原岩应力分布状态在地下巷道设计中的应用

地下巷道开挖后，其周围应力产生重新分布，形成二次应力状态，产生应力集中。 二次应力函数σ＝ｆ（σ０），推导出空间二次应力函数的表达式。通过实例计算，研究了不同原岩应力状态下巷道断面上应力椭圆形状和二次应力的大小，进而得出巷道的走向与最大主应力的关系。     

简支转连续梁桥二次预应力筋张拉参数优化

简支转连续梁桥二次预应力钢束的合理配置对成桥后的应力储备和线形有着重要影响.通过有限元计算分析了二次预应力筋张拉参数(长度、根数、张拉控制应力)对结构的影响,改变张拉参数进行若干组有限元计算,生成BP神经网络样本,将其作为遗传算法寻优的子程序识别出最优的二次预应力筋张拉参数.襄樊四桥的工程实例亦表明,该方法获得了较为满意的优化结果.     

基于CAESARⅡ的集气站放空管道应力优化研究

为了保证某集气站改建的放空管道安全运行,对其设计方案进行管道应力优化研究.利用CAESARⅡ软件分别对管道设计压力,操作温度,管道壁厚,约束条件的影响机制进行模拟计算和分析.结果表明:管道一次应力随着设计压力的升高而增大,随着管道壁厚的增加而减小;二次应力随着管道运行温度与环境温度温差的减小而减小,随管道壁厚的增大而减小;设置约束可以有效减小位移和一次应力,但固定约束会使二次应力增加,承重约束对减小管道位移作用较小.在设计中,管道一次应力较大,可以采用增设15个导向约束,并合理布置约束位置的方法进行优化,放空管道的最大一次应力降低10.8％ 左右,符合安全要求.     

三软煤层切顶成巷二次复用围岩应力及变形演化规律

为研究"三软"煤层条件下切顶卸压自成巷道二次复用期间围岩稳定性,以中兴煤矿1200试验工作面为工程背景,对自成巷道在"采—留—用"期间的扰动因素进行分析,通过数值模拟和现场实测,对自成巷道在二次复用期间的围岩应力演化规律和变形特征进行研究.结果表明:"三软"煤层条件下自成巷道在二次回采期间的超前支承应力影响范围约为40 m,应力峰值距工作面约10 m;巷道顶底板均处于较低的应力水平,采场侧向应力最大值远离实体煤帮,而矸石帮侧采空区始终处于较低的应力水平,该技术有效地切断了顶板的部分应力传递路径,提高了自成巷道在二次复用期间的稳定性;围岩变形随着工作面走向可大致分为缓慢变形区,加速变形区和剧烈变形区.     

高应力软岩巷道耦合支护研究

为了研究确定高应力软岩巷道二次支护时间和支护强度，以焦煤集团古汉山矿西大巷为研究对象，采用FLAC加中的指数蠕变模型，研究分析围岩应力和围岩变形速度随时间的变化规律、二次支护时间及支护强度对围岩变形的影响规律．结果表明：采用指数蠕变模型得到的围岩变形随时间的变化规律与现场观测基本吻合，一次支护后围岩应力、围岩变形速度趋于稳定的时间段基本一致，在此时间段内进行二次支护后围岩蠕变速度最小，而且二次支护强度在0．25～0．30MPa范围内可以有效地控制围岩蠕变速度，二次支护强度大于该范围，围岩的蠕变速度也不会再有明显的降低，保持了巷道稳定．     

公路隧道二次衬砌裂损病害机理研究

公路隧道二次衬砌裂损病害对隧道结构的稳定性有着很大影响,为研究公路隧道二次衬砌裂损病害发生的机理,首先划分了衬砌裂损病害的3种类型,并对每种裂损类型展开了力学行为分析.以断裂力学作为切入点,研究了在围岩荷载及结构自身作用下衬砌产生的裂缝的发展规律,通过获取应力强度因子K、J积分、以及裂纹面的最大张开位移δ求得裂纹尖端应力和应变值,在此基础上,通过最大周向应力理论分析了Ⅰ型＋Ⅱ型复合裂纹发生的临界条件.根据最大周向应力σθ所对应的应力强度因子值来对比临界强度因子值KIC,判断二次衬砌裂纹是否会发生扩展以及分析衬砌裂损病害发生的可能.获得了一系列有益的结论,能够对公路隧道二次衬砌裂损病害机理的理论研究和工程应用提供一定的参考和借鉴.     

