基于弹性球壳理论的原岩应力状态评价

Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｉｎｉｔｉａｌｒｏｃｋｓｔｒｅｓｓｂａｓｅｄｏｎｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｈｅｌｔｈｅｏｒｙ作者简介黄醒春，男，１９５７年生，副教授，１９８９年在北京煤炭科学研究总院获工学硕士学位，１９９６年３月毕业于日本熊本大学，获工学博士学位。...     

圆形均布荷载下不可压缩各向异性地基的受力变形分析

通过简化得到不可压缩情形下的横观各向同性半空间表面受集中竖向力作用下的解 ,利用此解分析了各向异性对圆形均布荷载作用下的不排水条件下的饱和粘土地基中的附加应力和地表沉降的影响     

倾斜地层中斜井井孔的应力分析

井孔周边应力状态的确定是井孔稳定性分析的基础。基于横观各向同性介质的弹性理论,研究了计算层状地质材料中倾斜井孔周边应力分布的解析方法。考虑到地质材料中井孔的真实状态,井孔倾斜度、原地应力的方向和岩层平面倾斜度三者相互之间是任意的。采用广义平面应变假定,建立了斜井孔应力分析的力学模型。利用复变量应力函数的表示方法和井壁边界条件的Fourier变换,得到了斜井孔周围应力分布计算的解析公式。通过若干算例,计算分析了不同井孔倾斜角、不同地层各向同性面倾斜角对井孔周围应力分布的影响。     

基于空间面变化的横观各向同性破坏准则研究

自然界中的岩土类材料受天然沉积作用影响,往往具有显著的横观各向同性特征。土结构单元在不同方向上的强度和变形的差异是影响大型土木水利工程设计和施工时需要考虑的主要问题,开展岩土材料横观各向同性研究对实际工程结构安全稳定相关研究具有重要的科学意义。在对八面体主应力空间域强度变化与空间滑动面、应力状态三者关系研究的基础上,定义一个反映应力条件与材料特性的综合参数,通过分析该参量与破坏应力、应力状态的关系,明确了该参量的物理意义,并基于空间面强度理论考虑3个主应力空间面发生滑动破坏,假定该空间面上剪应力和法向应力之比为常数,建立考虑岩土材料的空间滑动面随着空间应力域应力条件变化的横观各向同性破坏准则。通过与试验结果对比表明,所建议的基于空间面变化的横观各向同性破坏准则可以较好地反映材料的强度特性,特别对主应力轴发生偏转时应力域的强度预测具有较好的适用性。     

横观各向同性土中深埋圆形隧道的应力和位移分析

基于Biot固结理论,得到在横观各向同性饱和土体中开挖圆形隧道引起的应力、位移及孔隙水压力在时间的拉普拉斯变换域中的解。运用拉普拉斯数值逆变换,得到数值计算结果,分析了隧道边界条件和土体的横观各向同性性质对应力、位移场的变化及孔隙水压力消散的影响。     

状态空间法分析弹性地基上对边固支对边简支横观各向同性强厚板的弯曲

抛弃任何有关应力或位移模式的人为假设，引入δ－函数，对具有固支边的横观各向同必在板的任意荷载作用下建立状态方程。给出薄的，中等厚的以及强厚的地基板统一形式的解答。此解计及所有弹性常数，满足弹性力学方程，可求出任意点的地基反力，数值结果与ＳＡＰ５有限元解进行了对比。     

非饱和黄土地基的变形特性

Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｌｏｅｓｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ作者简介张炜，１９６２年生，１９８３年毕业于合肥工业大学，获岩土工程硕士学位，教授级高级工程师。主要从事黄土工程性质研究及岩土工程勘察、...     

