抗裂圆环的干缩应力分析 Ⅰ.均匀干燥时的理论分析

利用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压,环向受拉,最大环向拉应力在圆环的内侧。环向应变是多种应变的叠加,而不仅是环向拉应力作用的结果。     

抗裂圆环的干缩应力分析Ⅴ.不均匀干燥时水泥基材料弹性模量的影响

根据弹性力学基本方程,研究了不均匀干燥时水泥基材料弹性模量对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响,并与均匀干燥情况进行了比较。通过比较发现,不均匀干燥时的最大径向位移、最大径向应变、最大环向应变和最大径向应力都比均匀干燥时的小。采用实芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力也比均匀干燥时的小;采用空芯钢芯时,不均匀干燥时的最大环向拉应力有可能超过均匀干燥时的最大环向拉应力。水泥基材料的弹性模量越高,这种可能性就越大。     

抗裂圆环的干缩应力分析Ⅳ.不均匀干燥时干缩应力的理论分析

用弹性力学方法分析了抗裂圆环在水泥基材料发生不均匀干缩变形时的径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布。给出了这些分布的数学表达式,并对这些表达式进行了分析。研究结果表明,在不均匀干燥过程中,水泥基材料圆环径向受压、环向受拉、最大环向拉应力在圆环的外侧。     

抗裂圆环的干缩应力分析 Ⅵ.不均匀干燥时钢芯壁厚的影响及抗裂性能判据

在弹性力学基本方程的基础上,研究了不均匀干燥时钢芯壁厚对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响规律,并将其结果与均匀干燥情况进行了比较。通过比较发现,当钢芯壁厚较薄时,不均匀干燥时的最大环向拉应力大于均匀干燥时的最大环向拉应力;当钢芯壁厚较厚时,不均匀干燥时的最大环向拉应力小于均匀干燥时的最大环向拉应力。临界钢芯厚度随水泥基材料弹性模量的增大而增大。     

抗裂圆环的干缩应力分析 Ⅲ.均匀干燥时钢芯壁厚的影响及抗裂性能判据

在弹性力学基本方程的基础上,研究了均匀干燥时钢芯壁厚对径向位移分布、径向应变分布、环向应变分布、径向应力分布和环向应力分布的影响规律。通过比较试验状态与实际工程状态的差异,提出了绝对约束状态的概念。用弹性力学方法推导出绝对约束状态下应力的计算公式,并以此提出了水泥基材料抗裂性能的定量判据。     

圆形硐室广义Hoek-Brown围岩弹塑性交界面上径向应力的近似解

基于广义Hoek-Brown剪切强度包络线与Mohr应力圆、Mohr-Coulomb强度直线均相切的几何性质,引进一个与瞬时内摩擦角有关的参数——最大剪应力模数,获得最大和最小主应力、潜在破坏面上的正应力和剪切力、Mohr应力圆半径和瞬时内聚力与该参数的函数关系,为轴对称平面应变条件下遵守广义Hoek-Brown破坏准则的圆形硐室围岩塑性区半径及重分布应力场的解答提供了简捷途径。通过弹塑性交界面上环向应力和径向应力之和一定的条件,结合最大剪应力模数与由弹塑性交界面上的径向应力与环向应力决定的Mohr圆半径间的关系,得到最大剪应力模数与正规化初始应力满足的非线性表达式,进而运用Newton-Raphson迭代法求得弹塑性交界面上的径向应力的接近于真实值的近似解,并研究弹塑性交界面上的瞬时内摩擦角、正规化瞬时内聚力和正规化径向环向应力比随正规化初始应力和Hoek-Brown物性参数的变化关系。结果表明,随着正规化初始应力的增大,相同岩体质量的围岩弹塑性交界面上的应力状态由近似单轴压缩过渡到两向压缩应力状态,瞬时内摩擦角逐渐变小,而正规化内聚力逐渐变大。     