杯形件二次拉深的应力分析

为了研究二次拉深成形理论,提出了二次拉深拉应力的理论模型。首先,通过理论分析得到了拉应力的计算公式,应用Swift失稳理论建立了极限二次拉深系数的计算方法。然后,通过二次拉深成形模拟检验了计算模型的精度,并通过成功的二次拉深成形实验对计算模型的适用性进行了检验。检验结果表明:拉深力和极限二次拉深系数的理论模型具有较高的计算精度。     

二次流对急弯河段水沙输移影响的数值模拟

弯曲河段中因二次流运动引起的横向输沙是引起崩岸的重要因素之一.为研究急弯河段中二次流运动对水沙输移的影响,以下荆江石首急弯河段为例,运用能考虑二次流影响的Delft3D模型对其进行计算,并用实测水沙资料验证模型的可靠性.在此基础上,详细分析了二次流运动对流速及含沙量分布的影响,同时分析了不同位置处二次流附加应力项、水面比降项及阻力项的相对大小关系.计算结果表明:考虑二次流后,能更有效地模拟弯道处的环流水力特性及横向输沙特性;二次流对水沙输移的影响效果在急弯河段十分突出,只有当来流流量足够小时,才能忽略二次流的影响.     

TC4-DT钛合金结构二次冷挤压强化数值模拟与实验研究

冷挤压和干涉配合作为飞行器制造中2种主要的孔强化工艺,可有效提高结构的疲劳寿命。二次冷挤压强化作为以上2种强化工艺的结合,具有较单一强化更好的强化效果,但其强化机理尚不清晰,从而限制了这一先进工艺的有效应用。提出了一种用于研究二次冷挤压强化机理的数值建模方法,并根据TC4-DT钛合金耳片孔二次冷挤压强化的实际工艺流程,综合考虑了开缝衬套冷挤压、铰孔、压合衬套干涉配合及回弹等过程,同时研究了边距比对二次冷挤压强化耳片孔周应力分布的影响,并采用X射线残余应力测量设备测量试件表面的残余应力。通过测量结果与模拟结果的对比表明:采用该建模方法得到的残余应力变化趋势与实验测量结果具有良好的一致性,可用于二次冷挤压强化机理的深入研究。     

锥度对主动脉弓血液脉动流的影响

为研究锥度对主动脉弓内血液脉动流的影响,文中建立了两个几何模型,分别考虑没有锥度和有锥度的情况。使用有限体积法对两者进行了数值模拟,得出了两者轴向速度、二次流、壁面切应力和局部雷诺数在一个心动周期内的变化情况。通过对比分析发现：锥度对于轴向速度、局部雷诺数大小影响较大,对于二次流和壁面切应力的大小和分布都有较大的影响。此外,锥度对于回流的初始发生位置也产生了影响。这些说明了锥度对主动脉弓血液脉动流具有重要影响。     

锦屏一级水电站左岸边坡高地应力区卸荷松弛特征及其控制措施

岩体开挖卸荷松弛效应对边坡的稳定性影响巨大,如何控制岩体卸荷松弛程度非常重要。以锦屏一级水电站左岸高边坡为研究对象,区域3维地应力场反分析结果表明:工程区域内地应力水平较高,水平构造应力较大,河床处的最大主应力达到40～50 MPa。施工期声波波速及钻孔变模的测试数据表明:边坡高地应力区的岩体卸荷松弛现象非常明显,岩体卸荷松弛深度随着地应力的增大而增大。边坡高地应力区开展的先挖后锚和先锚后挖的两种岩体卸荷松弛控制试验表明:先锚后挖能够有效地改善岩体的应力释放,同时能够较好地控制岩体的变形。     

岩质边坡开挖效应的有限元仿真分析

边坡开挖会影响自然斜坡内部应力场的原始状态.论文基于大型有限元软件,对具有代表性物理力学特征的岩质边坡进行了开挖效应的有限元仿真.通过对比开挖前后边坡内部的应力场特征,发现:在影响边坡稳定的指标性应力中,边坡上部的水平应力受开挖影响较大;在成坡坡脚附近,指向坡体外的剪应力显著增加.通过对水平和倾斜路径的应力追踪,提出了开挖效应对边坡内部应力场的影响程度和范围.     

