盾构掘进引起的土体附加应力场分析

利用弹性力学Mindlin公式,推导出盾构掘进面压力引起的周围土体附加应力计算公式.考虑剪切力的影响,运用圆孔扩张 剪切理论,计算了盾构刀盘切削土体在开挖平面内引起的二维应力计算公式.应用镜像法原理,推导了土体损失产生的三维附加应力计算公式.根据某盾构隧道实例,分析了上述3种作用力在土体中产生的附加应力分布规律.分析结果表明,掘进面压力引起的土体附加应力较大;刀盘切削土体引起的附加应力衰减较快,影响范围较小;土体损失引起的附加应力较大,且影响范围较广.     

小净距盾构隧道施工管片附加应力监测与分析

为了研究在小净距隧道施工过程中新建隧道对先行隧道内力的影响,本文通过实际工程现场监测数据,总结了先行隧道管片附加内力大小及变化规律.采用振弦式表面应变计和频率读数仪对北京地铁某区间先行隧道管片环向和纵向的附加应力进行了现场监测,给出了环向附加应力和纵向附加应力历时变化曲线,并对不同测点附加应力在历时变化中最大值及稳定值进行了比较分析.监测结果表明:环向应力为压应力,其量值比纵向应力的量值大,且水平直径处受力最大,最大值达12.77 MPa.所得结论定量评价了小净距盾构隧道施工相互影响程度,为盾构隧道设计施工监测提供参考依据.     

Excel在土中附加应力计算中的应用

介绍了 Excel在土中附加应力计算中的应用.应用 Excel,不用查表求附加应力系数,计算结果比传统的查表求解法所得结果更精确;还可快速绘制附加应力曲线,比手工绘制的图形更准确和更美观.     

地基附加应力改进计算方法及其规律分析

地基附加应力解析方法是地基稳定性分析的关键,目前工程中普遍采用基于半无限连续线弹性体理论力学分析地基附加应力,然而地基土体并非连续线弹性体,而是由大量大小相差悬殊的颗粒无序堆积而成的散粒体。因此,首先考虑地基土散体介质特征,建立了基于竖向矩形均布荷载作用下的地基附加应力改进计算方法,并验证了其合理性;在此基础上,基于正交试验设计方法分析了竖向均布荷载大小、内摩擦角、颗粒不均匀系数等参数对地基附加应力的影响规律。结果表明,影响附加应力的因素按其影响程度由大至小依次为荷载大小、颗粒不均匀系数、内摩擦角,且附加应力随颗粒不均匀系数和内摩擦角的增加而减小,随外加荷载的增大而增大,而其增量随荷载增大而逐渐减小。     

Excel在土中附加应力计算中的应用

介绍了Excel在土中附加应力计算中的应用。应用Excel，不用查表求附加应力系数，计算结果比传统的查表求解法所得结果更精确；还可快速绘制附加应力曲线，比手工绘制的图形更准确和更美观。     

球罐错边、角变形引起的附加应力的测定与理论分析

大型压力容器,主要是球罐,在装配焊接中产生错边、角变形的缺陷常常是不可避免的。在内压力的作用下,产生趋圆作用而引起附加应力。如附加应力过大,将会成为灾难性事故的重要因素之一。为此迫切需要解决错边量、角变形量与附加应力的定量关系问题,以便正确处理检修及安全使用压力容器问题。 本文介绍了对球罐错边、角变形引起的附加应力的测定结果,建立了力学模型并推导了附加应力计算公式。此公式结构简单,计算方便,计算结果比较准确。另外还介绍了适于公式要求的角变形量的测量方法,以及用此法所测得的数值与用部颁标准规定的测量方法测得的数值的互换关系。最后对附加应力进行了理论分析和误差分析。     

徐变引起的组合构件的截面应力重分布

组合构件包括两种不同混凝土组合而成的截面或混凝土与钢组合的结合截面,由于混凝土具有徐变性能,各组合部分徐变不同会引起截面内的应力重分布,从而导致截面内的附加应力.本文从引起徐变附加应力的原因--组合截面的变形协调关系出发,推导出了计算徐变引起的截面应力重分布的附加内力的微分方程,并提出了各种组合截面的徐变的截面应力重分布的计算公式.     

