高边坡卸荷岩体稳定性分析

岩质边坡在长期的地质作用下往往会被多组结构面所切割,形成复杂的卸荷裂隙岩体,而高边坡中的卸荷岩体直接影响到整个边坡的稳定性.依托西南某拱坝右坝肩高边坡工程,从地质分析的角度,对边坡卸荷岩体进行分区节理统计,进而划分出可能的局部不稳定块体,并定性评价了边坡的整体稳定性.在此基础上建立了三维地质模型,分别采用强度折减法和关键块体理论分析并评价了该工程高边坡卸荷岩体的局部稳定性,并提出了在地质勘察、安全监测、加固处理和施工控制等方面的建议.研究结果表明,该高边坡卸荷岩体整体稳定性较好,但局部存在潜在不稳定块体.该研究成果对类似工程具有重要的参考价值.     

复杂岩基上高拱坝坝基坝肩浅层卸荷影响与稳定性研究

采用3维地质力学模型综合法试验以及非线性有限元计算,对考虑浅层卸荷影响的小湾拱坝与地基整体稳定问题进行研究。试验中,用不同尺寸、不同力学参数的微小菱形块体对开挖出现的浅层松弛卸荷岩体进行重点模拟,同时还模拟了坝基坝肩主要的地质构造和加固方案,对主要的断层采用变温相似材料模拟,以便进行降强试验;有限元计算采用与模型试验一致的力学参数以及降强、超载步骤,对坝基浅层卸荷带用加密单元进行模拟。通过模型试验及计算分析得出,受坝基浅层卸荷的影响,在超载过程中坝踵和坝趾附近岩体首先出现开裂（对应模型试验）或产生塑性区（对应计算）,最终上游坝踵附近裂缝或塑性区贯通,说明坝基浅层卸荷对坝与地基稳定性有一定影响,为保证运行后工程安全,建议对中下部高程坝基采取固结灌浆等加固措施。     

边坡工程中卸荷岩体的探讨

岩体卸荷是水利水电工程建设中常见的工程地质问题,岩体卸荷裂隙是影响边坡岩体稳定性的重要因素.文章介绍了边坡工程中卸荷岩体的形成机理、裂隙类型、分带依据及卸荷岩体加固时应注意的问题.     

体外预应力加固RC超静定梁抗弯性能试验研究

为了研究体外预应力加固钢筋混凝土超静定梁的受弯性能,对三根混凝土梁进行了试验研究,其中一根为未加固的对比试验梁.研究结果表明:采用体外预应力加固混凝土超静定梁能显著改善试验梁的受弯性能,提高试验梁的承载力,增大结构刚度并能推迟裂缝的出现,加固前对构件进行卸载的试验梁比不卸载的梁具有更好的加固效果,进行卸荷的试验梁比未卸荷的梁具有更好的刚度并能更好地推迟裂缝的出现以及减小裂缝的宽度.     

岸坡应力场及卸荷带划分量化指标研究

由于河谷下切或者人工开挖造成的边坡卸荷以及卸荷带是我国西南地区的一种常见地质现象,而卸荷带的划分直接关系到岩质边坡的稳定性,从而影响建基面的选择.在分析金沙江梯级开发某水电站岸坡应力场的基础上,结合卸荷带的成因,使用卸荷裂隙线密度、张开度、弹性波波速和完整性系数4个量化指标进行卸荷带的划分.结合工程实际,使用卸荷量化指标对卸荷带进行划分,提出了对该工程区域卸荷带划分标准的建议.     

深部软岩巷道锚喷支护参数优化设计

采用正交设计方法对望峰岗煤矿巷道锚喷加固方案进行优化,得出加固优化方案,此方案对巷道塑性区、位移都有一定程度的抑制,而且使巷道周边围岩卸荷区所承受的应力有所增高,应力增高区和集中应力区的应力下降,更有利于巷道的稳定,发挥围岩的自承载能力.     

