直径1000mm爆炸封堵膜片的设计及切割技术应用

基于理论分析、数值计算和试验,阐述了直径1000mm的圆形封堵膜片在爆炸波模拟装置中应用的技术问题,系统分析膜片的变形规律及应力、应变分布规律,给出了膜片的设计方法、安装工艺及切割技术。     

软岩巷道变形的混沌研究

试验得出了软质页岩最大屈服应变,对软岩巷道变形进行了监测,用混沌理论研究了软岩巷道变形规律.根据监测数据,分别计算了巷道顶部和侧帮变形的分形维数和最大Lyapunov指数,并用Lyapunov指数法预测了软岩巷道的后期变形.研究结果表明:软岩变形具有混沌特性,混沌理论能较好地反映软岩巷道的变形与破坏特征;用重构相空间方法,能充分揭示软岩巷道变形与能量释放规律,据此可确定二次复喷时间;软岩巷道变形在相空间相邻点的距离以指数形式发展,当岩体变形达到最大屈服应变时便产生破坏,以此便可预测和分析巷道的稳定性.     

堆石料湿化变形特性试验研究

针对堆石料的湿化变形特性研究是堆石体应力应变分析的一个重要问题,在三轴试验的基础上,对某工程堆石料湿化变形与应力应变关系进行了初步探讨与分析,得出了堆石料湿化变形规律。     

深基坑桩-锚支护稳定性模拟研究

以分析深基坑支护理论为基础,概述了常用的几种计算基坑受力与变形的方法和有限元理论,以石家庄市某工程为例,将深基坑的支护与开挖简化为平面应变问题进行了FLAC软件数值模拟计算,根据计算结果,分析了支护结构的受力和变形规律,并通过调整桩长作了进一步计算,以分析桩长对支护结构变形的影响,得出合理的模拟结果,验证了有限元模拟的合理性。     

基于椭圆–抛物双屈服面模型的砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料应力应变分析

砂–聚苯乙烯颗粒轻质填料由工程细砂和聚苯乙烯颗粒按一定比例混合形成,有利于节省胶凝材料、降低土工填料附加应力和减小地基沉降,探讨该材料的应力应变关系对指导其工程实践变得尤为重要。基于椭圆–抛物双屈服面模型,推导了考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程,结合轻质填料三轴固结排水剪切试验中的应力应变特性,分析了所推导的应力应变增量形式方程的合理性。研究发现,基于椭圆–抛物双屈服面模型的考虑轻质填料配比和围压特征的应力应变增量形式方程能较好地拟合材料偏应力–轴向应变–体变规律,能较好地反映材料的弹塑性、剪胀性和剪缩性,并结合轻质填土的变形机理给予相应解释。     

基于分数阶微积分岩石的动态变形行为研究

为了更合理地描述岩石环向与轴向动态变形之间的关系,从分数阶微积分出发,在黏弹性应力–应变组合模型理论基础上,提出环向–轴向应变分数阶黏壶及环向–轴向应变关系的黏弹性组合模型,构建了基于分数阶微积分的岩石在静动态压缩及循环荷载条件下环向–轴向应变关系模型,并给出了模型的解析解,从而得到的分数阶体积应变公式可以作为体积应变求解的新方法。基于多种岩石、混凝土及石膏的实验数据,对分数阶微积分环向–轴向应变关系模型的参数进行拟合分析,对模型参数进行了敏感性分析,揭示了围压、应变水平、分数阶导数阶数及模型参数对环向应变的影响规律。结果表明环向–轴向应变关系模型不仅可以更好地反映岩石体积变形的减缩减胀特性,而且能够描述岩石在循环荷载及动态压缩条件下变形规律。     

煤岩串联组合模型及冲击地压机理的研究

用两体相互作用理论和RFPA2D系统对煤岩组合模型的变形与破裂过程进行了理论和数值试验研究。理论分析表明利用煤岩组合试样可以反映冲击地压过程中的基本力学现象。数值试验考虑了煤岩组合模型中岩石体积含量对于两体最终破裂过程的影响,得到了组合试样的应力-应变曲线和破裂过程中应力场和声发射的分布规律,并把数值和理论结果进行了对比分析。最后,应用数值模拟系统对矿柱示例进行了模拟分析。     

