阶梯形文克尔地基梁纵横弯曲的微分方程通解

本文建立了阶梯形文克尔地基梁纵横弯曲的微分方程。应用初参数、影响函数以及作者引入的W运算符,获得了该微分方程的通解和一系列特解。文中举例说明了本文方法的应用。     

弯曲过渡破坏条件下锥体结构的冰荷载分析

现场观测显示,作用在锥形抗冰结构上的冰破坏力变化与冰弯曲破坏的模式过渡相联系,最大冰力在过渡条件下出现。为了确定这一冰破坏力,本文采用半圆环域的薄板模型求得弹性力学解,在小挠度条件下得到了分别与两种弯曲破坏模式相对应的冰力表达式,它们都是冰断裂长度平方的函数。由此确定了过渡破坏条件下的冰荷载。得到过渡的临界条件为锥面的水线半径与冰的环向裂纹的半径之比等于0.467。过渡冰力(无量纲化)的竖向分量为一常数6.28。分析得到的冰力的竖向和水平两个分量通过两组模型试验进行比较得到了验证。研究表明,如果冰的破坏模式落入过渡区,通常在静冰力分析中采用的以楔梁型破坏为基础的冰力模型可能低估冰力的幅值。     

两河口水电站进水口滑移——弯曲破坏现象的工程地质研究

通过细致的野外调查，查明两河口水电站进水口滑移——弯曲破坏堆积体规模及其岩体结构特征，阐明了这类变形破坏发育的特征和空间展布，并对其形成机制作了简要的分析。利用EMU岩质边坡稳定性分析程序进行不同工况的分析计算，通过分析计算，为滑移——弯曲堆积体边坡支护方案的选择及稳定性评价参数的选取提供依据。     

岩质边坡滑移-弯曲破坏中间状态的工程地质分析

通过对一个顺向坡实例的详细调查发现,顺向坡的滑移-弯曲破坏,在强烈弯曲-隆起之后、整体失稳之前还存在一个中间状态--碎裂-散体化.在对其形成条件进行初步分析的基础上,提出了“四阶段”的滑移-弯曲破坏地质力学模式.     

芳纶纤维片材加固混凝土梁的弯曲破坏分析

借鉴复合材料力学的研究方法,对四点弯曲荷载作用下含裂缝的单向芳纶纤维片材加固钢筋混凝土梁的应力重新分布建立一种分层模型,从而获得了各子层的应力或位移分布.在此基础上,对现有修正的剪滞模型进行拓展,进一步研究了粘贴在粱底部的受拉伸应力作用的纤维片材由纤维束逐步断裂产生的应力集中问题;然后采用复合材料的细观统计破坏理论,求得了相应的统计强度和梁的极限承载力.所得结果与现有试验值较吻合,证实了本文模型和分析方法的正确性和可行性.     

基于弹性板理论陡倾角层状围岩弯曲长度影响因素分析

新疆布伦口-公格尔水电站有些标段处于层状岩层中,在施工过程中出现了弯曲滑移破坏。针对这一问题,依据弹性板稳定理论,建立了陡倾角层状围岩弯曲失稳机制力学模型,并推导出岩板弯曲长度极限平衡方程公式,同时分析了陡倾角层状围岩弯曲段长度随各力学参数变化的规律,成果具有一定的实用价值。     

基于扩展有限元法的混凝土三点弯曲梁裂缝扩展模拟研究

扩展有限元法(X-FEM)是一种研究裂纹扩展的有效路径,其基于单元分解的思想引入了加强函数,避免了在处理非连续问题时对网格重新划分。利用扩展有限元法模拟了混凝土三点弯曲梁开裂的全过程,得到了三点弯曲梁在不同缝高比、不同试件厚度条件下的荷载-位移曲线(P-CMOD),结合线性叠加原理和双K断裂准则计算其断裂参数,同时对这些参数进行比较分析。对不同距离偏置裂缝三点弯曲梁进行数值模拟,分析了初始裂缝位置对裂纹发展规律和承载力的影响。通过与已有试验得到的断裂规律进行比较,结果表明:起裂荷载和失稳荷载随缝高比增大而减小;随着试件厚度增大,起裂荷载和失稳荷载随之增大,但起裂韧度和失稳韧度没有明显变化;数值模拟结果符合试验的断裂规律,验证了扩展有限元的合理性。     

