浅圆仓散料侧压力计算探讨

浅圆仓散料侧压力一般采用Rankine或Coulomb土压力理论计算,而Rankine理论和Coulomb理论适合于直线形挡墙,对仓壁这样在平面上投影为圆形的墙不一定适用,况且,在应用上述理论时往往假设侧压力沿墙高是线性分布的,但众所周知,散体不同于流体,其侧压力沿高度的分布不可能是线性的。基于此,依据极限平衡理论,研究浅圆仓散料侧压力的实际分布规律及计算方法。首先得到散粒体作用在单位弧长的墙壁上的合压力,然后通过严格的数学推导,求得侧压力的曲线分布规律。将结果与实仓试验结果对比,说明公式不论对贮料平堆还是锥堆都比较适合,而上述两种理论用于浅圆仓均有缺陷。     

一种新的浅圆仓散料侧压力计算方法

大直径浅圆仓仓壁压力的计算是工程界十分关心的问题,到目前为止,尚没有合适的计算公式,仍处在探索阶段。采用散体力学方法,将Coulomb理论中破裂面的思想应用于散体贮料,建立了一种浅圆仓散料侧压力分析的力学模型,即取仓壁后滑动楔体为研究对象,考虑其平衡(忽略散料与仓壁之间的摩擦力),得到总侧压力的表达式,通过求其极值,找到散料破裂面方位和极值侧压力,假设此压力为线性分布,从而得到不同高度处侧压力强度的计算公式。此公式计算结果与实测值吻合良好,且由于考虑了高径比的影响,适用范围较广。而现行规范浅仓公式(Rankine理论)计算结果较实测值偏大,且由于其与高径比无关,过于粗糙。文中分析了贮料顶部锥堆时的三种工况。     

偏心卸料下大直径浅圆仓侧压力计算

为了研究偏心卸料下浅圆仓侧压力的计算方法,该文基于Coulomb土压力理论,结合《钢筋混凝土筒仓设计规范》(GB50077-2003)中附录C关于满仓时浅圆仓的侧压力计算方法,给出并分析了可能出现的5种工况,针对各工况下的计算公式进行详细的推导。考虑偏心卸料下筒仓仓壁的侧压力沿环向分布的不均匀性,提出了侧压力环向分布的力学模型。最后结合两个计算实例,将公式计算结果与有限元结果进行了对比,分析了偏心卸料对筒仓内力的不利影响。理论解与有限元结果吻合较好,检验了该文所推公式的正确性;偏心卸料下筒仓仓壁的水平弯矩较满载下更为不利,而环向轴力也有可能出现比满载下更不利的结果,结果验证了筒仓设计考虑偏心卸料作用的必要性。所提计算方法可供相关实际工程参考。     

筒仓内散体静态屈服的研究

认为仓贮散体为服从Mohr—Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料 ,散体与仓壁之间的摩擦属于Coulomb摩擦接触问题。就刚性筒仓讨论研究了静态时影响散体进入屈服状态的有关因素 ,提出了一种由散体临界内摩擦角来判断静态散体是否进入屈服状态的方法 ,并用有限元法做了数值模拟     

浅圆仓贮料压力极限平衡计算方法分析探讨

利用库仑(Koulomb)主动土压力理论,采用极限平衡计算方法确定浅圆仓散料的破裂面,计算浅圆仓散料对仓壁的侧压力,并对不同工况进行详细分析,明确了不同工况的简明判断条件,计算公式的适用范围。补充了我国现行的《钢筋混凝土筒仓设计规范》关于大直径浅圆仓散料侧压力计算的相关内容,可供工程设计参考使用。     