不同卸荷路径下节理岩体的松动机理研究

利用应力波理论研究了节理岩体在不同卸荷路径下高速卸荷后的运动规律,分别从理论和数值上进行了分析.结果表明,应用动力学的方法求解高速卸荷是适宜的,高速率的卸荷会使岩体产生整体的刚体位移,导致节理面张开,同时使岩体产生振动速度,这些都会造成岩体松动,延时卸荷对岩体的松动作用要低于瞬时卸荷对岩体的影响,相同的卸荷时间下岩体的松动效应受卸荷路径的影响.因此,在工程实践中,可以通过延长卸荷时间、减少一次卸荷量和控制卸荷速率的变化路径等措施来减小卸荷对保留岩体的松动损伤作用.     

建筑地基中人防洞的受力分析与加固

分析了人防洞卸荷压力拱存在的条件及其承载力的大小,给出了人防洞荷载的计算方法,并结合工程实践提出建筑地基中人防洞的几种加固处理方案。     

土体卸荷回弹实验研究

通过大量室内固结回弹实验,研究了天津市区土样在卸荷作用下的变形特性。在分析了回弹率和卸荷比以及回弹模量和卸荷比的关系后,确定土样卸荷产生回弹的临界卸荷比R=0.2以及产生强回弹的卸荷比R=0.9。从而可以估算卸荷最大影响区及强回弹区的深度范围,对基坑等卸荷类工程的设计和施工具有一定的指导意义。     

基坑加固扰动引起地铁隧道隆起变形

针对如何控制上方基坑底部加固扰动引起下卧地铁隧道的变形、确保地铁安全运营的问题.结合上海市浦东新区东方路-张扬路地下立交工程,在考虑隧道等效刚度、施工卸荷以及加固抑制回弹的效果等因素的基础上,对上方搅拌桩施工扰动引起正在运营地铁隧道的竖向隆起变形进行了机理分析,推导出基于Winkler模型计算隧道竖向位移的方法并进行了理论计算.结果表明:上层加固扰动引起隧道的竖向位移是非常可观的,需引起足够重视.并将计算结果和实测数据进行了对比.在此研究基础上提出了一系列控制上层搅拌桩施工引起运营地铁隧道位移的施工方法.     

钢筋混凝土梁的优化设计

针对钢筋混凝土结构承载力和工程造价要求,采用罚函数法,对钢筋混凝土梁的截面尺寸和钢筋的用量进行优化设计.提出了采用矩阵实验室(MATLAB)优化工具箱的方法,对C20到C40混凝土和HRB335,HRB400钢筋进行多种组合.结果显示在满足承载力要求及规范所规定的构造要求条件下,选用C35和HRB400为最经济的设计方案.     

基于形状记忆聚合物的智能簧片结构的有限元分析

为了研究基于形状记忆聚合物(shape memory polymer,SMP)新型簧片的形状记忆行为以及金属材料对SMP簧片的增强效应,首先,基于三维SMP应力-应变-温度关系,编写了可供ABAQUS调用的用户材料子程序(user-defined material mechanical behavior,UMAT),开发出可用于三维复杂应力状态下SMP结构的有限元计算方法.然后,利用该方法对SMP簧片结构正向和反向弯曲变形的形状记忆行为(高温加载、降温固形、低温卸载和升温恢复)进行了仿真.最后,模拟和分析金属材料增强的SMP复合簧片结构的折叠过程.结果表明:SMP簧片在正向和反向折叠变形后,通过温度的控制能够自动展开,因此,能够有效解决传统簧片结构中的驱动复杂和过冲震动的问题;金属增强的SMP复合簧片的失稳弯矩和平稳弯矩被明显提高,金属增强效果从强到弱的顺序依次是:合金钢、铸钢、灰铸铁和硬铝合金.     