冰压力对太平哨大坝闸门和闸墩的影响与破坏

太平哨大坝由于静冰压力的作用,使闸门多次上抬开启和弯曲变形,并在闸墩侧面发现垂直裂缝,已影响大坝安全运行,进行补强加固和采取防冰措施。     

双向弯曲型钢梁的简化设计

根据钢结构设计规范，绘出满足强度、稳定性、刚度关系图，利用图线对双向弯曲型钢梁进行设计，可以不需试算和验算，这样简化了设计步骤，所选择的截面满足设计要求，并且一般均是最经济的截面，满足钢结构设计的基本要求：安全、可靠、经济。     

岩石抗拉强度和断裂韧度的三点弯曲试验研究

断裂韧度和抗拉强度是岩石两个重要的力学特性。利用带切口的三点弯曲梁试验,研究了砂 岩的断裂韧度和抗拉强度特性。对比和分析了带切口三点弯曲和巴西劈裂试验抗拉强度的差别。从理 论和试验上,分析了目前常用的三种断裂韧度计算公式的差别。利用Ｊ积分理论计算了带切口的三点 弯曲梁的断裂韧度ＫＩＣ。研究结果表明:相比于巴西劈裂试验,利用带切口的三点弯曲试验测得的抗拉 强度更加稳定可靠;目前常用的三种断裂韧度计算公式在ａ／ｈ较小时相差不大,但随着ａ／ｈ的增大,差 别越来越大,建议选用ＡＳＴＭ提出的公式;利用Ｊ积分计算得到的断裂韧度ＫＩＣ介于ＡＳＴＭ和Ｔａｄａ给出的 公式计算结果之间,说明该方法是可靠的。     

松花江依兰航电枢纽冰荷载计算方法研究

松花江依兰航电枢纽的主泄洪闸闸墩和引航导堤堤头都是流冰冰排主要作用的结构或部位,将其作为计算对象,用国内外有关计算公式对其承受的冰荷载进行初步校核,并比较所搜集的冰荷载计算公式对当前枢纽工程结构的适用性,选择出适于松花江冰情特点的计算公式。     

冰下爆破预防冰坝的理论探索及实践

把冰、水、热动力学理论与爆破效果相结合,提出了在冰坝易发点沿深泓线实施冰下爆破形成温度场预防冰坝灾害的理论,包括:爆破时间的选择,爆破孔的布置,爆破效果的估计,温度场水温及下游冰盖下水温的影响长度和冰盖融化速率的计算。黑龙江开江期冰下爆破的实践表明,爆破坑平均直径随炸药量的增加而增加,但在炸药量超过18 kg时,爆破坑平均直径随炸药量的增加变化不大;根据实测单位炸药量破碎的冰盖体积的效果,建议冰下爆破预防冰坝的单孔炸药量应不超过9 kg,包括冰盖厚度超过1 m的情况。     

静冰压力对铰链式护坡系统作用的低温模型试验

通过低温模型试验模拟了冰盖的形成过程,测试了静冰压力、铰接块位移、冰盖厚度、温度等,建立了这些物理量与时间的关系。根据静冰压力的发展过程、变化原因评价了试验与自然环境的相似性。根据铰链式护坡系统在静冰压力作用下沿坡面位移变形和冰盖融化后的残余变形,评价了该护坡系统的稳定性以及该护坡系统作为柔性护岸结构适应变形的能力,分析了静冰压力、铰接块位移的发生、发展、消失过程和变化原因。试验结果表明:静冰压力作用下铰链式护坡系统沿坡面位移变形很小,冰盖融化后该护坡系统的残余变形也很小;铰链式护坡系统在静冰压力发生、发展和消失的过程中,能够适应岸基变形而不被破坏。     

基于离散元方法的竖直群桩冰荷载分析

在高纬度海域或高寒地区的江河中,碎冰对海洋平台桩腿和桥墩等直立群桩结构产生很大的冲击作用,并在一定条件下造成不同程度的破坏。依据碎冰在自然条件下的离散分布特性,采用Voronoi切割算法构造随机分布和具有非规则几何形态的碎冰初始状态,在此基础上采用若干个具有黏结-破碎功能的球形颗粒构造具有一定厚度、尺寸和形状等物理参数的河冰离散单元模型,将竖直群桩简化为刚体结构,从而对碎冰的运移及其对群桩的冲击作用进行数值模拟。在此基础上可确定碎冰撞击下的群桩冰荷载,并分析冰块尺寸、冰速和冰厚对桩结构所受冰荷载的影响。     