自由曲面网壳合理壳面及其应力控制研究

通过选用较优的初应力分布来对最终应力分布进行控制的方式,提出了受力合理且满足建筑要求的自由曲面网壳目标壳面的生成方法,并对半球形网壳壳面算例进行了分析,结果表明:初应力均布时,所得最终应力的均匀性最佳;初应力布置时,对环向应力和边缘应力同时进行加强,最终径向应力与环向应力的协同性最佳。     

环向预应力FRP约束混凝土圆柱应力应变关系

环向预应力FRP能够对核心混凝土提供主动约束,避免FRP的应力滞后问题,增强约束效果。在设计时若采用非预应力FRP约束混凝土的计算模型和应力应变关系模型,将会造成很大的误差。引入与环向预应力大小有关的初始约束应力和有效约束应力,并依据已有的试验数据和有限元模拟,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的峰值应力和峰值应变、极限应力和极限应变的计算模型;分析了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的初始弹模,借鉴已有的FRP约束混凝土的应力应变关系模型,提出了环向预应力FRP约束混凝土圆柱的三线性应力应变关系模型,计算结果与试验结果吻合良好。     

预应力FRP加固钢管的临界屈曲理论研究

预应力FRP加固技术应用于内压管线的修复、加固项目中,已经得到了人们的重视。本文针对预应力FRP加固钢管的临界屈曲进行了理论分析,重点分析了屈曲理论下钢管能承受的预应力极值。研究了钢管在预应力作用下其环向应力和径向应力的分布规律,获得了强度理论条件下的预应力极值P_(max1);基于壳体理论推导了预应力作用下钢管在径向方向的应变方程,得到了屈曲理论条件下的预应力极值P_(max2)。对比文献中的试验结果,通过本文分析得到的钢管径向应变的分布规律和文献给出的试验结果相一致。通过P_(max1)、P_(max2)获得了钢管在预应力作用下发生屈曲问题的临界条件,且P_(max1)、P_(max2)均随着径厚比的增加而递减,随材料屈服强度的增加而增加。     

回填料模量对钢波纹管涵影响的数值分析

通过数值模拟对波纹管涵在不同回填料模量的应力分布和变形特性进行了分析,并选取了两特定的截面进行了全面环向观测点。得到了不同模量下,距管口不同位置处管顶部的应力与应变的变化曲线和截面环向测点的应力应变规律。结果表明钢波纹管回填料在不同模量下,钢波纹管涵整体变形规律基本一致,轴向应力、环向应力和变形的规律也较为相似。回填料模量的增加对于减小其变形和应力有着较显著的效果,随着回填量模量的增加,钢波纹管断面上部分区域的应力有所减小。当回填量模量大于某一固定值后,钢波纹管变形和应力将不随之变化。     

基于BOTDA的光纤环应力标定实验及其分布测试

光纤环是光纤陀螺的核心部件,光纤环应力分布的测试对研制高精度光纤陀螺有着重要意义。本文采用基于位移拉伸法对光纤环进行标定,确定其应变灵敏度系数,在此基础上对光纤环的应力分布进行测试。实验结果表明:经过标定的光纤环应变测试误差在20με以内,满足高精度应力分布测试的需求。     

双向循环荷载下饱和软黏土变形特性的试验研究

利用GDS双向振动仪进行不排水三轴试验。循环荷载分别被简化成单向(轴向)正弦波和双向(轴向和径向)正弦波形式。对比研究径向振动对萧山软黏土变形特性和循环强度的影响;给出不同轴向循环应力幅值和不同径向循环应力比(径向应力幅值与轴向应力幅值之比)情况下的轴向应力-振次曲线。研究表明:在变形发展初期,不同径向循环应力比的应变曲线比较接近;随着应变的增大,应变曲线之间的差别越来越大;且径向循环应力比越大,轴向应变发展越快;轴向循环应力越大,不同径向循环应力比的应变曲线之间的差异越大;将5%定义为破坏应变,给出不同径向循环应力比的动强度曲线;双向循环荷载作用下的循环强度曲线要比单向循环荷载作用下的曲线低,但是,当径向循环应力比超过0.5时,不同循环强度曲线之间的差别非常小;径向循环应力对最小极限循环强度的影响非常小,因此双向循环荷载作用下的最小极限循环强度值可以用单向循环荷载作用下的结果代替。     