自卸汽车液压倾卸机构最优化运动分析方法

以自卸汽车液压倾卸机的构为例,探讨了如何运用最优化方法来解机构运动分析问题。     

Improving the design of reinforcing frames by simulating the arch and peltate venation structures

Based on the analyses on arch and peltate venation structures, the design of reinforcing frames was improved. First, distribution rules of the arch structure were summarized. According to the load condition and the structure of the frame, a mechanical model of arch structure was devel- oped, and two solutions for the model were analyzed and compared with each other. Through the a- nalysis, application rules of arch structure for improving the design were obtained. Then, distribu- tion rules of peltate venation structure were summarized. By using the same method, application rules of peltate venation structure for improving the design were also obtained. Finally, mechanical problem of the frame was described, and rib arrangement of the frame was redesigned. A parameter optimization for the widths of ribs in bionic arrangement was also carried out to accomplish the im- proving design. Comparison between bionic and conventional reinforcing frames shows that the weight is reduced by as much as 15.3%.     

考虑不同中主应力影响的柱孔卸荷缩孔效应分析

为得到考虑不同程度中主应力影响的柱孔卸荷缩孔解析解,对柱孔开挖卸荷过程中一定卸荷程度下的缩孔和塑性变形进行量化预测,采用统一强度理论(unified strength theory, UST)并引入卸荷因子和缩孔系数,推导得到无量纲化的柱孔卸荷缩孔近似解.对比不考虑中主应力影响的大应变解,给出中间主应力影响系数对孔周位移和应力的分布以及土体刚度、黏聚力、摩擦角对卸荷缩孔的具体影响,结果表明:中间主应力影响参数b越大,卸荷缩孔效应越小,其本质是b的增大使初始屈服卸荷压力降低,推迟外围峰值环向应力的出现,有助于减小孔周塑性区;b对孔周径向位移和环向应力的影响不可忽略,而孔周径向应力受其影响较小;土体刚度对卸荷缩孔关系的影响很大,刚度越大,中间主应力对卸荷缩孔的影响越小.根据无量纲化的卸荷缩孔解析解,可对某指定卸荷程度的柱孔孔径变化进行更合理的定量预测,用于指导隧道支护和开挖、桩基开挖卸荷后的承载特性以及钻井稳定性分析的具体实践.     

耐碱玻璃纤维与树脂界面剪切强度的实验测定

玻璃纤维筋具有耐腐蚀性,可以克服钢筋易锈蚀的缺点,在工程中有良好应用前景.玻璃纤维筋是由耐碱玻璃纤维和乙烯基脂树脂组成的复合材料,其性能受很多因素影响,而界面剪切强度是复合材料设计的重要指标,采用单纤维埋入法(SFM)测定这一参数,对基体力学性能对界面剪切强度的影响进行了研究,得出一些结论,这些结论无疑会对玻璃纤维筋的优化设计提供依据,为玻璃纤维筋在工程中的应用提供理论基础.     

天然气管道带气开孔补强结构的应力分析

为了探讨天然气管道带气开孔特殊开孔补强结构受压后的应力情况,利用有限元分析软件对天然气管道带气开孔5种模型进行了有限元建模及应力场分析.5种模型分别为整补、方补、仅焊支管、先焊支管再焊圆形补强圈和先焊支管再焊方形补强片.分析结果显示：整补和方补最大应力位于接管与补强片连接拐角处,其他3种模型最大应力位于主管开孔边缘下表面拐角处;在支管直径与主管直径之比为2/3,管内压力为0.6 MPa时,5种模型的最大应力分别为53.324 MPa、52.878 MPa、59.006 MPa、48.662 MPa和34.806MPa.对于20号钢和Q235材料,补强结构受压后符合强度要求.整补和方补最大应力相差不足1MPa,整补模型的下半瓦片对开孔接管处的补强效果不明显,一般情况下采用方补即可;而先焊支管再焊补强件较整补和方补,最大应力下降较多,补强效果较好;先焊支管再焊方形补强片的补强效果最好,建议在带气开孔中采用此方式.     

地下洞室围岩的卸荷研究

介绍了地下洞室围岩稳定性分析的传统理论及卸荷分析方法。由于不同于加载条件，岩体在卸荷条件下的应力路径不同，分析方法也应不同。在此基础上，论述了卸荷拱理论。