基于统计和塑性区的隧道深浅埋划分方法研究

我国现行公路、铁路隧道规范中隧道深浅埋分界深度公式是基于小跨度隧道的统计资料得出的回归公式,该公式对于跨度较大的隧道的适用性存在明显的不足。笔者通过对隧道规范建议的深浅埋分界深度与对应深度的塑性区半径进行回归分析,拟合出了两者之间的关系式;将拟合出来的关系式带入圆形隧道的塑性区理论式中,获得了隧道深浅埋划分深度的新的计算公式。将本文方法计算结果与现场实测资料和模型试验进行对比,验证本文公式的科学合理性。对比结果表明:(1)在大跨度时本文计算结果与统计结果和模型试验结果十分吻合;(2)在小跨度时本文计算结果与规范计算结果十分吻合。因此,本文方法为在围岩等级较低情况下的深浅埋分界深度计算提供了新的思路和计算方法。     

改进的库尔曼图解法及其在土压力计算中的应用

对库尔曼图解法进行了改进 ,通过巧妙的作图 ,结合几何和物理两方面的关系导出了库仑主动土压力公式的另外一种表达形式 ,并由此得出了一种新的土压力图解法。和原库尔曼图解法相比 ,改进的方法计算量大大减少 ,作图更加方便 ,所得结果更加精确。算例表明 ,该方法所得的结果和库仑主动土压力理论公式所得到的结果吻合得非常好     

水下混凝土短柱正截面承载力计算

根据普通混凝土构件正截面承载力的通用计算模型,本文建立了水下混凝土短柱正截面承载力计算的一般方法,得出的计算值与试验值吻合较好.根据现行普通混凝土结构设计规范,本文提出了水下混凝土短柱正截面承载力的简化计算公式,运用此公式计算出的结果与试验值吻合很好,说明此公式适用于水下混凝土短柱.最后得出现行普通混凝土规范给出的正截...     

浅圆仓仓壁侧压力分析

本文提出一种计算浅圆仓侧压力的力学模型 ,并推导出新的计算公式。其计算结果与实测值符合良好。此公式计算简单 ,适用范围广 ,为浅圆仓的设计提供了一种合适的计算方法。本文还比较并检验了库仑公式的计算结果     

大直径浅圆仓贮料侧压力实用计算方法

大直径浅圆仓是一种新仓型 ,其仓壁压力的计算是设计者十分关心的问题。本文提出一种大直径浅圆仓贮料侧压力的实用计算方法 (与挡土墙理论比较 )———按体积比折算的“折算库仑公式”。这种方法不仅概念明确、计算简单而且与实测值吻合良好。     

桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析

依据桁架拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明：桁架拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。     

单桩竖向承载力的计算方法探讨

由桩基规范公式得出的单桩承载力,在部分工程实例中与实际值相差甚远。该文在对桩基规范公式进行分析并与工程实例进行对比的基础上,引用浅基础计算理论,提出了一种不同的桩基竖向承载力计算方法,由此得出的计算结果与试验结果吻合较好。     

《土木建筑与环境工程》04/2013桁架-拱模型用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算分析

依据桁架一拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架-拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明：桁架-拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。     

受弯构件钢筋应变不均匀系数的计算分析

通过对钢筋混凝土受弯构件正常使用极限状态计算公式中钢筋应变不均匀系数的分析和研究,建立了钢筋应变不均匀系数的简化计算模型,并推导出简化计算公式,其计算结果与现行规范[1]给定的经验公式的计算结果相当吻合。为现行规范的经验公式提供了一种新的理论计算方法。     

矩形高层建筑横风向风振响应简化计算

基于风洞试验数据和随机振动理论,本文提出了矩形高层建筑横风向风振响应简化计算公式,这些简化公式的提出将求高层建筑横风向风振响应的复杂积分变为方便的代数运算。本文应用这些简化公式对大量的矩形高层建筑实例进行了计算、分析。将本文提出的简化公式计算结果与积分计算结果比较,相对误差基本上在5%以内,因此本文提出的公式有较高的精度。用本文简化公式计算得到的高层建筑横风向风振响应与日本建筑荷载规范、加拿大国家建筑规范计算得到的横风向风振响应比较,总体上差异较小。由于本文提出的简化公式所依据的风洞试验模型和数据较为精细,因此本文简化公式有相当高的可靠性与合理性。     

平底圆形钢筒仓稳定性设计-储料荷载

本文介绍了国外五套钢筒仓荷载规范^[1-5]，并与我国新出版的《粮食钢板筒仓设计规范》^[6]进行了比较．比较结果表明，我国规范只考虑中心装料和中心卸料时荷载的轴对称部分而忽略非轴对称分布对结构行为的影响．对轴对称荷载，我国规范中的竖向摩擦力明显比国外同类规范小，而水平压力修正系数却比国外同类规范大．对常见筒仓(H／D=2，D=20米)和常见储料(小麦)，仓底竖向摩擦力为国外同类规范值的48％～85％；水平压力修正系数却比国外同类规范大33％～54％．因此，我国《粮食钢板筒仓设计规范》在设计出更加经济钢筒仓的同时，也隐含着不安全的因素．本文的结果可为今后编制和修订同类筒仓设计规范提供参考．     