海上风电场单桩基础锥体结构冰荷载显式动力分析

针对渤海某 3MW 单桩式海上风电场进行了抗冰锥结构设计,并通过 LS－DYNA 软件对直立桩结构及加装的锥体结构冰荷载进行显式动力分析。通过分析冰排在直立桩和锥体结构前的破坏模式及破坏特点,获得冰力时程曲线及冰力值,将有限元分析结果与规范公式的计算结果进行对比分析。通过改变抗冰锥锥角,研究不同锥角情况下结构冰荷载的变化规律。结果表明,直立桩冰荷载数值分析结果与规范公式计算结果较为接近,锥体结构冰荷载数值分析结果与 Ｒalston 公式计算结果相差较小,冰荷载水平分量随锥角的增加而显著增大,而竖向分量则随之降低。显式动力分析结果可为单桩式海上风电结构抗冰锥冰荷载估算及锥体结构尺寸优化提供参考。     

红旗泡水库冰层变形及护坡破坏现象成因分析

根据2008-2009年和2009-2010年冬季在红旗泡水库开展的冰层变形和护坡以及附属结构物破坏现象的现场观测,发现水库冰层有两次爬坡.第一次爬坡发生在入冬封库之后;第二次爬坡发生在开春快速升温时.两次爬坡的机理不同,分别对应水库结冰体积膨胀和冰层升温热膨胀,两次爬坡对护坡和附属结构物所产生的破坏程度也不同.文中给出冰层爬坡对护坡破坏程度的描述,并利用冰层生消过程和冰晶体结构的差异对冰层变形、爬坡原因和破坏能力做出分析.     

头屯河水库放水涵洞进水塔冰荷载计算探讨

分析了冰对墩柱结构的作用,总结了有关规范在应用过程中存在的问题。考虑冰荷载作用往往不能满足结构上既经济又合理的要求,在新疆头屯河水库放水涵洞塔架冰冻处理中采用了破冰措施来减小冰荷载而不是按考虑冰荷载所需的结构进行设计,给以后寒冷地区结构设计在考虑冰荷载方面起到了借鉴作用。     

降雨条件下坡面薄层水流速度特征

通过在室内不同坡度和降雨强度下用电解质脉冲法对坡面水流速度进行测量。坡面长8m，宽15cm，坡度范围5°～25°。测量结果表明：在相同的降雨条件下，坡长对流速的影响不显著，而降雨强度和坡度对土壤侵蚀的影响相当显著；坡度越大，坡面产沙和冲沟发育越快；随着细沟的形成，水流速度逐渐减小。大坡度的水流速度变化揭示了细沟发育具有突发性特征。     

含砾土坡坡面降雨和坡脚浸泡模型试验研究

降雨是诱发边坡失稳的重要因素,为此开展了含砾量分别为10%,20%和40%的含砾土坡的坡面降雨和坡脚浸泡的模型试验。利用体积含水率和吸力传感器测试了含砾土坡的水土特性,观测了边坡湿润锋的发展过程,利用PIV技术研究了边坡的位移变形过程;通过控制坡脚水位及坡顶后续加载研究了坡脚浸泡作用下土坡的沉降变形规律。试验结果表明:降雨条件下,含砾量越高,土坡坡面侵蚀发育越缓慢,边坡的细粒土越容易达到完全饱和状态;坡土饱和后,含砾量10%的土坡主要以坡面侵蚀和变形为主,不易发生整体破坏,含砾量20%和40%的坡土均发生了整体滑移破坏。坡脚浸泡过程中,含砾量越高,边坡变形量越小,在水位下降过程中基质吸力恢复越快,在浸水过程中边坡吸力丧失范围越小。在坡脚浸泡及后续坡顶加载作用下,含砾量10%的土坡会产生较大变形,含砾量20%的土坡最容易发生破坏,含砾量40%的土坡稳定性良好。