移动荷载下正交各向异性地基无限大板的动力响应

以薄板理论和弹性动力学理论为前提,以位移分量为基本未知量,建立了直角坐标系下的移动谐振荷载作用下正交各向异性地基上覆无限大弹性板的力学模型和动力微分方程;然后用坐标变换和Fourier积分变换,且引入边界条件,推导了移动荷载作用下无限大板的挠度和薄板与地基之间的接触应力的积分形式解。基于推导的理论方法,编制了相应的计算程序,并对薄板表面作用线性谐振荷载问题进行了算例分析,验证了方法的正确性。最后,对移动谐振荷载作用下公路路面板的动力响应进行了参数分析,研究了土体参数、板参数、荷载速度、荷载频率对其影响规律。结果表明:土体的各向异性、板厚、板的弹性模量、荷载移动的速度和振动频率对板动力响应影响很大。     

开挖卸荷引起下卧已建盾构隧道的纵向变形研究

开挖卸荷引起的下卧已建盾构隧道纵向变形是城市基础设施建设面临的热点和难点问题。将已建盾构隧道视为三参数Kerr弹性地基上的无限长梁,采用两阶段法研究基坑开挖卸荷引起下卧盾构隧道的纵向变形。对简化弹性空间法获得的地基参数进行讨论,通过与有限元模拟结果对比确定了合适的Kerr地基模型参数选取,并对Winkler、Pasternak与Kerr 3种地基模型的模拟结果进行了对比。为获得更合理的上方卸荷引起的隧道响应,推导并求解了考虑隧道侧向土体对隧道作用的平衡微分方程,解析结果与有限元结果基本吻合,与工程实例监测数据对比,验证了方法的有效性。研究表明：相对于Winkler与Pasternak模型,Kerr地基模型更具优越性;对通过简化弹性空间法得到的地基参数进行适当修正可以使弹性地基模型的模拟结果更理想;隧道侧向土体对隧道的作用比较显著,应在计算中考虑。     

层状粘弹性地基动力响应的样条半解析法

提出应用样条半解析法求解层状粘弹性地基的动力响应。首先将位移函数表示为一次样条函数与Fourier级数的乘积形式 ,并使其满足无穷远处的边界条件 ,根据复阻尼理论的拉格朗日方程 ,使问题归结为求解若干次低阶复代数方程。在此基础上求解了落锤式弯沉仪 (FWD)所记录的荷载作用下的层状粘弹性地基动力响应。数值结果表明 ,该方法具有较高的精度。从而为落锤式弯沉仪 (FWD)检测路面提供了理论基础。     

Torsional vibrations of a cylindrical foundation embedded in a saturated poroelastic half-space

Considering the interactions between an embedded foundation and saturated soil, the torsional vibrations of a cylindrical foundation embedded in a saturated poroelastic medium are analyzed in this paper. Both a rigid foundation and an elastic foundation are considered. Assuming both the side surface and the bottom surface of the foundation are perfectly bonded to soil, the reaction torques that the side soil and bottom soil acting on the foundation can be gained from basic dynamic equations of the poroelastic medium. According to the dynamic equilibrium equations of a foundation under harmonic torque, the torsional vibrations of an embedded cylindrical foundation are presented. Besides, the angular amplitude of the foundation, the equivalent stiffness and damping coefficients of the soil are expressed explicitly. Selected examples are presented to investigate the influence of relevant parameters on the torsional vibrations.     

弹性地基梁的有限元分析及其工程应用

基于弹性地基梁原理,采用有限元软件ANSYS,建立龙门吊轨道基础与弹性地基相互作用的模型,得到模型在吊车移动荷载作用下的内力及基底压力的包络图,并对有伸缩缝和无伸缩缝时的两种情况进行了对比分析,得到了有益的结论,对后续的基础设计工作有重要指导作用。     

弹性地基板分析的局部Petrov-Galerkin方法

利用弹性地基板控制微分方程的等效积分对称弱形式和对解变量(挠度)采用移动最小二乘近似函数进行插值,研究了无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法在弹性地基板弯曲问题中的应用。它不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,并用罚因子法施加本质边界条件。数值算例表明,MLPG方法不但能够求解弹性静力学问题,而且在求解弹性地基板问题时仍具有收敛快,精度高的特点。     

Winkler地基上带肋板计算的无单元法

用无单元法研究了Winkler地基上带肋板的弯曲问题,由移动最小二乘法和变分原理导出了地基板的无单元法刚度矩阵,编制相应的无单元法计算程序,并给出算例,结果表明方法可行,且具有更广泛的工程应用前景.     