金刚石干切圆锯片热应力和离心力耦合分析

本文建立了干切圆锯片有限元分析模型,用热应力和离心力相互耦合的分析方法,对圆锯片在高速旋转切削时锯片基体应力和应变进行了计算,分析了工作中圆锯片基体应力、应变分布规律,探讨了圆锯片基体各种结构参数对工作中基体应力及变形的影响。分析结果表明,锯片的离心力对锯片产生有利的刚化作用,能在一定程度上减小锯片切削热引起的切向变形和应力,在相同的栽荷作用下,基体开有小圆孔的锯片能有效的降低锯片的径向变形,径向变形量减小19．8％左右,但基体开散热圆孔对减小锯片切向变形量和水槽底部应力并无贡献。     

基于Hoke-Brown准则的深埋圆形透水隧洞弹塑性分析

针对深埋圆形隧洞轴对称问题,将Hoke-Brown准则方程代入考虑渗透体积力影响的平衡微分方程进行求解,得到关于塑性区洞周应力的隐式方程,通过求解超越方程得到塑性区洞周应力数值解;再考虑应力重分布影响,利用塑性区半径处应力连续条件得到弹性区岩体应力数值解。将该解答与基于Mohr-Coulomb准则的解答进行了比较。结果表明,两种准则条件下岩体应力分布规律相似。采用Hoke-Brown准则计算时,塑性区较小,径向应力绝对值较大,塑性区环向应力也较大;采用Mohr-Coulomb准则准则计算时,塑性区较大,径向应力绝对值较小,塑性区环向应力也较小。在内外水头比值较小时,按Mohr-Coulomb准则求得的峰值应力较按Hoke-Brown准则求得值大,当水头比较大时则相反。     

储罐地基三维数值模拟

将地基土看做多孔介质,考虑罐体与储液相互耦合、罐体-基础-地基之间的相互作用、多孔介质固液相耦合,建立壳-液-基础-地基三维有限元模型,探讨了静荷载作用下罐体及罐基应力分布的特点.结果表明,在荷载作用下,单个储罐所引起的竖向附加应力主要集中在罐底边缘外0.3D范围内,为消除群罐效应的影响,罐距可取0.6D左右;罐体的应力随地基固结的进行不断变化,罐底板的径向应力最大值、罐底板与罐壁板的环向应力最大值在加载结束时达到峰值,罐壁板的径向应力最大值的峰值出现滞后现象;固结结束后,底板边缘处罐壁径向应力较大,罐壁最大环向应力发生在距离罐底约H/3处.     

玻璃纤维加固混凝土柱屈服应力应变及位移分析

本文先通过理论推导,提出了有角度玻璃纤维加固纯混凝土柱的屈服应力应变和屈服时柱轴向、径向位移的计算公式。然后采用有限元分析软件ABAQUS对受荷全过程进行数值模拟,旨在分析纤维的存在对混凝土柱的承载力及三向应力应变(环向、径向、受压方向)的加固机理及效果,证明玻璃纤维布有助于混凝土受压柱承载能力和屈服应力应变的提高。最后为证明公式实用性及有限元方法的可行性,取典型的两种不同纤维粘贴角度及无纤维加固的柱模型作受压试验。通过公式计算、数值分析与试验数据三者结果比较,得出玻璃纤维的缠绕角度对混凝土柱承载能力和屈服应力应变的提高程度有较大的影响。     

