基于双剪强度准则的拉压异性材料厚壁圆筒的极限分析

本文运用双剪强度屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料厚壁同筒进行了极限分析,得到了依赖于材料拉压比的弹性极限载荷和塑料极限载荷公式,分析结果表明,材料拉压屈服强度的不同对结构承载能力有一定的影响,所得到的极限载荷公式可供设计人员参考。     

碾压混凝土层面断裂及劈拉破坏试验研究

通过用不同工况的碾压混凝土试件近似模拟碾压混凝土初凝前层面、中间型层面和终凝后层面及本体形式并进行Ⅰ型断裂试验。通过对试验结果进行分析，总结了各种层面形式的断裂韧度的规律，比较了层面处理方式和间隔时间对于层面断裂性能的影响。同时进行了层面劈拉试验，并比较了层面Ⅰ型断裂特性与抗拉强度特性之间的规律。得到了本体试件的失稳韧度最大，终凝后层面形式的次之，中间型层面形式的更小一些，初凝前层面形式的最小及层面相对于本体的断裂破坏比强度破坏更为脆弱的结论。     

冲击地压多参量集成预警模型及智能判识云平台

针对冲击地压成因复杂、各监测方法预警结果不一致且准确率低等问题,开展了多系统多参量集成预警模型及智能判识云平台的研究.首先建立了一种基于遗传算法的冲击地压多参量集成预警模型,以实现特定时刻下冲击危险程度的量化预警.模型集成了微震、地音、应力、电磁辐射等多源信息监测系统及“时-空-强”预警参量,通过遗传算法自动寻优迭代确定最佳预警参量组合、参量临界值及权重;然后,利用物联网、大数据、人工智能、云技术、预警参量体系、多参量集成预警模型等开发了冲击危险远程智能判识云平台,该平台由数据采集、数据传输、数据处理及可视化展示4部分组成,实现了监测数据智能挖掘、多源信息融合及冲击危险智能判识,提高了预警时效性;最后,以乌东煤矿典型近直立煤层为例,利用微震和地音监测数据及集成预警模型,构建了微震-地音系统多参量集成预警模型.应用结果表明,平台多参量集成预警模型集成了“时-空-强”多维预警参量和多源多频监测系统的优势,冲击危险预警能力优于单一预警系统,给现场相关人员提供了高效的防治决策依据.     

钢筋砼圆板和轴对称球扁壳基于双剪屈服准则的极限分析

文章导出了基于双剪屈服准则下的钢筋混凝土圆板和球扁壳的屈服条件,并利用此屈服条件求解了极限荷载。     

钢筋混凝土牛腿拉压杆模型受剪承载力分析

根据塑性下限原理,拉压杆模型只需满足平衡条件和屈服准则,因此多用于结构截面应变呈非线性分布的情形。本文介绍了利用拉压杆模型进行混凝土结构"D"区承载力设计的原理,对比分析了欧洲规范EN 1992-1-1和美国规范ACI 318-11及我国现行规范中关于拉压杆模型的计算方法。结合试验实例,利用拉压杆模型进行了钢筋混凝土牛腿的受剪承载力计算和分析,该方法的计算结果与试验结果的符合性较好。     

压印接头强度的有限元模型及理论计算方法

建立了压印接头拉剪强度模型并提出接头强度的理论计算方法。建立了压印连接成形的二维模型,模拟压印成型过程并分析金属流动规律,模拟结果与试验结果一致。由压印连接过程的模拟结果得到压印接头的三维模型,由此三维模型模拟接头的拉剪过程,得到接头的载荷-位移曲线和失效形式,模拟结果与试验结果一致,求解误差为3.4%。根据压印接头拉剪的两种失效形式(颈部断裂失效和上下板分离失效),提出了压印接头的理论计算公式。并由12种压印接头对计算公式进行验证,求解结果与试验结果吻合,最大强度误差为8.9%。     

