正交异性钢桥面横隔板疲劳参数敏感性分析

利用有限元软件workbench,建立了某钢箱梁正交异性钢桥面系有限元模型,以U肋-横隔板焊缝连接和横隔板弧形切口为研究对象,基于正交试验设计理论,研究了铺装层弹性模量、横隔板厚度、横隔板弧形切口半径、切口高度对两类构造细节疲劳性能的影响规律。研究结果表明:横隔板弧形切口半径、切口高度及横隔板厚度对U肋-横隔板连接处最大主拉应力影响显著;横隔板厚度对横隔板弧形切口最大主压应力影响最大;弹性模量影响均较弱。适当增加横隔板厚度及弧形切口半径能提高横隔板抗疲劳性能。     

基于正交试验设计的钢-混组合桥面系参数敏感性分析

利用大型有限元软件Workbench,建立某大跨悬索桥钢-混组合桥面系节段有限元模型,基于正交试验设计了多种组合桥面系方案,计算了自重作用下组合桥面系的挠度及应力,利用直观分析和方差分析法对构造参数进行了敏感性分析。结果表明:自重作用下组合桥面系的最大挠度出现在钢桁架上,混凝土桥面板厚度及钢桁架高度变化对最大挠度有显著影响,减小桥面板厚度或增加钢桁架高度有利于减小组合桥面系的挠度;混凝土桥面板厚度、混凝土弹性模量及钢纵梁腹板高度对钢梁最大等效应力影响显著,最大等效应力随着混凝土桥面板厚度及混凝土弹性模量的增大而增大;混凝土弹性模量的变化引起的混凝土板最大拉应力的变化最大。     

动荷载作用下采空区顶板安全厚度确定方法及其工程应用

基于Reissner厚板理论,考虑施工机械的动荷载作用,概化了采空区顶板力学模型,推导了在集中简谐动荷载作用下采空区顶板的挠度方程和内力表达式,揭示了动荷载作用下采空区顶板应力和挠度随顶板厚跨比、动荷载振动频率变化的规律。以顶板岩层抗拉强度为控制条件,推导了采空区顶板安全厚度计算公式,并结合实际工程,进行了验证分析。     

巷道复合顶板离层的影响因素敏感性分析

为分析各种因素对复合顶板离层的影响程度,选用原岩应力、巷道宽度、复合顶板岩性、复合顶板厚度及结构面黏结力和内摩擦角6个因素5水平的正交实验数值,模拟分析了不同条件的离层值和结构面分离范围.结果表明:巷道宽度和复合顶板厚度对层间离层值和结构面分离范围都产生显著影响,随巷道宽度增加和复合顶板厚度减小,离层值和结构面分离范围近于线性增加;一定范围内原岩应力、复合顶板岩性对结构面分离范围产生显著影响,对结构面层间离层有一定影响;结构面黏结力和内摩擦角对离层和结构面分离范围影响很小.     

露天矿端帮开采采硐顶板变形破坏机理北大核心

为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应力分布呈现二次抛物线轴对称分布,最大拉应力在采硐顶板底面中心位置处最大;最大拉应力和最大剪应力随着开采进度的增大不断增大,顶板底面中部位置先呈现出拉张破坏,随后逐渐转为与煤柱接触位置的剪切破坏;顶板底面的水平位移u值随着x的增大,呈现先减小,再增大,最后再减小的趋势,但侧向挤压对水平位移影响不大;顶板底面的垂直位移ν值随x呈现开口向上的抛物线变化规律,考虑竖向压缩和侧向挤压的位移绝对值|ν|明显大于仅考虑侧向挤压、未考虑侧向挤压的值。     

装配式钢板桥面连续构造力学性能研究

针对传统钢-混凝土组合简支梁桥桥面连续构造易开裂、耐久性差等缺点,采用ABAQUS有限元软件建立了新型装配式钢板桥面连续构造的有限元分析模型,研究了钢板桥面连续构造在不同荷载工况下的受力和变形特性,分析比较了桥面连续钢板的长度和厚度,以及带肋钢板与平直板钢板两种构造类型对桥面连续构造受力性能的影响。结果表明:钢板桥面连续构造能有效地改善传统桥面连续构造的受力性能;小幅度改变钢板长度和厚度对其性能提升不大;带肋钢板提高了整体刚度但也增大了局部应力,对其受力不利。     

层间距对采空区下巷道稳定性影响分析

以山西某矿110403工作面运输平巷为研究对象,应用岩土工程有限元分析软件FLAC3D中的应变软化模型分析了层间距厚度与巷道围岩变形、围岩应力及围岩剪切破坏带的分布关系。通过对比分析:掘进随着层间距厚度的变薄,巷道顶板下沉量增大;巷道右帮位移始终大于左帮,但左帮的位移变化明显;掘巷后左侧煤体应力明显下降;同时采空区侧煤体剪切破坏带面积明显增加。从支护的角度考虑最应该加强顶板的支护,其次随着顶板厚度的不断变薄还应当加强左帮(采空区侧)的支护。     

