爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律研究

当炮孔穿过含顺倾软弱夹层边坡时,爆炸冲击波与爆生气体不可避免地对软弱夹层产生推移、使其变形.利用ANSYS/LS-DYNA建立含软弱夹层的顺倾岩质边坡台阶爆破的有限元模型,分析了抵抗线、夹层初始厚度、夹层倾角这3个主要因素条件下,爆破作用下岩体顺倾软弱夹层的变形规律:1)随着抵抗线的增加,爆腔范围也越来越大,其厚度也随之越变越厚;2)夹层初始厚度越薄,爆破后夹层厚度增加率越大,同时也越容易被推移;3)随着夹层倾角的增加,夹层厚度峰值也随着增加,但其最终夹层厚度随夹层倾角的增加而减小.     

地震作用下含反倾软弱夹层斜坡的动力变形破坏特征研究

采用振动台模型试验,研究了地震作用下含反倾软弱夹层的斜坡的动力变形破坏特征和破坏过程。试验结果表明:1地震动作用下斜坡的变形和破坏特征与地震波类型、加载方向、振动强度有关,同时还与斜坡所含软弱夹层的厚度和坡体高程等因素有关。2含反倾软弱夹层的斜坡在地震动作用下为"震裂-散体崩落"型破坏,坡面裂缝起主要的控制作用,并且具有沿坡面裂缝呈带状散体崩落的特点。其变形破坏集中在坡体的中上部,这与坡面水平加速度在该部位被显著放大有关。3相比薄软弱夹层,厚软弱夹层在震动过程中表现出一定的消能、减震作用。     

移动荷载下粘弹性层状沥青路面动力响应模型

交通荷载下沥青路面动力响应研究是建立路面动态设计体系的基础,是目前道路界研究的热点问题之一。将车辆荷载视为移动荷载,沥青路面结构视为层状体系结构,路面材料视为粘弹性材料,基于连续体系统动力学和线性理论,建立了沥青路面动力学模型。模型中将车轮荷载处理为间距足够大的周期荷载,采用Fourier 变换技术,在求解移动简谐荷载作用下沥青路面动力响应基础上,得到任意复杂分布形式的车轮荷载作用下的沥青路面动力响应。以一种典型的半刚性基层沥青路面为例,分析了其动力响应规律,与加速加载试验结果进行对比,在沥青面层底部动态应变时间历程曲线、动力响应横向分布规律和最大动应变数值等3 个方面,理论分析结果与试验结果吻合良好,验证了模型的可靠性。     

堆载-电渗联合作用下的一维非线性大变形固结理论

堆载-电渗联合作用下的软土地基加固属于大变形固结问题。该文在Esrig电渗固结理论的基础上,建立了拉格朗日坐标下以超静孔压作为变量的一维非线性大变形固结理论方程,推导出相应的超静孔压、沉降、平均固结度和孔隙比的解析公式,且通过了模型试验的验证。之后,采用该解分析了土体在堆载-电渗联合作用下的地基大变形固结特性,且与Esrig小变形固结解析解进行对比。结果表明：堆载-电渗联合作用下,考虑大变形的计算结果更符合工程实际,且此解可用于对大变形固结问题数值解法的验证。     

桩基贯入过程中土体大变形分析与流动机理研究

土体大变形问题是海洋岩土工程界研究的难点,由于其变形梯度较大、流动机理复杂等特点,常规的岩土工程分析方法在求解该问题时表现出明显的局限性。因此,该文研究了求解土体大变形问题的解析方法,即Strain Path Method （SPM）和Shallow Strain Path Method （SSPM）,详细介绍了这两种方法的计算原理;并基于大、小应变理论,采用SSPM分析了理想土性条件下桩基础贯入过程中周围土体的流动机理和位移场变化规律;最后,将SPM和SSPM计算结果进行比较分析,阐明了两者之间的内在关系。基于大应变理论,采用SSPM计算得到的土体位移场与Sagaseta给出的结果具有较好的一致性,验证了计算结果的准确性。研究结果显示桩端上部土体会发生隆起现象,而桩端附近及底部土体具有下沉的位移,且在贯入深度位置处,土体下沉位移达到最大值。在径向位置r/R=3（距桩壁1倍直径）处,基于大、小应变理论计算结果具有较好的一致性。研究成果有助于了解土体的大变形特性,也可为数值计算结果的校验提供基本数据。     

侧向受载大变形金属薄膜极限荷载计算的半经验方法

受侧向荷载作用的金属膜常被用作压力装置的超压防护或实现某些特定的开关操作。其设计极限荷载必须满足苛刻的精度要求,但由于缺乏适当的计算方法,极限荷载的确定目前还严重依赖于实验。从薄膜曲率和壁厚对极顶处应力的影响出发,分析了2种近似解析方法的特点。在这基础上提出了一种计算极限荷载的半经验方法。通过与铝、铜、镍和不锈钢等多种材质及径厚比为86～910范围的19例试验结果比较,用这种方法来预测金属薄膜的极限荷载,具有较高的精度。其相对误差基本不超过5.0 %,误差平均水平为2.07 %。     

考虑疏干带非饱和土影响下基坑降水引起地面沉降的计算

大多数基坑底面低于地下水位面,在开挖前需要进行降水工程为施工提供干燥、安全的环境。由于降水历程中孔隙水压力消散和有效应力的增加,周围土体会产生固结压密,同时在基坑周围形成地下水的降落漏斗,最终导致地层的不均匀沉降,对坑周道路、建筑物及地下管线造成危害。在忽略土体的侧向变形及群井效应的前提下,引入非饱和土的有效应力原理,根据裘布依假定求出基坑降水后地下水位的降落曲线方程。采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下非饱和土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地面沉降量。结合数值模拟计算及工程实例监测数据对比分析,表明该方法具有较高的工程实用价值。