水平荷载作用下横观各向同性地基力学性态研究

根据横观各向同性体各向同性面为水平时的本构方程，推导出了横观各向同性面倾斜时的本构方程，并由此得出了横观各向同性地基的自重应力计算公式以及在各种水平荷载作用下地基中的附加应力解析解。通过实例计算，发现横观各向同性地基与各向同性地基力学性态的差异之处，并从自重应力角度较好地解释了水平应力大于竖直应力和水平应力的各向异性的重要实测现象，得出了一些有益于工程设计的结论。     

层状地层横观各向同性粘弹性优化反分析

针对基坑开挖过程所表现出来的时间效应以及地层横向与竖向变形的差异，采用Voigt模型进行横观各向同性粘弹性模拟，并结合具体的施工过程，采用遗传算法进行横观各向同性粘弹性位移优化反分析，即考虑时间效应，同时又对施工过程进行了详细的模拟与预测，对指导施工具有重要意义。     

采动底板横观各向同性岩体应力解析解

针对采动煤层底板应力计算中将底板层状岩体视为各向同性介质这一问题,通过把横观各向同性弹性理论引入到采动煤层底板应力解析解中,根据开采煤层上覆载荷分布特点,利用半无限横观各向同性弹性体表面受垂直集中力作用的应力分量计算公式,推导出采动横观各向同性底板中的附加应力解析解,并与FLAC^3D数值解进行对比验证。在此基础上,分析了横观各向同性底板与各向同性底板中的附加应力在水平方向上的变化规律。算例显示,在煤层底板同深度下,横观各向同性底板垂直附加应力在采空区的卸载程度要小于各向同性底板,而水平附加应力则与之相反;在工作面两侧的底板中的垂直附加应力与水平附加应力的集中程度横观各向同性底板皆小于各向同性底板;横观各向同性底板的附加剪应力要小于各向同性底板。当底板为横观各向同性岩体,按各向同性岩体计算其应力分布是不合理的,需作必要的修正。     

应力路径对岩样强度和变形特性的影响

Ｅｆｅｃｔｏｆｓｔｒｅｓｓｐａｔｈｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎ１引言实际工程中岩石破坏前应力状态复杂多变。而实验室岩样的三轴强度通常是在围压恒定、轴向变形逐步增加过程中得到；剪切强度则是正应力恒定、剪切变形增加...     

横观各向同性非均质地基的Biot固结轴对称问题求解

从横观各向同性地基Ｂｉｏｔ固结轴对称问题基本方程的Ｌａｐｌａｃｅ变换式出发,构造地基固结问题基本量关于竖向及径向坐标偏微分之间的矩阵关系式,再通过对该关系式进行关于径向坐标的Ｈａｎｋｅｌ变换,得到矩阵微分方程,进而可以得到团结问题基本量之间的传递矩阵。利用传递矩阵、边界条件及逆变换技术可实现多层地基的计算。编制了计算程序,并给出一算例。     

TI层状场地中单桩对入射SH波的响应分析

采用横观各向同性(以下简称TI)层状弹性体模型模拟半空间之上的层状场地，用梁单元模拟桩的运动。结合单桩的动力阻抗函数和TI自由场地在入射SH波下的响应，建立了TI层状场地中单桩对入射SH波响应的计算模型。研究了入射SH波作用下单桩沿桩身的剪力和弯距分布，表明场地中单桩在地震作用下也可能破坏，应当引起重视。     

预压地基的强度增长与稳定计算问题

预压地基的强度增长与稳定计算问题Ｓｔｒｅｎｇｔｈｌｎｃｒｅａｓｅａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｅｌｏａｄｉｎｇｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ林孔锱（南京水利科学研究院土工所，２１００２４）中图法分类号ＴＵ４７２作者简介林孔锱，男，１９２６年生...     

