预应力圆弧曲梁振动微分方程推导及求解

曲梁的动力特性是曲梁结构设计所关注的重要内容。为了研究预应力圆弧曲梁的振动特性,以振动状态下的预应力圆弧曲梁微段为研究对象,考虑预加力对微段弯矩的影响,根据达朗贝尔原理推导了预应力圆弧曲线梁的振动微分方程并对方程进行求解。导出了预应力简支圆弧曲梁面内振动的一阶自振频率解析式。通过有限元数值解与本文解析解的比较,验证了所提出解析公式的正确性。     

用隧道周边位移反分析围岩压力的解析研究

针对圆弧拱形轮廓隧道,通过假定围岩变形后仍为圆弧形状和拱脚位移约束,利用结构力学分析原理推导出隧道拱顶竖向位移与围岩压力及分布范围的解析关系式,可以通过量测的隧道周边拱顶竖向位移估算围岩压力大小和分布范围,为隧道支护参数的确定提供依据.     

锚杆轴力反算围岩塑性区及松动区范围研究

以隧道监控量测中测定的全长粘结式锚杆轴力为基本参量,针对圆弧形公路隧道,视围岩为弹塑性介质并在轴对称条件下,考虑锚杆与围岩共同变形,推导了锚杆最大轴力与围岩塑性区半径及松动区半径的关系式,可分析判断支护条件下围岩稳定状态,算例分析表明,该方法正确可行.     

隧道围岩-喷射混凝土界面应力解析

根据喷射混凝土支护隧道围岩的界面力学特点,考虑喷层与围岩结合界面受力和变形协调关系,并结合围岩承载拱效应,建立了围岩喷层结构的复合曲梁共同承载模型,然后通过各微单元静力平衡推导复合曲梁的径向位移的控制微分方程,得到任意分布荷载作用下喷层与围岩界面应力以及喷层与围岩各自内力的解析式,可迅速获取喷层与围岩结合界面的力学状况,进而判断围岩稳定性与预测安全性,为隧道施工决策提供技术支撑。最后经隧道台阶法开挖的算例研究表明,喷层支护通过其与围岩的结合界面上传递应力使围岩内部形成压应力带,有利于围岩的稳定。     

考虑预应力效应的曲梁面内振动特性研究

为了研究预应力对曲梁面内振动特性的影响,以自由振动状态下的曲梁微段为研究对象,考虑预应力对曲梁刚度的影响,推导了曲梁的面内振动偏微分方程,对方程进行求解并推求了简支曲梁面内振动一、二阶频率计算公式,算例分析结果表明所提计算公式正确.     

钢拱架应力反分析隧道初期支护力学性能的研究

适时分析软弱破碎围岩段衬砌结构的内力状态是隧道动态施工中的关键性问题之一,对判断隧道施工安全状态和评价支护结构稳定性具有重要意义。考虑钢拱架已作为软弱围岩段公路隧道初期支护的重要形式,现通过分析隧道施工现场钢拱架支护的自身特点和受力特性,建立含有钢拱架和喷射混凝土的隧道复合初期支护的地基曲梁力学模型。然后运用地基曲梁相关理论,通过现场监测的钢拱架应力推求出隧道复合初期支护内力解析式,从而迅速得到隧道支护结构的应力集中部位。最后,经由台阶法施工的隧道工程实例运用表明,基于实测钢拱架应力求解隧道初期支护内力的解析研究是分析软弱破碎围岩段隧道支护力学性能的一种新方式,并能及时有效地为隧道现场施工安全提供直观、可靠的力学依据和技术支持。     

隧道围岩-喷射混凝土界面应力解析

根据喷射混凝土支护隧道围岩的界面力学特点,考虑喷层与围岩结合界面受力和变形协调关系,并结合围岩承载拱效应,建立了围岩一喷层结构的复合曲梁共同承载模型,然后通过各微单元静力平衡推导复合曲梁的径向位移的控制微分方程,得到任意分布荷载作用下喷层与围岩界面应力以及喷层与围岩各自内力的解析式,可迅速获取喷层与围岩结合界面的力学状况,进而判断围岩稳定性与预测安全性,为隧道施工决策提供技术支撑。最后经隧道台阶法开挖的算例研究表明,喷层支护通过其与围岩的结合界面上传递应力使围岩内部形成压应力带,有利于围岩的稳定。