感器,对某供水管道在车载作用下的应变响应进行现场测试. 理论计算方法和测试结果对比分析表明：采用该传感器监测管道表面应变具有较高的精度和灵敏度;管顶轴向应变峰值对车速的不敏感;采用静力计算方法分析车辆荷载作用下埋地管道的应力问题具有合理性．     

基于有限元分析的冻土区埋地腐蚀管道力学行为研究

针对埋地管道设计未充分考虑作业过程中管道受冻胀和腐蚀作用时的受力变化情况,根据冻土区埋地腐蚀管道的复杂性,以及冻土区埋地管道受力变形破环因素,建立适用于冻土区埋地腐蚀管道的有限元模型,研究了环境温度、腐蚀深度和长度等因素对管道应力的影响。结果表明,影响冻土对腐蚀管道作用的因素主要为抬升高度及端部拉应力,抬升高度导致腐蚀管道的应力及应变线性增加,但端部拉应力的作用效果与其相反;管道的应力应变与腐蚀深度的二次方成正比,腐蚀长度的增加导致管道应力及应变先急剧增加,且长度大于150 mm时,管道力学性能在一定范围内小幅波动。研究结果可为冻土区埋地管道的设计提供一种新的思路和方法。     

跨断层埋管力学行为的多参数模拟分析

为研究断层错动对埋地管道的影响,采用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,建立三维管土相互作用的非线性有限元模型,分析断层位移、管径、壁厚、断层及场地类型等参数对管道受力与变形的影响.研究结果表明,管道主要的破坏形态为受拉破坏;断层位移较大时,管道在逆断层作用下的应变反应要大于在正断层作用下的应变反应;场地类型对管道受力与变形有较大影响;增加管道的壁厚能够明显减小管道的拉伸应变峰值,有利于增强管道的抗力性能;断层位移较小时,采用小口径管道能够减轻管道破坏.     

洪水灾害下管道的力学计算

为了研究流动水动力、浮力、管体以及输送介质重力、土壤地基抗力对管道的共同作用,建立洪水作用下的管道力学分析模型,选用数值分析方法和有限元方法计算了管道的应力及应变。结果表明,两种方法的计算结果较接近。依据该有限元模型,分析了洪水流速和穿越距离对管道应力及应变的影响。结果表明,当流速大于3.0 m/s时,管道应力和应变随流速的增加趋势加大;当穿越距离增加时,堤岸处管道最大应力和轴向应变逐渐增大,但增幅逐渐减小;当穿越距离小于160 m时,河流中部管道的应力和轴向应变随着穿越距离的增加而增大,当穿越距离大于160 m时,应力和轴向应变随着穿越距离的增加而略有减小。对榆⁃济线埋地悬空管道进行了安全评估,结果可知即时应力为178 MPa,悬空管道安全。     

悬空管道地震响应试验研究

为研究地震作用下悬空管道的动力响应,设计并制作简易悬空管道试验装置,开展2种加载工况下9根管道的拟动力试验,研讨悬空长度、埋深及管径等因素对悬空管道地震响应的影响。研究结果表明：在地震荷载作用下,以管道悬空段中心为对称轴,管道应变近似反对称分布在管道的两侧,且管道的峰值应变出现在悬空管道的悬空段与土体交界处附近;在大位移条件下,管道峰值应变随管道悬空长度的增大而增大,随管径的增大而减小,随埋深的增大而减小。     

加筋粗粒土大型三轴试验研究

采用大型三轴剪切仪,对粗粒土,加筋粗粒土强度变形特性进行了实验研究。试验结果表明不同围压条件下粗粒土和加筋粗粒土剪切的应力-应变关系类似,应力应变关系表现为应变硬化型;当轴向应变较小时,加筋效果不明显,随着轴向应变的逐渐增大,加筋效果逐渐发挥;粗粒土加筋后的内聚力c有明显增加,但是内摩擦角φ基本不变,侧向变形减小,体积变形增大;对邓肯-张模型的适用性进行分析,表明邓肯-张模型中切线弹性模量能很好适用于加筋粗粒土,但不能很好地反映加筋粗粒土变形特性;在试验的基础上提出了轴向应变与侧向应变的二次函数关系,建立了粗粒土的体积应变与轴向应变的函数方程,并对粗粒土以及加筋粗粒土的三轴试验体积应变数据进行了预测。     