弹性地基上矩形水池结构计算的研究现况综述

关于矩形水池的结构计算,目前在实际工程中多考虑采用简化的计算方法,即采用近似的弯矩分配法,并将水池底板的地基反力视为线性分布,这种方法显然不够合理。本文对近年来国内外出现的一些较为精确的计算方法进行归纳总结,并简要分析各种方法或研究成果的应用情况。这些方法已考虑水池各板块的相互作用和弹性地基对水池的影响等问题,但还需继续完善与推广。     

Application of B. N. Zhemochkin's Method to Analysis of a Bendable Slab on an Elastic Bed

An approach that makes it possible to analyze slabs of any planform on an arbitrary type of elastic bed is outlined on the basis of symbiosis of V. Rutts' and B. N. Zhemochkin's methods; this is of utmost urgency for analysis of slab foundations. Examples are cited for the analysis of slabs on an elastic foundation bed in Cartesian and polar coordinate systems.     

基于地基反力与沉降非线性关系的地基梁研究

基于实验测量的地基反力与地基梁沉降关系数据,分别将地基和梁之间的作用力与梁的挠度拟合成线性关系和三次多项式关系,推导出非线性弹性地基梁的有限差分法基本理论方程式,并用MATLAB软件编程解出数值解。算例计算对非线性弹性地基梁和经典线弹性Winkler地基梁的挠度、转角、剪力和弯矩结果进行了对比,结果表明二者的相对误差可达到10%~30%,因此在实际工程中应尽量考虑地基反力与沉降的非线性关系。     

基坑开挖对邻近隧道纵向位移影响的计算方法

基坑开挖卸荷会对邻近隧道产生影响,因此有必要对隧道的变形进行预测,确保隧道正常运行.针对目前计算模型的分析方法未考虑基坑壁应力卸荷对隧道位移的影响,以及有限元分析过程较为复杂繁琐,提出采用Mindlin解计算基坑壁与坑底卸荷的附加应力.然后将隧道结构视为弹性地基无限长梁,将开挖引起的附加应力施加于隧道结构上,建立隧道结构纵向变形方程,从而得到隧道位移及内力的计算公式.最后,将计算方法与数值模拟算例、工程实测进行对比分析,计算结果与其较为吻合.     

弹性地基梁的弹性特征对梁内力的影响

针对文克勒弹性特征的变化对地基梁的内力影响情况进行了分析和探讨,并引入了概念弹性特征比α,总结了弹性特征的变化对内力的影响规律,以此可供相关工程设计人员结构选型时参考。     

弹性地基上厚板的计算分析

以弹性地基上Reissner板为研究对象,地基采用双参数模型,把地基效应归并到厚板的弯曲微分方程中。利用导出的双参数地基上厚板弯曲问题的基本解,从虚功原理出发,依据胡海昌的中厚板弯曲理论,推导出三个广义位移表示的边界积分方程。适用于任意边界条件、任意形状及任意荷载的薄板及中厚板的弯曲问题。文中给出了算例,并对各种参数变化进行了分析,获得了满意的结果。     

碳纤维补强公路隧道衬砌的内力计算方法

在分析碳纤维补强衬砌结构的承载机理基础上,对带缝工作的公路隧道衬砌结构提出了一种内力计算方法,特点为将裂损衬砌视为铰接拱形衬砌结构,补强后的衬砌视为无铰衬砌结构,文中给出了计算内力的解析式,为碳纤维补强衬砌的设计计算提供了一种理论解,并通过工程实例表明了无铰拱形衬砌结构能改善结构的受力性能,增强结构的承载能力.     