浅圆仓侧压力计算的虚位移法

浅圆仓散料侧压力一般采用Rankine和Coulomb土压力理论计算,而Rankine理论和Coulomb理论适合于直线挡墙。散体不同于流体,其对侧墙有摩擦力作用,侧压力沿高度的分布不可能是线性的。基于此,依据能量原理,考虑仓壁摩擦,按虚位移法,得到浅圆仓侧压力的计算公式。通过算例,将计算结果与实仓试验结果、Rankine和Coulomb公式计算结果、有限元计算结果进行对比,表明本文计算方法是合理的。     

钢筋混凝土筒仓侧压力的计算与测试

讨论了钢筋混凝土筒仓仓壁的基本压力及动态压力的确定问题。考虑到筒仓卸料时，仓体内的应力状态及侧压力系数随深度变化的实际情况，建立并求解了微分方程，得出仓壁的动态压力的实用计算公式，并进行相应的筒仓模型试验，测试值与理论计算值基本上相吻合。为钢筋混凝土筒仓的设计和筒仓规范修订提供了理论依据和可靠试验数据。     

钢筋混凝土筒仓库侧卸料静动态压力分布研究

筒仓储料的反复装卸使得筒仓磨损、开裂甚至倒塌等事故频繁发生,因此,能够更加精确地计算出贮料侧压力在筒仓的设计中显得尤为重要。本文对筒仓储料的静态和动态侧压力的分布规律做了相关研究。本文对流动贮料作用下钢筋混凝土筒仓侧壁压力分布进行了非线性有限元分析。分析中采用Drucker-Prage模型模拟贮料,考虑了贮料的大变形,通过设置接触来模拟贮料与筒仓之间的边界条件,对浅仓(库侧卸料)的静态贮料侧压力和动态卸料侧压力进行了求解,并与我国筒仓规范(GB 50077-2003《钢筋混凝土筒仓设计规范》)、美国筒仓规范(ACI 313-97)、德国筒仓规范(DIN 1055-6(1987))的计算结果进行了分析对比。分析结果显示,各国的筒仓静态及动态贮料侧压力分布均有所差别,并针对我国的计算以及设计方法提出了相关建议。     

土体应力状态下主动土压力分布研究

土压力问题一直是支挡结构设计的重要依据之一,经典土压力理论的假设条件会对实际工程的设计造成误差。在经典理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了考虑墙背摩擦情况的侧土压力系数和土压力应力分布计算表达式,通过与Tsagareli砂性土模型试验实测土压力分布对比,说明了本文方法的合理性,并结合算例分别计算了平面破裂面假定和圆弧破裂面假定情况下土压力及其分布。计算结果表明,取库伦搜索真实破裂面的平面假定时,侧土压力系数为常数,土压力与库伦理论结果一致,为线性分布。取最危险圆弧滑动面的曲面假定时,侧土压力系数呈先增大后减小的变化特点,土压力为非线性分布。     

钢筋混凝土筒仓仓壁侧压力的研究

本文讨论钢筋混凝土筒仓仓壁的基本压力及卸料时由于整体流动引起仓壁的动态压力的计算问题。考虑到筒仓卸料时，侧压力系数随仓体深度变化这一实际情况，建立了微分方程，得出仓壁的动态压力的计算公式。并进行了数值计算，其结果与模型筒仓试验测得的侧压力数值相接近。     

环锥型散体材料对筒仓侧壁的主动侧压力

采用楔体极限平衡分析方法,提出了环锥型散体材料对仓壁侧压力的计算方法。结果表明:由于没有考虑环锥型堆料特点,规范方法所得的侧压力系数、最危险滑裂面与水平面夹角与由环锥型所得到的有一定区别:当筒仓高径比较小时,规范方法所得的侧压力系数比由环锥型所得的侧压力系数小,当高径比较大时,规范方法所得的侧压力系数比由环锥型所得的侧压力系数大;随着筒仓高径比的增大,两种方法所得的侧压力系数均逐步减小,规范方法与本文方法所得的侧压力系数比值逐步增大。     

一种新浅圆仓散料侧压力非线性分布分析

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,采用楔体单元模型,考虑了楔体侧面法向力的作用,基于滑动楔体极限平衡方法,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。文中公式由于考虑了模型侧面法向压力的作用,理论基础更加完善,与实测数据符合更加良好,与现有其它方法比较也显现出该方法的优越性。     

考虑中间主应力效应的筒仓侧压力计算

首先基于真三轴强度准则即Drucker-Prager准则、Matsuoka-Nakai准则、Lade-Duncan准则和统一强度理论推导了平面应变状态下4种考虑中间主应力效应的侧压力系数表达式,并给出各自的适用条件,进而将其应用于深仓和浅仓的侧压力计算,最后将计算结果与已有试验数据以及多国规范值进行了比较和验证。结果表明:深仓和浅仓侧压力计算的强度准则效应均很显著,中间主应力效应越强,对应的侧压力越小;对于深仓,欧洲规范计算结果最为保守,中国规范、参数b=0时统一强度理论以及Mohr-Coulomb准则三者的计算结果相同;对于浅仓,修正Coulomb理论计算结果最为保守,Rankine理论与参数b=0时统一强度理论的计算结果相同;4种真三轴强度准则均不同程度反映了中间主应力的影响,参数b=0时统一强度理论偏于保守,Drucker-Prager准则偏于危险,Lade-Duncan准则与试验数据吻合最好。