开挖作用下滑剪破坏下盘边坡扰动范围计算及稳定性评价方法（英文）

滑剪破坏型下盘边坡是矿山工程中经常出现的一种顺层边坡,具有突发性强、破坏范围广的特点。如何快速、准确地确定开挖塑性扰动区并评估其稳定性对边坡安全控制至关重要。本文首先通过数值模拟揭示了该类边坡的破坏模式和特征。然后,根据其破坏模式,建立了描述开挖扰动区的数学方程。最后,提出了一种计算下盘边坡开挖扰动区和稳定性的力学截断新方法(MTM)。主要结果有,MTM方法考虑岩体单轴抗压强度,计算过程无需一般极限平衡方法需要的多次循环迭代,计算过程简便。MTM方法可以准确地表征扰动区,计算得到的极限边坡高度、扰动厚度和安全系数与数值模拟结果较吻合,且评价结果比数值模拟更安全。扰动区的最大厚度决定了锚索锚固端的深度,分区是为了指明加固的重点范围。该方法为下盘边坡的工程施工和监测提供指导。     

基于Hoek-Brown准则和极限分析的极软岩临坡地基承载力计算方法及应用

关于临坡地基承载力问题的讨论大多集中于土质边坡的情况,而对岩质边坡,特别是软岩边坡的临坡地基承载力,甚少涉及。文中讨论了极软岩厂址区的临坡地基承载力问题,采用压缩波速计算Hoek-Brown准则的各个参数,并反算岩体的摩尔-库伦抗剪强度指标,用平板载荷试验结果验证了参数的合理性;简述了极值分析的上下限定理,并将之应用于极软岩临坡地基承载力的计算;根据计算结果对极软岩边坡进行了加固,极限分析结果表明加固后极软岩临坡地基承载力满足要求。文中提出的方法为极软岩岩质边坡临坡地基承载力的计算提供了一个新的数值方法。     

Methodology for the estimation of expansive cement borehole pressure

This work is part of a multi-phase project which aims to develop a sound methodology for rock fragmentation in underground mines using expansive cement. More specifically, it is the first phase of the project which focuses on laboratory tests to investigate the mechanical performance of expansive cement, also known as soundless chemical demolition agents(SCDA). This paper reports the results of laboratory tests conducted on instrumented thick-walled cylinders filled with expansive cement. Expans...     

结构可靠度分析的响应面法和随机响应面法的比较

从拟合功能函数方法、计算精度与效率、收敛性等方面对响应面法和随机响应面法进行了系统地分析.算例表明:与响应面法相比,随机响应面法实现了真正意义上的非侵入式分析.响应面法采用二次多项式响应面函数仅仅在验算点附近能较好地拟合真实功能函数,而随机响应面法采用高阶Hermite随机多项式,能在整个空间上很好地拟合真实功能函数.当随机变量个数较少时,随机响应面法的计算精度和效率均优于响应面法.并且随机响应面法可进行自身的收敛性分析,确定最优阶次的计算结果作为精确解,其收敛性也优于响应面法.     

用于固液界面减阻无氟超疏水表面制备新方法

现阶段超疏减阻表面常用低表面能的氟化剂制备不绿色环保,为实现超疏水减阻表面的无氟化,提出一种可用于固液界面减阻的无氟铝合金超疏水表面制备新方法.首先,采用化学腐蚀技术在铝合金基底上快速制备微纳量级表面粗糙结构,再利用天然松香溶液和炭黑悬浊液进行表面修饰改性处理,替代传统氟化物.在表征上,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和X射线能谱分析(EDS)来分别表征微观结构尺寸、表面润湿性和元素分析.通过不断优化表面结构和修饰溶液浓度,在铝合金样品上制备出接触角为155°,滚动角为1.38°处于Cassie模型状态的超疏水表面.结果表明:所构建的无氟超疏水表面经受80次浸没取出循环完整性良好,此外在速度为1.4 m/s连续水滴冲击3 h后仍保持良好的超疏特性;通过减阻冲刷实验装置测试,在0.5～3.5 m/s冲刷流速范围内,本方法制备的无氟超疏表面可达到20%～30%减阻率,从而验证了新方法在超疏减阻应用中的有效性.整个制备过程简单、成本低廉且无氟环保,利于规模化生产应用.     