移动荷载作用下双参数弹性地基板动力响应分析

同时考虑干扰源的运动性和随机性,对双参数弹性地基上的无限大Kirchhoff薄板的动力响应进行了研究。获得了运动的确定性和随机性的点源作用下双参数弹性地基上无限大Kirchhoff薄板的Green函数、脉冲响应函数、频率响应函数和位移场的理论解。详细分析了随机动力响应的时域统计特性。在随机性问题的研究中,发现地面系统对运动平稳随机载荷作用下的随机响应不再是平稳过程。为今后进行地面结构可靠度设计和疲劳设计提供了一定的理论依据。     

弹性地基上正交各向异性板的无网格局部Petrov-Galerkin法分析

基于经典板理论和对挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值,进一步研究无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法在弹性地基上正交各向异性板弯曲问题中的应用。分析中,本质边界条件采用罚因子法施加,离散的线性方程从Winkler弹性基支正交各向异性板控制方程的局部积分对称弱形式中得到。通过两个数值算例,表明用MLPG法求解弹性地基上正交各向异性板弯曲具有分析简便和计算精度高等优点。     

考虑随机腐蚀作用的埋地管线地震反应分析

利用齐次马尔可夫过程模拟埋地管线腐蚀的发生,并利用线性腐蚀模型模拟埋地管线腐蚀的发展,将线性腐蚀模型中腐蚀速率考虑为确定性参数,推导给出了管线面积腐蚀率随服役时间变化的概率密度函数,并获得了管线截面面积随服役时间变化的均值和方差。在此基础上,根据弹性地基梁模型,将管线周围土体位移正交展开为余弦级数的形式,获得了地震作用下腐蚀管线位移反应和应力反应的解析表达式。对腐蚀管线地震反应进行线性展开,采用随机摄动理论推导给出了腐蚀管线在地震激励下位移和应力反应的均值和标准差。利用上述分析模型对一根200 m长的埋地管线进行了实例分析,结果表明建议模型可以反映管线面积随服役时间的变化规律,并能反映腐蚀管线在地震作用下位移反应和应力反应的基本概率特征。     

移动荷载下机场刚性道面惰性点影响因素分析

在原有惰性点理论静力分析的基础上,结合Kirchhoff薄板运动微分方程,就Winkler地基上的刚性水泥混凝土道面板在移动荷载作用下,文章对惰性点存在性进行了研究,同时分析了刚性水泥混凝土道面板惰性点在移动荷载作用下受车辆速度、面板厚度、泊松比、密度和地基阻尼等因素的影响规律。研究结果表明:在移动荷载作用下,刚性水泥混凝土道面结构存在惰性点,并且此惰性点受车辆速度、板厚影响较大,而板的泊松比、密度和地基阻尼对惰性点影响较小,可以忽略不计。移动荷载下惰性点的存在性分析结果,为下一步惰性弯沉法在移动荷载下道面结构参数反演回归分析提供了基础。     

既有管线下盾构施工地层沉降监测和位移加载数值分析

针对深圳地铁下穿电缆隧道的实例,通过采用位移加载法模拟隧道开挖效应和弹性地基梁理论分析管土相互作用,提出将地铁上方的既有隧道视为大管径管线考虑,分析了地铁左线施工引起的地层响应,并借助相关控制标准对电缆隧道的安全性作出评价,分析结果表明:数值计算结果与实测数据吻合较好,电缆隧道也处于安全状态,可为相关类似工程研究提供借鉴。     

弹性地基板动力响应问题的多变量样条状态空间精细法

采用样条元与状态空间精细法分析弹性地基板的动力响应量。对空间域采用样条元计算,对时间域采用状态空间精细法。在计算过程中,不解线性方程组,直接进行精细迭代计算,程序简单,效率高。同时给出了数值算例,并与其他算法进行了比较,其计算结果比较接近。