CFG桩复合地基桩身应力数值分析

为了更好地掌握CFG桩复合地基的桩身应力特性,借助大型有限元ANSYS软件,考虑复合地基中各种材料的非线性特性,对CFG桩桩身应力特性进行了数值模拟分析。在荷载作用下,桩身应力最大值分布在桩长深度比值z/L为0.2～0.4处,随着荷载的增大,最大值的位置逐渐上移,同时曲线由平缓变陡峭,最大值增加的幅度加大。桩身应力随褥垫层厚度增大而减小,随着褥垫层模量增加而相应增加,随桩间土模量的减小而增加。随着桩长的增加,桩体的应力增加,但增加的幅度逐渐减小。在荷载一定的情况下,CFG桩存在临界桩长。     

桥面铺装层对空心板结构承载能力影响的静力试验

为了验证桥面铺装层对空心板桥的承载能力的影响,探索桥面铺装层破坏后的加固方案,选取裸板[1]无铺装层、钢筋混凝土铺装层和钢纤维混凝土铺装层空心板梁进行对比试验,试验采用静力分级加载的方法进行,试验结果表明桥面铺装层空心板梁共同受力性能良好,截面应变发生趋势符合平截面假定,铺装层能显著提高结构开裂荷载和极限承载能力,混凝土桥面铺装层能显著增大结构刚度和改变结构破坏形态.试验可为桥梁常用补强层加固法提供试验参考.     

水平应力作用下层状顶板回采巷道围岩失稳机理及支护分析

建立水平应力作用下层状顶板岩层冒落分析方程并进行分析,结果表明:层状顶板岩层自下而上逐步冒落并收敛,层间破坏始于弱面位置,层状顶板冒落形态差异受侧向应力系数、岩层硬度和厚度及其下覆岩层跨度影响。通过层状顶板冒落机理分析,提出四道柳煤矿6003进风顺槽联合支护对策。     

运用QC方法提高正交异性钢桥面板架设进度

对如何应用QC方法提高九江长江大桥正交异性钢桥面板架设进度问题进行了分析研究。灵活运用PDCA循环,通过现场调查,制作了因果分析图和要因确认计划表,从中得出了影响日架板数量的要因,进而对要因采取了针对性改进措施,最终取得了良好效果。     

基于早龄期荷载及负温耦合作用下的仿钢纤维井壁混凝土性能的研究

在井壁施工期间,随着井筒穿越冲积层厚度的增加,井壁混凝土所受到的冻结应力、自重应力等各种早龄期荷载也随之增加,这些荷载极可能对早龄期混凝土产生不利影响。笔者首先通过空间轴对称问题的弹性力学解答得到施工期间井壁混凝土所受早期荷载的具体数值;以此为基础,自行设计应力加载装置,研究早龄期荷载及负温耦合作用下,仿钢纤维的加入对冻结竖井井壁C60混凝土抗压强度、氯离子扩散性能的影响,并对其机理进行了探讨。结果表明：在早龄期荷载和负温耦合作用下,随着早龄期荷载的增加,抗压强度明显下降,氯离子扩散系数大大的提高,混凝土的渗透性由“中”变为“高”;在混凝土中掺入仿钢纤维后可明显增加混凝土在早龄期荷载和负温耦合作用下的受荷载能力以及抗氯离子的渗透性能。     

曲线石拱桥加宽改造中桥面结构有限元分析

本文以湖北省五峰土家族自治县境内某座曲线石拱桥加宽改造项目为例,采用有限元软件Midas FEA建立桥面结构的空间实体模型,对比分析不同活载工况下的桥面结构变形和应力,同时对最不利受力工况下的桥面结构进行非线性分析.结果表明:桥面结构的最不利受力位置为悬挑梁跨中截面下缘和石拱桥侧墙支承位置的桥面板上缘;石拱桥在加宽改造...     

浅埋下向单一进路巷道胶结充填顶板稳定性分析

基于急倾斜破碎围岩薄矿体中下向进路分层无分段巷道充填法,对浅埋单一进路巷道上覆充填顶板建立了"嵌固梁"力学模型,解出了单一进路巷道上覆充填顶板均布荷载理论值。将半逆解法引入上覆充填顶板力学分析中,推导出均布荷载下"嵌固梁"应力分量与挠曲线方程。结合某金矿现有开采技术条件,分析得出锚杆(索)提供给充填顶板与上下盘围岩的抗剪力对上覆充填顶板所受均布荷载值影响较小,而锚杆提供给充填顶板与矿体两侧矿柱的抗剪力对其所受均布荷载值影响较大,单层进路巷道上覆充填顶板弯曲变形量呈抛物线形分布,且最下一分层上覆充填体最大挠度值为0.363 m。由于进路巷道采用差别充填,当单层承载层厚度不小于2.35 m时才能确保上覆充填顶板始终处于稳定状态。     