Parameter estimation method based on parameter function surface

By analyzing the structure of the objective function based on error sum of squares and the information provided by the objective function, the essential problems in the current parameter estimation methods are summarized: (1) the information extracted from the objective function based on error sum of squares is unreasonable or even wrong for parameter estimation; and (2) the surface of the objective function based on error sum of squares is more complex than that of the parameter function, which indicates that the optimal parameter values should be searched on the surface of the parameter function instead of the objective function. This paper proposes the concept of sample intersection and demonstrates the uniqueness theorem of intersection point (namely the uniqueness of optimal parameter values). According to the characteristics of parameter function surface and Taylor series expansion, a parameter estimation method based on the sample intersection information extracted from parameter function surface (PFS method) was constructed. The results of theoretical analysis and practical application show that the proposed PFS method can avoid the problems in the current automatic parameter calibration, and has fast convergence rate and good performance in parameter calibration.     

Numerical simulation on borehole breakout and borehole size effect using discrete element method

Estimation of horizontal stress magnitudes from borehole breakouts has been an attractive topic in the petroleum and mining industries, although there are critical research gaps that remain unfilled. In this paper, numerical simulation is conducted on Gosford sandstone to investigate the borehole breakout and its associated borehole size effect, including temperature influence. The discrete element method(DEM) model shows that the borehole breakout angular span is constant after the initial formation,whereas its depth propagates along the minimum horizontal stress direction. This indicates that the breakout angular span is a reliable parameter for horizontal stress estimation. The borehole size effect simulations illustrated the importance of borehole size on breakout geometries in which smaller borehole size leads to higher breakout initiation stress as well as the stress re-distribution from borehole wall outwards through micro-cracking. This implies that the stress may be averaged over a distance around the borehole and breakout initiation occurs at the borehole wall rather than some distance into the rock.In addition, the numerical simulation incorporated the thermal effect which is widely encountered in deep geothermal wells. Based on the results, the higher temperature led to lower breakout initiation stress with same borehole size, and more proportion of shear cracks was generated under higher temperature. This indicates that the temperature might contribute to the micro-fracturing mode and hence influences the horizontal stress estimation results from borehole breakout geometries. Numerical simulation showed that breakout shape and dimensions changed considerably under high stress and high temperature conditions, suggesting that the temperature may need to be considered for breakout stress analysis in deep locations.     

Roof collapse of shallow tunnels with limit analysis method

A new failure mechanism is proposed to analyze the roof collapse based on nonlinear failure criterion. Limit analysis approach and variational principle are used to obtain analytical findings concerning the stability of potential roof. Then, parametric study is carried out to derive the change rule of corresponding parameters on the influence of collapsing shape, which is of paramount engineering significance to instruct the tunnel excavations. In comparison with existing results, the findings show agreement and validity of the proposed method. The actual collapse in certain shallow tunnels is well in accordance with the proposed failure mechanism.     

可靠性模型自助参数估计法

为了提高可靠性模型参数估计精度,在分析传统可靠性模型的基础上,指出传统的最小二乘法估计和逐次线性概似估计因受随机变量假设分布的限制存在一定的局限性.用自助法给出了可靠性模型的参数估计,包括点估计和区间估计.计算结果表明:自助法所得参数的估计区间、标准差及模型标准残差均小于传统回归法所得结果.在可靠性模型参数估计中,自助参数估计法通过增加模拟次数可快速逼近参数真值,方法快速、有效,可提高模型精度.     

非线性模型参数估值的Excel方法

给出了非线性模型参数估值的Excel方法 ,不用编程 ,特别简便 ,速度快 ,具有较强的实用性 .     

有限元与极限平衡法在土坡稳定性分析中的综合应用

天津港埠四公司散化肥库建于三面环海的突堤上，边坡稳定问题成为该工程的关键．为了从理论上论证该工程的可行性，首次将有限元法与传统的极限平衡法结合使用，对打桩后的岸坡稳定安全系数进行了计算，为工程建设提供了可靠依据．     

基于滑面应力场修正的改进极限平衡法

结合极限平衡条分法和有限元法的各自优点,提出从有限元法的分析结果中提取出滑动面上的应力分布,然后通过转化求得滑动面上的正应力分布,以此正应力作为边坡滑动面上的初始应力。引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正,把修正后的滑动面正应力带入极限平衡方程组中,经简单迭代计算,求出未知参数和边坡的安全系数。通过对工程实例的稳定性计算,对比分析该方法和其他常用方法的计算结果,验证了该方法的合理性,其计算结果能够真实反映边坡的稳定状态。