边界元法的巷道应力反分析

应用边界元法程序, 提出了巷道应力反分析的基本方法; 并根据现场的实测结果, 利用边界元法的计算机程序, 反算出地下巷道的水平向场应力, 然后把所算得的水平向场应力作为已知值返回代入边界元法程序, 求出地下巷道周边和围岩的应力、位移和破坏范围等;再据此绘制出曲线图进行分析; 最后把电算结果的巷道位移量与现场观测结果的巷道移近量进行对比．     

高地应力条件下岩体松弛时间效应检测

锦屏一级水电站枢纽区位于构造应力与高自重应力叠加造成天然状态下的高地应力区。查明高地应力条件下大跨度地下洞室和高陡坝基开挖后各部位岩体波速以及松弛岩体随时间变化情况,正确评价高地应力区岩体开挖卸荷松弛程度和岩体质量,为指导施工开挖和岩体卸荷松弛加固设计提供依据。     

不同卸荷应力路径下岩体破坏特征试验研究

隧道施工引起围岩应力释放的问题值得关注，目前对不同开挖方式引起隧道围岩强度及破坏的研究较少．因此，通过采用岩石三轴试验机，模拟隧道的不同开挖工况，针对不同卸荷应力路径下的岩石强度及破坏特征进行了深入研究，提出了相应的结论，可为后续理论研究提供试验参考．     

裂隙岩体中隧道开挖流固耦合模型及开挖诱发损伤分析

裂隙岩体中隧道开挖会诱发强烈的流固耦合效应,从而引发显著的岩体损伤和水压力扰动,针对该问题,首先建立了一种计算裂隙岩体中隧道开挖和后续排水诱发损伤和裂隙变形的流固耦合模型,然后对不同参数化裂隙网络进行了模拟,最后针对模拟结果给出了实例分析。研究结果表明:所建模型可有效模拟含裂隙网络的岩体中隧道开挖和后续排水降压过程以及岩体损伤发展、裂隙变形和地下水渗流过程;岩体裂隙网络显著影响应力分布的均匀性,隧道开挖和地下水渗流的耦合作用造成隧道周围极易出现高应力区,且局部应力、裂隙变形和水压力之间呈现出显著相关性;不同裂隙网络的分布特征在隧道开挖诱发损伤发展中起到主导作用,进而影响隧道开挖扰动区和损伤区的形成与发展程度。     

资兴高速K21段顺层岩质边坡支护过程数值模拟研究

以资兴高速K21段顺层岩质边坡为研究对象,借助现场调查、数值模拟研究段边坡的开挖和支护过程,对各阶段的稳定性、位移、应力等的变化规律进行分析,验证了开挖、支护设计的合理性以及边坡加固的安全性,研究了边坡在开挖支护过程中应力应变规律。结果表明,顺层岩质边坡开挖扰动开挖破坏了边坡原有的应力分布,导致岩体产生裂隙损伤和变形,并逐渐扩张,弱化岩体和层面自身的强度。同时,边坡开挖,直接破坏了边坡原有的连续受力体系,由于软弱层面的抗剪强度较低,从而导致岩层沿开挖揭露的软弱层面整体下滑。锚索框架一方面通过对坡体的位移的控制作用,增加坡体的稳定性,另一方面通过预应力锚索把层状岩体锚固在一起,使得各层之间摩阻力增大,内应力和挠度大为减少,大大提高了层面的抗剪强度。     

深基坑双排桩支护体系承载机理研究

目的研究分析不同开挖阶段双排桩支护体系位移、应力、应变变化规律,为基坑支护设计的优化、施工提供了有效的理论依据．方法通过MidasGTS有限元数值分析法,对不同开挖阶段,双排桩支护结构位移、受力情况进行分析,得到在不同的开挖阶段双排桩支护体系的位移、受力特征．结果基坑开挖后双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构深度的增加,位移逐渐减小,第一、二次开挖后前排桩最大位移值为1．058mm、42．5mm,第一、二次开挖后后排桩最大位移值1．062mm、42．5mm,前排桩比后排桩值偏大;基坑开挖后,基底处剪切应力最大,双排桩支护结构桩顶、基底处弯矩值较大．结论基坑开挖后,双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构的深度的增加,位移逐渐减小,且前排桩位移值比后排桩位移值偏大;随着基坑开挖深度的加深,桩底处弯矩逐渐减小,最大弯矩处逐渐上移,桩顶位置值显著增大,前后排桩弯矩值变化是一致．     

不同卸荷应力路径下岩体破坏特征试验研究

隧道施工引起围岩应力释放的问题值得关注,目前对不同开挖方式引起隧道围岩强度及破坏的研究较少.因此,通过采用岩石三轴试验机,模拟隧道的不同开挖工况,针对不同卸荷应力路径下的岩石强度及破坏特征进行了深入研究,提出了相应的结论,可为后续理论研究提供试验参考.     

二道垭隧道开挖与支护的数值模拟分析

大量工程实践表明,岩体工程开挖后的应力调整和变形并不是瞬时完成,本文采用大型有限元工程模拟分析软件ABAQUS,模拟二道垭隧道的开挖与支护过程,研究隧道开挖后考虑不同的应力释放比例后再支护时,围岩的变形及锚杆的受力情况. 计算结果表明：对于松软岩层来说,考虑应力释放后再支护的计算结果更好地反映工程围岩的变形和破坏特性.