郴州某二叠系煤系土滑坡变形机理分析

煤系土是一类广泛分布于岭南丘陵地区的炭质岩强风化的产物,煤系土滑坡在诱发机理及变形方面的特点十分突出。以郴州某二叠系煤系土滑坡为例,通过成因分析结合煤系土物理力学性质方面的研究成果,定性阐述了煤系土滑坡的诱发因素和变形机理。有限元模拟结果及监测数据定量反映了煤系土滑坡主要受水的作用及坡体形态改变的影响,水的溶蚀及渗流作用破坏了煤系土结构从而在坡体内产生塑性应变带。坡形改变引起的应力重分布使坡体产生集中于堆载区的变形,最大达到1.7m,变形值大于滑坡上部和坡脚处变形值。上述两者共同作用导致滑坡形成埋深相差约5m的两条滑带并在滑坡上部连通。案例可为该类型滑坡防治提供理论参考。     

坑周土压力与土体变形关系的试验研究

用武汉地区具有代表性的粉质粘土,在等压固结条件下进行保持轴向应力1σ不变、卸载侧向应力3σ的排水试验,模拟基坑开挖过程中坑周土体的应力路径,探索应力-应变关系的变化规律.研究表明：侧向卸荷应力路径下,该土样轴向和侧向的应力-应变关系呈双曲线型,且轴向破坏应变大于侧向破坏应变;一般轴向切线变形模量大于其侧向切线变形模量值.     

湿地湖泊相黏土应力-应变及屈服特性试验

为探讨结构性和各向异性影响下湿地湖泊相黏土的应力-应变特性和屈服特性,分析结构性和应力路径对湿地湖泊相黏土应力-应变关系的影响,基于应力路径试验系统研究湿地湖泊相黏土的屈服特性.结果表明:湿地湖泊相黏土的应力-应变特性受胶结和组构的显著影响,当土体球应力增量大于0时,胶结和组构共同承担荷载,能提高土体的抗压强度并减小压缩变形;当土体球应力增量小于0时,组构不能承受拉应力,仅有胶结承担荷载,胶结能够提高土体承受拉应力的能力并产生较大的膨胀变形.由于不同应力路径下湿地湖泊相黏土均受球应力和偏应力的交互影响,导致其应变方向与应力路径方向存在一定偏差,但塑性应变增量与屈服轨迹却存在较好的正交性,可以采用相关联法则描述塑性流动特性.最后,由于受沉积时的K₀固结和胶结影响,湿地湖泊相黏土的屈服轨迹为一旋转椭圆形,并和临界状态线一起与p′轴交于q-p′平面原点左侧.     

地裂缝环境下SRTP埋地管道性状

摘 要:以陕西西安市政工程中SRTP埋地管道30°斜交穿越地裂缝带为工程背景,基于足尺模型试验和数值模拟计算,研究了地裂缝沉降作用下埋地管道的变形与受力特点。结果表明:地裂缝沉降作用下,SRTP埋地管道沉降位移明显小于或滞后于地层变形,其沉降变形特征具有明显的“衰减效应”;地裂缝作用下,SRTP埋地管道受力变形模式为拉张-挤压弯曲变形模式,位于地裂缝上盘的管道顶部受压应力、底部受拉应力,而位于下盘的管道顶部受拉应力、底部受压应力,具有反对称现象,SRTP埋地管道适应地裂缝大变形的能力较强;地裂缝沉降作用对SRTP埋地管道的纵向影响长度为3.0 m,即上盘1.8 m和下盘1.2 m,在此范围内管道需要采取适当保护措施;地裂缝沉降作用下,管道沿纵向可划分为3段,即上盘沉降段、脱空段和下盘翘曲段,其中,脱空段范围约为1.2 m。     

运用解析方法分析量子点的应力应变分布

运用解析方法对量子点的结构进行分析,通过对积分核函数进行计算,可以得到各种量子点结构的应力应变分布. 同时,对常见的金字塔形和圆锥形等量子点的结构进行了具体分析,并且与有限元方法计算得到的结果进行了比较. 结果证明,这种方法能更加普遍地得到量子点结构的应力应变分布,提高了计算速度,可以方便地应用于量子点的电子能级计算.     