重组竹的单轴与纯剪应力应变关系

重组竹是将竹丝束平行组坯、经高压胶合而成的一种生物质复合材料,是一种极具潜势的建筑结构材料。研究重组竹的基本力学性能和应力应变关系,是建立此类材料本构关系和进行重组竹结构非线性分析的基础。将重组竹理想化为横向各向同性复合材料,通过试验,给出了重组竹各主轴方向的单轴与各主平面的纯剪力学参数,建立了各种应力状态下的应力应变关系。结果表明,重组竹力学性能优于常用的结构用木材,且变异性较小。重组竹顺纹受拉强度约是顺纹受压强度的2倍;横纹受拉强度远远低于横纹受压强度;横切面内的剪切模量及强度远远低于另外两个方向,且横纹剪切强度是顺纹剪切强度的3倍。重组竹的应力应变关系和破坏模式与纤维参与受力程度密切相关。顺纹受拉时,拉应力完全由纤维承担,破坏表现为纤维的脆性拉断,强度最高,应力应变为完全线性关系;其他应力状态下,破坏均发生在基体或纤维-基体界面,若裂纹的扩展受到纤维限制,破坏呈渐进性,强度较低,应力应变曲线由早期的线性关系转入后期的非线性关系;当裂纹的扩展未受到纤维限制,破坏强度最低,应力应变呈线性关系。     

横观各向同性体平面问题的不连续位移法

采矿和岩土工程中所遇到的大多数岩石以及很多复合材料都是横观各向同性体.作为边界元法的一种,不连续位移法较适用于解决采矿和岩土工程中包含有不连续面诸如断层,节理和裂縫等的问題.法向和剪切的不连续位移可以证明系等于相应的四极力系.本文中利用富氐变换推导出了与弹性主方向是呈任意角度的法向和剪切的不连续位移的基本解,并开发了相应的计算程序.数值解与理论解吻合很好,证明了所给出解及程序的正确性.文中还给出了一些应用实例.     

表面荷载下横观各向同性介质中水平裂纹分析

首先采用基于横观各向同性双材料基本解的一种数值方法计算半无限介质的弹性场,然后根据线弹性断裂力学叠加原理获得裂纹处的内应力,再利用另一种数值方法获得裂纹面的张开或滑移位移,最后应用应力强度因子(SIF)与裂纹面位移之间的关系,获得裂尖SIF值。基于建议的方法,讨论了表面矩形荷载作用下横观各向同性半无限介质中的单条裂纹问题以及两条裂纹间的相互影响问题。分析结果表明:加载面中心点下单条裂纹应力强度因子开始随距离自由面深度的增加而增大,达到一定深度后减小;相邻裂纹的存在对加载面中心点下裂纹的影响除相隔最近的相邻裂尖外均为抑制效应;而加载面中心点下裂纹的存在对相邻裂纹的影响主要体现在相隔最近的相邻裂尖上。     

横观各向同性砂土的强度准则

提出了一个物理意义清晰且满足客观性原理的横观各向同性砂土的强度准则。通过对典型试验结果的观察,总结了各向异性粒状材料峰值强度随加载方向的变化规律。分析了强度发挥的物理机制,定义了一个新的无量纲各向异性参量Λ(σ,F),用于度量应力张量与组构张量的相对方位。利用该各向异性参量将SMP准则推广,得到一个新的适用于横观各向同性砂土的强度准则。在沉积面方位已知的情况下,该准则只需确定两个试验参数kf0和k,其中kf0代表基准强度,k代表各向异性程度的大小。kf0和k通过两个加载方向不同的破坏试验即可确定。通过物理试验和数值试验结果初步验证了该准则的有效性。     

横观各向同性地基上四边自由薄板的弯曲

根据横观各向同性饱和多孔半空间问题的二重傅里叶变换解答,选择带扩展项的二重余弦级数作为矩形板的挠度解答,结合板的边界条件及板和地基的相容条件,求解横观各向同性地基下薄板的弯曲问题,指出该方法具有一般性,但收敛速度较慢。     

一个椎间盘生物力学模型

椎间盘在脊柱运动中起着重要的作用,根据椎间盘的生物力学特点建立力学模型.采用复合材料力学中的弹性嵌入体解,建立了椎间盘的一个横观各向同性圆柱体力学模型.求出了腰椎间盘在直立位、弯曲及扭转作用下的应力应变和位移解.得出结论椎间盘在受复合载荷的作用下更易被破坏.