开采引起的建筑物附加应力变化规律研究

采用采动区建筑物地基、基础和结构协同作用力学模型，系统研究了建筑物位于采动区不同位置时附加应力（弯矩、剪力、水平应力等）的分布变化规律，分析了建筑物刚度、地基系数、开采厚度、建筑物高度等各种因素对建筑物最大附加应力的影响，获得了计算条件下最大附加应力与各影响因素之间的关系式．结果表明：当建筑物位于最大正、负曲率点附近时，建筑物附加应力最大；建筑物附加弯矩分布为近似对称的凸或凹形曲线，在建筑物中部最大；建筑物附加剪力分布为近似的反对称曲线，在距建筑物左右两端1／5处最大．研究成果为今后采动区建筑物保护设计提供了更加科学的依据．     

飞机荷载作用下机场跑道地基土附加应力分析

基于轴对称荷载作用下层状弹性理论得到了垂直圆形均布荷载作用下分层地基的解析解,并编写了相应的计算程序,分析了道面刚度对地基附加应力的影响以及单轮及多轮荷载作用下地基土附加应力分布。结果表明：道面结构层刚度对浅层地基附加应力大小影响较大,随深度增大其影响逐渐减小;多轮荷载作用下地基土附加应力会发生叠加,飞机荷载的横向影响范围约为中线两侧15m。此分析方法可为跑道的沉降及基础设计提供参考。     

建筑物载荷作用下采动残余空隙区变形机理与探测分析

为了分析建筑物载荷作用下采动残余空隙区失稳机理,建立了采动残余空隙区覆岩结构稳定条件。分析结果表明:建筑物附加应力作用下采动残余空隙区岩块的下滑力增大,而抗滑力基本不变,岩块容易表现出滑落压密下沉。结合义马某矿采动塌陷区地表建筑损坏情况,采用高密度电阻率层析成像技术,确定了采动残余空隙区的分布范围,通过计算残余空隙区附加应力值,分析了造成建筑物不同损害程度的原因。采动残余空隙区失稳机理及探测数据表明:采动残余变形与所受附加应力的大小相关,附加应力随埋深增加而递减,采动残余空隙的分布深度及承受的建筑物附加应力值是判断其是否再次失稳的依据。     

盾构掘进施工对既有基坑影响的理论分析

盾构掘进邻近既有基坑时,盾构施工的附加应力会对基坑产生影响,对其进行分析,可以为临近既有基坑时盾构掘进施工提供参考。文章基于Mindlin应力解与Sagaseta基本解,推导了有关盾构掌子面推力f_s、盾壳摩阻力f_m和盾构与开挖面的间隙引起的土体损失V_(loss)作用在支护结构上的附加应力荷载和应力的解析解,并将计算结果与实测数据进行对比。结果表明:沿盾构掘进方向,公式求解计算的附加应力值与实测数据在掌子面前(x0)相似度较高,实测数据最大值出现在掌子面位置(x=0),而计算结果的最大值出现在掌子面前0.25D位置(x=0.25D);沿掘进方向,在掌子面前可按计算值进行计算,0.25D后附加应力开始减小,附加应力最大值与实测最大值差别不大,可按计算的附加应力最大值对支护结构进行验算;x1.0D时,f_m为支护结构的主要影响因素,而0.25Dx0.75D时,f_s为支护结构的主要影响因素,V_(loss)产生的附加应力自1.0D开始增加,x1.0D时其值很小,可以忽略不计,土体损失产生的附加应力对支护结构的影响发挥次要作用。     

竖向加载方式对桩侧向应力及侧阻性能的影响

为了研究竖向加载方式对桩侧阻性能的影响,采用数值模拟分析方法,分析了在桩顶下压、桩顶上拔和桩底上顶3种加载方式下由竖向荷载引起的附加的桩侧向应力.结果显示:在桩顶下压加载方式下附加的桩侧向应力为压应力,在桩顶上拔和桩底上顶两种加载方式下附加的桩侧向应力为拉应力;产生附加的桩侧向应力的主要部分位于桩顶下15～20m范围内及各土层分界面上下2.5m范围内;附加的桩侧向应力的最大值可达土自重产生的侧向应力的±80%以上,但沿桩长变化的梯度很大;桩周土类型、桩长和桩径对附加的桩侧向应力的数值及沿桩长的分布有不可忽略的影响.根据桩侧向应力与桩侧阻力之间的定性关系,讨论了竖向加载方式对桩侧阻力的影响.指出:通常不考虑土层的部位、不考虑桩长和桩径将桩顶下压加载方式下的桩侧阻力乘以一个折减系数作为桩顶上拔或桩底上顶加载方式下的桩侧阻力的做法是不适宜的.     