两条断续预制裂纹粗晶大理岩强度参数的研究

基于在岩石力学伺服试验机上得到的两条断续预制裂纹粗晶大理岩常规三轴压缩试验结果,采用Coulomb和Hoek-Brown强度准则,获得了断续预制裂纹粗晶大理岩的强度参数,评价了Coulomb和Hoek-Brown准则用于断续预制裂纹岩样强度分析的适用性。研究表明:完整岩样强度和围压之间的关系用Coulomb和Hoek-Brown准则均可以很好地表征,而断续预制裂纹岩样强度更好地符合Hoek-Brown强度准则。利用Hoek-Brown准则确定的粘聚力和内摩擦角也可以表征岩石材料真实的力学特性。断续预制裂纹岩样强度对围压的敏感程度高于完整岩样,计算得到的粘聚力显著低于完整岩样,而内摩擦角高于完整岩样。断续预制裂纹岩样的粘聚力以及内摩擦角与裂纹倾角关系复杂,单轴压缩强度是否参与回归影响较大。由Hoek-Brown准则得到的粗晶大理岩强度参数T(m,s)(联合回归均值)对完整岩样和断续预制裂纹岩样分别为T(6.542,0.99)和T(6.625,0.156),可知断续预制裂纹对岩石强度参数m(软硬程度)影响不大,而对参数s(破碎程度)存在较大影响。     

钢筋混凝土筒仓非线性动力计算理论的研究

本文考虑贮料的运动特征，贮料与仓体之间的相互作用等因素，建立了一种大型钢筋混凝土筒仓在地震作用下的动力非线性计算理论，计算结果与试验结果吻合良好。     

高温后单向侧压作用下混凝土与钢筋黏结-滑移性能研究

高温后混凝土与钢筋间的黏结性能影响钢筋混凝土结构的安全评估,实际工程中钢筋混凝土常承受侧向约束作用。为此,该文以高温温度和侧压力为参数,完成了48个钢筋混凝土试件的中心拉拔试验,分析侧压力对高温后试件破坏形态、峰值黏结应力、峰值滑移、残余黏结强度的影响规律,建立了峰值黏结应力随高温温度和侧压力变化的经验公式。将侧压下钢筋-混凝土黏结应力场简化为肋前混凝土挤压力和侧压力的线性叠加,并基于微观传力模型及高温后混凝土的多轴强度破坏准则推导计算了无侧压及单向侧压下的黏结强度理论。研究结果表明:侧压作用和高温温度直接影响试件破坏形态;随着侧压力增加,高温后混凝土与钢筋间的峰值黏结应力、残余黏结强度、峰值滑移逐渐增大,但温度达到500 ℃后,有侧压试件峰值滑移较无侧压试件小;黏结强度理论计算值与实测值较为吻合,能较好地预测高温后混凝土与钢筋间的黏结强度。     

热贮料作用下浅圆筒仓温度效应研究

为了研究热贮料对筒仓位移及内力的影响并方便设计时计算由热贮料产生的温度效应,本文推导了热贮料作用下仓壁位移和内力的计算公式,并通过数值模拟验证了公式的准确性。利用所推导公式分析了竖向温差对钢筒仓和内外、竖向温差对混凝土筒仓的影响。结果表明竖向温差使钢筒仓在冷热贮料交界面附近的仓壁出现较大的径向位移差;并导致温度应力显著增大;该温度应力随着径厚比的减小而增大。内外温差使混凝土筒仓上端产生较大的周向拉力;竖向温差也使筒仓中部的周向力增大;且径厚比对周向力的影响与钢筒仓相似。     

双层组合厚壁圆筒弹脆塑性极限内压统一解

基于三剪统一强度准则和弹脆塑性软化模型,考虑材料的脆性软化和中间主应力效应,推导了双层组合厚壁圆筒弹脆塑性极限内压统一解,探讨了粘聚力、内摩擦角、半径比、强度理论参数和中间主应力系数的影响特性,克服了以往基于Tresca屈服准则、Mises屈服准则或双剪强度理论的理想弹塑性解的不足。研究结果表明：中间主应力、材料模型和脆性软化对厚壁圆筒的极限内压均有显著影响。该文所得统一解具有广泛的适用性和理论意义,不但可退化为现有公式,而且还能得到系列化的新解答,对组合厚壁圆筒的设计及工程应用有重要参考价值。     

筒仓静态壁压的有限元分析

假定筒仓内散体是服从Mohr Coulomb屈服准则的理想弹塑性介质 ,散体与仓壁之间的摩擦属于Coulomb摩擦接触问题。从连续介质力学的角度 ,用有限元方法研究了散体屈服对筒仓壁静态压力的影响     

