确定重力坝坝踵切口应力强度因子的公式及其有限单元法

本文首先把大坝上游面与基础面组成的平面角看作为切口上受分布水荷载和均布水荷载作用的V型切口,从构造这种切口尖端附近的应力函数出发,推导出了切口尖端附近应力场和位移场的近似表达式;其次,通过实际算例论证了用有限单元法,采用常规单元计算V型切口应力强度因子的可行性;最后,计算了在水压超载和不同坝高情况下重力坝坝踵切口的应力强度因子k_1、k_2,同时还与采用文献[1]公式的计算结果进行了比较。计算分析表明:考虑坝踵切口水荷载和坝体体力时所得应力强度因子是合理的;对于纸坝,断裂破坏的可能性很小;对于高坝,断裂破坏的可能性较大,应该进行拉剪和压剪的断裂分析。     

纯剪应力作用下岩石的Ⅱ型断裂韧度

本文根据含Ⅱ型裂纹介质在纯剪应力场作用下,裂纹尖端的不同周向上,存在着某个方向拉应力最大,某个方向的剪应力最大,讨论了裂纹初始扩展(断裂)可能呈拉裂或剪坏两种特征,由此定义了两类相应的断裂韧度;并导出了两者的关系式。文中还介绍了笔者室内测定岩石断裂韧度的试验成果及利用剪切面含50％裂隙现场大剪试验资料分析岩石断裂韧度的方法。并讨论了实际含裂隙岩体断裂分析如何选取这两类断裂韧度值。     

节理岩体断裂破坏强度计算及工程应用

由于地质构造的影响 ,节理岩体通常处于压剪应力状态 .本文根据压剪应力场中节理裂隙扩展断裂破坏机制 ,通过附加张应力研究了节理扩展相互作用对岩体断裂强度的影响 ,推导出了节理岩体的断裂破坏强度计算公式 ,并将该强度模型用于指导一大型山体隧道工程的设计和施工 ,取得了显著效果 .     

C-M和D-P屈服准则参数与岩石断裂韧度关系研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P屈服准则和M-C屈服准则,推导得出D-P准则与岩石抗拉断裂韧度和抗剪断裂韧度的关系.与试验数据对比,说明推导的合理性.     

基于三剪统一屈服准则的复合裂纹断裂分析

基于三剪统一屈服准则,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型复合断裂问题,对复合裂纹的断裂条件进行了分析计算,给出了包含十二面体单元上的2个主剪面应力对材料屈服的共同影响系数b及反映材料拉压性能的参数α的三剪统一屈服断裂因子,并根据裂纹扩展条件及临界状态下断裂因子的取值得到了复合裂纹断裂准则。算例中对35CrMn2材料的复合裂纹的开裂角及断裂因子进行了计算,并给出了影响系数b与开裂角θ0的关系曲线,算例的实验值与数值解的比较结果表明,通过改变参数可使该断裂准则适用于不同性质的材料且该准则可较好地应用于复合断裂问题。     

协调桁架模型在抗剪承载力中的应用

本文采用协调桁架模型与钢筋砼受剪单元的修改受压屈服理论,推导了钢筋砼梁、框架柱及偏心受拉构件的抗剪承载力统一理论计算式。该式由三部分组成,即箍筋的抗剪、剪压区砼的抗剪和砼拉应力作用的抗剪。计算式与５７个试件的实测值对比,表明具有较高精度。     

危岩锚固机理的断裂力学分析

危岩主控结构面受荷断裂扩展是危岩失稳的根本原因。用锚杆加固危岩体在危岩治理中有着广泛应用,效果十分明显。从线弹性断裂力学角度考虑锚固力对危岩主控结构面的阻裂增韧作用,分析在拉剪综合应力作用下锚固力对减小主控裂隙面尖端相当应力强度因子的贡献,并讨论了锚杆水平角变化对相当应力强度因子的影响。以重庆万州太白岩危岩为例计算结果表明,锚固力的存在使得相当应力强度因子明显减小,并随着锚杆倾角的增大,其成抛物线变化,并在20°~30°时具有最优锚固效果。     

砖砌体剪压复合受力的动力特性研究

通过三砖双剪面砌体模型试验研究了动力加载条件下的砌体剪压复合受力相关性。分析表明, 动力加载条件下的剪压复合相关性与静力加载下的相关性具有相似的规律。再次证实了关于抗剪强度的剪摩理论、主拉应力理论和Ｈｏｆｆｍａｎ 劈裂破坏理论所有的局限性,并提出了基于可靠度分析的动力抗剪强度计算公式     

裂隙岩体大稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

从流体扩散能量叠加原理出发,建立了裂隙岩体介质的渗流张量解析表达式。综合应用断裂力学与损伤理论,探讨了复杂应力状态下裂隙岩体的本构关系以及压剪裂纹的起裂准则,建立了裂隙岩体在压剪,拉剪应力让损伤演化方程,提出了渗透张量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合模型。     

岩体断续节理受压剪荷载的弹塑性分析

运用弹塑性断裂力学的裂纹线场分析方法，将描述岩体材料破坏特性的摩尔－库仑准则，列入求解岩体内节理断裂问题的基本方程中，对节理裂隙在压剪荷载下进行求解，利出了节理线附近的弹塑性区应务场。通过弹塑性场在其边界上的匹配条件，得出了节理线上塑性区长度与压剪荷载的关系，以及节理扩展破坏准则。