平顶山煤业(集团)公司一矿地应力测量及分析

介绍了KX - 81型空心包体应变计的测量原理、测量方法 ,并利用其对平顶山煤业(集团 )公司一矿地应力进行了测量 ,根据实测的结果 ,分析了矿区地应力场分布特征及其与地质构造的关系 .这些分布特征对矿井深部的巷道支护以及对研究煤与瓦斯突出有着重要的指导意义     

豚鼠肱骨中央截面应变在体测量及影响因素分析

对豚鼠左前肢肱骨中央截面进行在体应交测量。结果表明：头侧为拉应变，中点和尾侧为压应变，应变沿头尾方向的形心主轴星线性分布；截面承受偏心压缩荷载，各种步速下偏心荷载的作用点的相对位置保持不变；各点处的峰值应变和应变幅度在步速较低时，随步速的增加而增大，当步速超过一定值之后，反而下降，说明峰值应变和应变幅度皆有极限值存在。     

大型旋转机组轴向力在线监控测力弹性元件的结构方案设计

本文介绍了大型旋转机械轴向力在线监控装置测力弹性元件的优化设计,为了提高所研制的测力传感器的性能,采用有限元法计算了不同结构及尺寸的弹性元件在轴向力F＝29.4kN时的应力、应变、垂直位移及Vonmiss等效应力的分布,并对两种主要结构的弹性元件进行了静态测试,在此基础上我们优选了最佳的弹性元件结构及最佳的电阻应变片贴片位置,显著地提高了测力传感器的灵敏度。     

钢管混凝土柱压弯剪试验与有限环层分析

文中概要记述21件钢管混凝土柱的试验资料,通过它与钢筋混凝土柱受力性能的比较,证实钢管混凝土柱的强度高、延性好。试验得知短柱的应变分布与剪跨比有关,钢管混凝土柱的受力为空间应力状态。在试验研究同时,应用电子计算机计算了钢管混凝土柱的应变与应力分布,采用的是有限环层法,实例计算结果与试验所得规律基本符合。     

预应力钢骨混凝土支托刚架试验研究

通过对2榀比例为1∶4的结构模型室内静力试验,研究重庆国际大厦工程中预应力钢骨混凝土(prestressed steel reinforced concrete,PSRC)巨型三角形支托刚架的受力性能及破坏形态等设计问题.结果表明,参照普通预应力构件的计算方法,PSRC构件的高含钢率对短期预应力建立无不利影响;平截面假定对普通钢骨混凝土构件和PSRC构件都成立;建议对支托刚架的承载力极限状态考虑两道安全防线;拉杆设计应偏于安全以开裂作为首要控制目标;上部节点区所配斜向箍筋在出现裂缝后发挥明显作用,应同时作为受拉钢筋和箍筋来对待,其他节点区的水平箍筋可按构造要求配置.     

塑性状态下三维应力应变状态分析

在主向空间内分析了塑性状态下三维应力应变状态．利用坐标变换的方法,求出了任一截面上的应力应变分量．引用平均应力应变、第二偏应力应变不变量、罗地参数建立新的应力、应变空间,计算得出由这些参数表示的任一截面上的应力和应变分量值．     

果蔬配送中心作业策略仿真与优化

果蔬配送作业是配送中心生产过程中的重要环节,其作业策略将直接影响配送中心的作业效率和作业成本。为了提高配送作业的工作效率和经济效益,对配送作业策略进行模拟仿真。由仿真结果可知:所建立的果蔬配送中心物流作业模型符合实际情况,对人员和机器设备的数量进行调整有助于提高配送作业效率。     

钢筋混凝土细长构件截面几何关系探讨

本文运用 Hellinger-Reissner 变分原理,给出了从基本平衡方程导出钢筋混凝土构件截面上应变分布情况的一般方法。所给出的方法适用于受压区混凝土应变分布的任何规定形式。计算表明.若认为受压区混凝土在变彤过程中具有线性应变分布,则受拉钢筋应变与该分布一起满足平截面假定。