悬浮能量桩-筏基础的热-力学特性数值模拟

针对温度荷载与力学荷载共同作用下砂土地基中的悬浮能量桩-筏基础,建立热-力学响应分析的三维非线性有限元数值模型,研究能量群桩效应、桩间土的温度变化以及能量桩数量和布设方式对桩身附加轴向应力和桩头差异沉降的影响.结果表明,升温荷载作用下,能量群桩内部任意一个桩的桩身附加轴向压应力比单桩作为能量桩时要小得多;在部分能量桩-筏基础中,能量桩的附加压应力沿桩长呈抛物线分布,数值随能量桩数量的增加而减小;非能量桩的附加轴向应力沿桩长呈S形分布,非能量角桩和边桩的上部出现附加拉应力,数值随能量桩数量的增加而增大;能量桩的布设方式对能量桩附加轴向应力有较大影响,但对非能量桩附加轴向应力的影响较小;能量桩非对称布设时桩头间的差异沉降较大,桩周围土的温度取决于其周围能量桩的数量.     

垂直条形均布荷载下的地基附加应力推导

为理解垂直条形均布荷载下地基附加应力公式,文中尝试用角点法,通过叠加求得到矩形面积上均布垂直荷载作用下地基附加应力表达式,然后再根据式中矩形边长的变化情况,推导出垂直均布条形荷载、半无限条形荷载、十字形条形荷载、Z字形条形荷载和无限大面积上均匀满布荷载下的地基附加应力公式,其推导过程体现了有限和无限的辩证关系.     

Hardfill坝的基底压力和附加应力计算

主要采用弹性理论分析方法并辅以有限元数值模拟方法,分析Hardfill坝建基面上以及坝基内部的应力状况,探明坝基的应力分布规律,求出地基内附加应力大小及分布的解析解,确定Hardfill坝对地基承载力的要求.利用有限元和数值方法拟合出基底压力大小分布,以基底压力来等效坝体对地基的作用,进一步求出对应的附加应力解析公式.解析公式中设置了几个参数使其适用于不同的筑坝材料和地基岩体,以及不同坝高情况的应力计算.研究结果虽然来自Hardfill坝但也适用于其他基底压力为曲线形的建筑物地基附加应力求解.     

特殊地层中的井壁应力计算问题

针对华东地区立井井壁破坏现象，结合模拟试验研究的成果，用空间弹性理论对承受地压、自重和附加力的立井井壁应力计算进行了探讨，导出近似可用的井壁应力计算公式，通过实例计算证明了附加力是导致井壁破坏的主要原因，故井壁设计应当考虑附加力的影响。     

基础刚度对刚性桩复合地基三维性状影响分析

采用通用有限元程序ANSYS,建立刚性桩复合地基三维群桩的有限元模型,研究了基础刚度对地基承载力和变形、不同桩位桩身应力、不同区域桩间土附加应力、桩土应力比等的影响.研究表明,地基承载力随着基础刚度的增大而提高,达到一定值以后变化不大;中桩桩身应力随着基础刚度的增加逐渐减小,而边中桩和角桩的应力则随基础刚度的增加逐渐增大;不同桩位桩身应力随着基础刚度的增加,差异逐渐显著;桩间土的附加应力随着基础刚度的增加逐渐减小;不同区域桩间土的附加应力随基础刚度的增加差别变大,基础边缘应力大于基础中央区域;桩土应力比随基础刚度的增加迅速增大,最后逐渐趋于一定值.     

基于变形模量的地基沉降的计算方法

通过探讨地基土自重应力对地基土体变形模量影响,采用原始积分法计算地基土的附加应力,将自重应力作用后的变形模量用于地基土附加应力作用时的沉降计算中,提出了利用分层总和法计算地基沉降的简化计算方法.通过工程实例的计算与分析,并与实测结果及其它方法计算结果进行比较,证明该方法简单可行,可准确计算地基沉降.     

一种长桁接头壁板静强度校核计算

本文以机身长桁连接接头为研究对象,给出了机身长桁连接接头壁板在拉伸载荷及附加弯矩共同作用下的工程校核计算方法。首先考虑了长桁-蒙皮轴向载荷在接头处的分配,然后根据计算所得接头载荷计算整体拉伸应力和偏心导致的弯曲应力及附加弯矩引起的附加弯曲应力得到接头壁板处最大的拉伸应力,最后可计算接头壁板的安全裕度,对其静强度进行校核。     

基础埋深对地基中附加应力分布的影响

对基础底平面上剪应力分布的理论计算结果表明，该剪应力使地基中的竖向附加应力扩散程度增大，荷载中心下附加竖向应力减小１０％左右。