混凝土连续板火灾后力学性能试验及理论分析

为研究受火跨位置和数量对混凝土连续灾后板力学行为影响,对一块常温连续板和五块混凝土灾后连续板开展力学性能试验,分析灾后板裂缝、变形、混凝土和钢筋应变以及灾后破坏模式等规律。基于塑性铰线理论,提出混凝土双向板破坏模式和椭圆方程,推导板块内力平衡方程,建立灾后板剩余承载力计算方法,并与其他方法计算结果进行对比分析。结果表明,相比常温板屈服线延性破坏模式,灾后板易出现脆性破坏,即加载点或内支座处冲切破坏,特别是爆裂严重工况。相比混凝土或钢筋应变破坏准则,变形破坏准则l/50更适用于确定灾后板剩余极限承载力。此外,本文方法可用于确定灾后板剩余极限承载力,计算结果偏于保守。对于灾后板,应分别采用弯曲理论和冲切理论进行剩余承载力分析,两者最小值可作为剩余极限承载力。     

T型焊接构件固有应变规律的研究及应用

T型焊接构件具有重量轻、节约材料和成本投入少的优势,在多个行业和领域中都发挥着重要的作用。但在焊接的过程中,会发生变形的状况,无法保障构件的形状、尺寸精度,必须要进行后期矫形工作,降低生产加工效益。本文主要阐述了固有应变理论的发展及应用现状,总结了T型接头焊接固有应变规律,以期掌握固有应变分布规律,提高T型焊接构件的精确度,降低制造成本费用。     

基岩中树根桩抗拔性能数值模拟研究

通过数值模拟方法,对基岩中树根桩的抗拔性能进行了研究,分析了树根桩及地基的变形、应力、应变规律,为类似条件下的树根桩抗拔设计提供了理论基础与参考依据。     

Mean deformation tensor and mean deformation ellipse of an excavated tunnel section

Terzaghi, based on graphical methods, introduced the concept of the deformation ellipse as a tool to understand and visualize the deformation of tunnel sections after their excavation, originally assumed as perfect circles. The deformation ellipse gave the opportunity to pass from a set of displacement data expressing the convergence of a tunnel section in a complicated and occasionally mutually inconsistent way, to the concept of deformation of a circle to an ellipse, and thereby to understand the pattern and the changes of the pattern of deformation of a tunnel during its excavation, and search for the causes of this change. Nevertheless, because of its graphic character and limitation in the available data, this approach seems to have rarely been used.In this paper we present analytical solutions for the mean tensor of deformation and of the mean deformation ellipse of a tunnel section, regarded as a deforming, pure mathematical curve. This transformation of a circle to an ellipse corresponds to the strain due to re-arrangement of stresses just after the section excavation, and hence describes the deformation of the surrounding rockmass and of support, independently of any stress-focusing models and measurements. This technique can be used for all types of geodetic and geotechnical monitoring data (tape, extensometer, total station, laser scanner etc. measurements) in tunnels and other underground excavations and its only requirements are (a) uniform, plane strain conditions in each control section during and shortly after the underground excavation, and (b) a nearly uniform distribution of observations along the tunnel section. Uncertainties in estimates permit to confirm whether the adopted model of a mean deformation ellipse is suitable to describe the deformed excavation section. The robustness and value of this approach are highlighted in two case-studies.     