Determination of Bulk Flow Property of tef Flour and Seed and Design of a Silo

The flowability of the bulk materials was determined after development of yield locus, wall yield locus, and effect of time consolidation was measured. Data from the obtained curves were read and important parameters such as unconfined stress, major consolidation stress, angle of internal friction, angle of wall friction, and effective angle of internal friction were for further design of silo calculation made ready. Diagrams and relationships developed by Jenike were used to find important silo discharge opening parameters such as the angle of the conical or wedge shaped opening and critical silo opening diameter and width. The relative difference between tef flour and tef seed was made in which the flour has a characteristics indicator of particle size distribution with lower dimension and the flour is cohesive and less flowable and accordingly needs more generous discharge parameters. The comparison between the flour and the seeds was shown in the measurement of flowability indexes and also reflected clearly on the designed silo discharge opening parameters.     

A particle‐in‐cell solution to the silo discharging problem

The problem of flow of a granular material during the process of discharging a silo is considered in the present paper. The mechanical behaviour of the material is described by the use of the model of the elastic–plastic solid with the Drucker–Prager yield condition and the non‐associative flow rule. The phenomenon of friction between the stored material and the silo walls is taken into account—the Coulomb model of friction is used in the analysis. The problem is analysed by means of the particle‐in‐cell method—a variant of the finite element method which enables to solve the pertinent equations of motion on an arbitrary computational mesh and trace state variables at points of the body chosen independently of the mesh. The method can be regarded as an arbitrary Lagrangian–Eulerian formulation of the finite element method, and overcomes the main drawback of the updated Lagrangian formulation of FEM related to mesh distortion. The entire process of discharging a silo can be analysed by this approach. The dynamic problem is solved by the use of the explicit time‐integration scheme. Several numerical examples are included. The plane strain and axisymmetric problems are solved for silos with flat bottoms and conical hoppers. Some results are compared with experimental ones. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

脱水污泥土工性能研究及其储存料仓的设计

由于脱水污泥的特殊性能,其储存料仓的设计和普通料仓有较大的区别.对污泥进行土工实验,确定了污泥内摩擦角及内聚力.通过强度计算,设计了料仓体壁厚及结构.研究表明,该脱水污泥的内摩擦角为11.6°,内聚力为7.6kPa,采用固体料仓设计标准(NB/T 47003.2—2009)对料仓进行设计时,应充分考虑污泥破拱产生的冲击力对污泥的强度及壁厚的影响.     

顶部自由、底部嵌固桩的稳定性分析

用能量法对顶部自由、底部嵌固桩在顶部集中荷载和桩侧摩阻力作用下的竖向稳定性问题进行了研究。对于部分埋置于Winkler地基中的桩,首先建立了桩的受力模型,根据边界条件给出了桩的挠曲函数,导出了系统总势能的表达式;然后根据最小势能原理推导了求解失稳问题的计算公式,用数值方法求得了桩的临界长细比()的数值解,通过对数值解的分析,最后得到了简捷易用的近似计算公式;最后给出了算例,计算表明：地基的抗力对有重要影响,当地基的抗力较大时,桩侧摩阻力对影响甚小。     

马鞍屋盖表面锥形涡流动模型研究

该文基于大跨平屋盖和马鞍屋盖表面锥形涡流动显示试验,对现有的兰金涡模型进行改进,在其涡核区与势流区之间添加过渡区,从而建立了简化的二维锥形涡流动模型,给出了旋涡上部流速、旋涡内部流线曲率以及屋面涡核吸力之间的定量关系。据此流动模型,分析了旋涡强度的影响因素即为旋涡内部流线曲率和旋涡流速：旋涡内部流线曲率越大,旋涡转速越快,旋涡强度越大。基于流动显示试验和测压试验所得平屋盖以及马鞍屋盖表面各旋涡参数之比,以平屋盖表面锥形涡为基准,量化了各风向下马鞍屋盖表面的锥形涡强度。通过加入考虑旋涡效应对传统准定常理论进行修正,给出了锥形涡涡核吸力(均值、峰值)的计算公式,并将计算值与马鞍屋盖刚性模型风洞测压试验数据进行对比,验证了锥形涡流动模型对于预测马鞍表面锥形涡涡核吸力的有效性。