单向应力作用下地下采空区顶板破坏规律特征

针对单向应力作用于地下采空区顶板的破坏规律特性问题,基于弹性薄板理论和压力拱理论,利用单轴压力试验机方法对顶板模型进行了试验,并探究了不同荷载条件下顶板模型的受压过程和变形特性。主要结论如下：顶板的破坏过程与峰值应力是否超过疲劳强度密切相关,超过疲劳强度时会出现加速破坏阶段;顶板的变形过程可以分为三个阶段,分别对应于不同的应力和应变变化规律;顶板的失稳破坏位置与荷载条件有关,周期荷载条件下更容易导致整体垮落塌陷;侧帮支撑作用对顶板的承载能力和稳定性有正面影响,但也会增加应力集中和变形。研究结果对于理解顶板在不同荷载条件下的力学行为和提高顶板的安全性具有重要意义。     

斜拉桥钢混结合段箱型格室受力性能研究

为探究斜拉桥钢混结合段箱型格室受力性能,本文以某大跨径斜拉桥为研究对象,建立其钢混结合段箱型格室实体-壳混合有限元模型,对恒载+活载最不利工况及体系整体升降温两种荷载下箱型格室受力规律进行分析。计算结果表明:在恒载+活载最不利工况下,钢箱梁和混凝土基本上处于全断面受压状态,应力分布较为均匀,在体系整体升降温作用下,钢梁段及混凝土格室纵桥向应力值范围分别为-120 000～5 000 kPa、-8 000～1 000 kPa,格室混凝土倒角位置存在拉应力集中现象。     

多层矿协同开采顶板稳定性研究

针对多层矿矿体赋存重叠,上下开采重复扰动,岩层稳定逐层下降等问题,采用协同开采以减少多层 开采对顶板稳定性的影响。基于能量释放理论,计算采场顶板和侧帮的能量释放率,确定采场顶板失稳时能量释 放规律,通过面能量释放计算顶板极限跨距。通过组合岩梁和第 n 层岩层对第一层岩层的载荷,计算顶板极限跨 距,并与能量释放顶板极限跨距比较,判断顶板稳定性。同时,建立分层开采顶板梁模型和薄板模型,得到梁模型 顶板最大拉应力与分层厚度的关系,分析顶板岩层和相邻矿层厚度对顶板稳定性的影响;通过薄板模型建立多层 矿采场顶板挠度和应力解析式,揭示薄顶板的应力分布规律。     

用无钢增强术建桥

加拿大达尔胡西大学与沃恩荷载结构公司共同研制开发了一项无钢增强新技术 ,该技术可省去混凝土公路桥面板内的钢筋 ,用排序原纤化合成聚丙烯纤维取而代之 ,性能优良。采用无钢增强技术建造的第一座桥坐落于加拿大萨尔姆河上 ,该桥于 1995年 12月正式通车。该项工程的成功促进了预制增强纤维混凝土的发展。用纤维增强技术制作的桥面板可在桥梁建设地快捷拼装 ,且构件足尺试验表明 :经排序原纤化合聚丙烯纤维增强的桥面板 ,强度为普通桥面板的 2倍。只有经过约 70ｔ轴向荷载的冲击 (相当于超过 2 5辆拖运车叠加在一起同时安全驶过桥梁时的荷…     

基于轴对称厚板模型的浅埋空区顶板安全厚度

空区的存在影响地表建筑物和设施的稳定．在考虑超栽情况下,根据Reissner厚板理论,建立了轴对称圆板模型,以拉破坏为控制条件,导出了顶板安全厚度的解析解．以剪切破坏作为控制条件,提出了考虑剪切导致的拉应力控制和剪应力控制的顶板安全厚度计算公式．结合某一工程实例,给出了几种典型岩石条件下顶板的安全厚度,当超载不大时,顶板安全厚度由弯曲拉应力控制．     

多层矿协同开采顶板稳定性研究

针对多层矿矿体赋存重叠,上下开采重复扰动,岩层稳定逐层下降等问题,采用协同开采以减少多层 开采对顶板稳定性的影响。基于能量释放理论,计算采场顶板和侧帮的能量释放率,确定采场顶板失稳时能量释 放规律,通过面能量释放计算顶板极限跨距。通过组合岩梁和第 n 层岩层对第一层岩层的载荷,计算顶板极限跨 距,并与能量释放顶板极限跨距比较,判断顶板稳定性。同时,建立分层开采顶板梁模型和薄板模型,得到梁模型 顶板最大拉应力与分层厚度的关系,分析顶板岩层和相邻矿层厚度对顶板稳定性的影响;通过薄板模型建立多层 矿采场顶板挠度和应力解析式,揭示薄顶板的应力分布规律。