空心瓷绝缘子机械特性的试验分析研究

选用空心瓷绝缘子作为试品,利用动态电阻应变仪,分析空心瓷绝缘子在弯曲负荷、内压力负荷及两者联合作用下的应力和应变变化规律。试验结果表明：弯曲负荷试验下,随着弯曲负荷的增加,轴向应变不断增大,基本呈线性增加,下端径向受力状态与轴向相反,拉应力增长的速率稍大于压应力;内压力试验下,随着内压力的增大,轴向和径向应变不断增大,上端和下端部位的轴向应变变化一致性较好,且稍微小于径向应变;弯曲负荷和内压力联合作用下,拉应力状态的应变大于单独负荷作用的应变,而呈压应力状态的应变则小于单独负荷作用的应变,下端拉应力侧受力状态由轴向拉应力和径向压应力转变为轴向径向均为拉应力,考核将会更加严酷;推荐选择以相对较大弯曲负荷为基准,进行拉伸弹性模量、压缩弹性模量和泊松比的测量。     

围压对巷道围岩应力分布及松动圈的影响

使用FLAC模拟了巷道底板下方的一列单元（36个）不同围压时水平应力（与圆巷环向应力类似）及垂直应力（与径向应力类似）的分布规律。在峰值强度之前及之后,岩石的本构模型分别取为线弹性及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。水平应力是连续的,其峰值位于弹性区,这是由于单元在屈服之后,在叠代（为了达到平衡状态）过程中发生了应变软化。在塑性区,水平及垂直应力均是上凹的。当水平应力达到峰值之后,水平应力是上凹的,垂直应力是上凸的。距离巷道底板的距离越远,垂直应力越大。随着围压的增加,水平应力的峰值近似线性增加;垂直应力的峰值与围压的偏差增加,这意味着剪切应力也增加。当围压较低时。松动圈的外边界近似为圆形,应变软化区类似圆环。当围压较高时,松动圈的外边界为矩形,应变软化区为薄壁矩形。随着围压的增加,松动圈的厚度增大,而应变软化区的尺寸不改变。     

基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力与变形研究

针对基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力和变形规律，提出了一种考虑围护结构变形影响的盾构隧道横向受力理论计算方法，并通过某实际工程三维有限元计算结果和干砂地层隧道旁侧基坑开挖离心模型试验结果，验证了隧道径向附加荷载理论计算方法的可靠性。结合该工程获取的围护桩水平位移、地表沉降、隧道变形和应变现场实测数据，探究了隧道横向受力-变形-内力之间的关联机制。结果表明：(1)隧道初始径向荷载呈“葫芦形”对称分布，侧方开挖引起隧道近基坑侧和拱顶外荷载减小，而远基坑侧和拱底外荷载增大，这与开挖引起的自由场地层位移和隧道位移相对大小有关，水平和竖向不均衡荷载由隧道纵向差异变形引起的环间剪切力平衡。(2)隧道椭圆形变形、朝基底方向的顺时针旋转角度和正负弯矩值随开挖不断增大。(3)隧道环向弯矩分布与螺栓相对位置关系密切相关，研究断面处近基坑侧拱腰附近存在螺栓，其将承担更多的环向拉应力；远基坑侧拱腰附近为混凝土管片，环向拉应力主要由管片承担，从而使得研究断面处隧道管片最大环向弯矩发生在远基坑侧拱腰位置。     

黔东南州杉木物理力学性能研究

为了对黔东南本地生产的杉木物理力学性能进行研究,设计并制作了一批试样,对其进行基本材料力学性能测试。试验表明:黔东南杉木在顺纹拉伸情况下应力应变曲线为线性,在顺纹和横纹压缩情况下,压缩应力应变曲线相似,分为线弹性阶段和弹塑性阶段,且顺纹抗压弹性模量远大于横纹径向和横纹弦向弹性模量,顺纹抗压强度远远大于横纹径向抗压强度和横纹弦向抗压强度,抗弯模量远小于顺纹抗压弹性模量,远大于横纹径向和弦向抗压弹性模量。