灰色预测在基坑变形监测中的应用

建筑基坑施工中,变形监测是基坑是否安全的重要环节,将灰色系统理论应用于基坑变形监测的数据分析,结合工程实例,可进行变形预测结果的分析和检验,进而证实基坑位移变形分析中采用灰色GM(1,1)预测方法的可行性。该方法的拟合度较高,有其适用性。     

An improved treatment of mixed interpolation functions in eight-node assumed natural strain shell element for vibration analysis

In this article, we investigate the vibration analysis of plates and shells, using an eight-node shell element that allows for the effects of transverse shear deformation and rotary inertia. The natural frequencies of plates and shells are presented, and the forced vibration analysis of plates and shells subjected to arbitrary loading is carried out. In order to overcome membrane and shear locking phenomena, the assumed natural strain method is used. To improve the eight-node shell element for free and forced vibration analysis, a new combination of sampling points for assumed natural strain method was applied. The refined first-order shear deformation theory based on Reissner–Mindlin theory, which directly addresses the transverse shear deformation without a shear correction factor, is adopted for the development of a new eight-node assumed strain shell element with rotary inertia effect. In order to validate the finite element numerical solutions, the reference solutions of plates based on the first-order shear deformation theory are presented. Results of the present theory show good agreement with the reference solutions. In addition, the effect of damping is investigated on the forced vibration analysis of plates and shells.     

屈服面角点奇异性的非平滑处理对塑性应变的影响

Mohr-Coulomb屈服面的边界角点奇异性问题,使得屈服面在这些部位的微分出现不连续现象,给数值分析带来了诸多困难,针对此问题,平滑及非平滑处理方法得以应用,其中,非平滑处理方法中的回代求导法和塑性应变增量求和法等因易于实现而应用较多。这些方法精度的研究多相对于某些典型算例而进行的,而对于塑性应变的发展遵循何规律,非平滑处理方法对塑性应变产生何影响,如何评价这种影响效应等等问题尚未在理论上被深入研究。为此,在传统塑性位势理论的框架内对塑性剪应变的发展规律,以及通过非平滑处理后塑性剪应变的发展规律进行了理论研究。研究发现,在角点奇异性屈服面的非平滑处理方法中,最终推导出的塑性剪应变出现不连续现象。通过对这一现象进行的理论研究和定量分析,结果表明:非平滑处理对塑性应变存在影响效应(即不连续效应),故对于具体问题,应具体分析这些方法的影响效应,具体评估其计算结果的可靠性和对相应问题的适用性,以便正确选择所采用的处理方法。     

复合地基褥垫层作用的模拟与模型试验的对比

应用ANSYS数值模拟、物理模型试验相结合的方法，对复合地基褥垫层的作用随厚度变化的规律进行了研究，在数值模拟结果的基础上，以物理模型试验对数值模拟的结论加以验证。     

基于有限元理论的建筑物变形监测精度指标的确定

以确定建筑物变形观测的允许变形值为目标,通过将建筑物的变形观测误差作为等效荷载纳入荷载组合,运用有限单元理论,求得最不利荷载组合值下的极限变形值,从建筑物上部结构受力特点出发,介绍建筑物变形观测精度指标的确定方法。     

分层开挖基坑影响建筑物沉降的数值模拟

以秦皇岛长城公司综合办公楼深基坑工程为例,运用大型通用分析软件ADINA,模拟分析了其呈现的变形性状的变化规律,并改变建筑物模型距离基坑的距离为5m,10m,15m,20m的情况,对每种情况进行分析模拟,得出其变形规律。     

基于过程突变理论的监测数据动态检验模型研究

粗差的客观存在严重影响建筑物变形监测数据监测结果的正确性,采用单一性的检验方法,很难得到理想的粗差检验结果,几种方法的合理搭配,往往能确保建筑物变形监测数据检验结果的可靠性。本文基于过程突变理论建立了建筑物变形监测数据的动态检验模型,计算过程简单、算量小,尤其在实时形变监测系统连续实时动态显示监测数据、数据量巨大的情形下结合关联分析检验法对建筑物变形监测实测数据进行异常值判断、突变值标识以及趋势性变化识别效果显著,从而极大地提高了自动化监测系统的实用性,为得出建筑物的整体性状结论提供辅助决策,有效地确保了建筑物的安全。     

基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明：考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的509／6以上,且该比例随时问呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顸层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。