堤塘实际滑坡机理及稳定性分析

采用临界滑动场理论,并根据软基上堤塘的特点加以改进,结合实际堤塘滑坡实录,分别计算了不同c、φ以及不同填土容重下的临界滑动场,得到了相应的临界滑动面,结果与实际破坏面基本一致,在数值计算的基础上分析了滑坡的物理成因,并计算了加固方案的稳定性。计算表明,临界滑动场理论是一种非常有效的稳定性分析方法。     

应用蒙特卡罗-免疫遗传算法分析土坡的稳定可靠 性

本文借鉴疫苗提取、疫苗接种、免疫记忆、基因亲和突变、基因重组等思想提出了一种改进的免疫遗传算法。在此基础上研究了基于本文免疫遗传算法的土坡最危险滑动面搜索方法,并将该方法与蒙特卡罗随机模拟技术相结合,用于土坡稳定可靠性分析。工程实例计算结果与实际情况相符,验证了算法的有效性和分析方法的正确性。     

稳定渗流条件下土坡稳定性分析的一种新方法

在提出随机角生成曲线滑动面方法的基础上,通过改变选定参数来搜索临界滑动面,对渗流作用下的不同土质边坡进行稳定性分析。 考虑渗流效应时,将土体视为三种土条划分情况,并进行受力分析,推导出简化Janbu法中土条的浮力和渗透力计算公式。同时,对实际渗流场做出合理简化,以便应用于计算机编程。算例对比分析表明: ①此方法计算出的最小安全系数与已有研究成果非常接近,得到的最危险滑动面也颇为相似,可证明本文方法的正确性; ②以非圆弧滑动面与圆弧滑动面计算出的最小安全系数相比,前者明显要小,建议在有渗流作用时应采用非圆弧滑动面; ③对两个不同水位下的均质土坡,以水位与坡高之比为参数对边坡状态进行分析时,结果表明随着地下水位的升高,边坡安全系数急剧下降,因而,渗流效应是边坡发生失稳的一个重要因素,工程实际中应特别注意边坡排水设施的设置。     

土工格栅路堤加筋效果的影响因素分析

土工格栅作为一种新型的土工合成材料,由于具有高强度、低延伸率等特点而被选作主要的路堤加筋材料,在路堤中适当位置加入土工格栅能有效地减少路堤的沉降和侧向变形。本文采用通用非线性有限元程序ABAQUS分析了加筋前后的路堤底部的竖向位移、堤址点垂线下地基深度的水平位移和地表的水平位移,计算中采用D rucker-Prager模型和C lay p las-tic ity模型模拟土体的非线性,土工格栅采用一维杆单元来模拟。通过对加筋层数、筋材模量、软基模量、填土高度和软土层厚度等影响加筋效果的因素进行对比分析,从计算结果分析可知,路堤加筋虽然对软土地基的竖向位移影响不大,但加筋能有效抑制侧向位移的发展,这样增大了路堤边坡的稳定性,分析结果与大多数实际工程的实测资料相吻合。     

用非线性模型评价加筋柔性台背路堤

在考虑土的固结和土体的非线性应力应变关系的基础上,利用非线性有限元数值方法对土工织物加筋柔性台背路堤的受力性状和破坏机理进行了分析。分析结果表明,将铺有土工合成材料的桥台路堤,看作由土体、土工合成材料、土体-土工合成材料界面组成的、独立的平面应变三层连续体系,进行数值计算是行之有效的。计算结果显示,土工织物加筋可以有效减少桥台路堤50%的均匀沉降和66%的非均匀沉降,并能增加台背路堤的稳定性。现场监测表明,本文采用的数值模拟方法与实际工程具有一致性。     

框架预应力锚杆边坡支护结构的稳定性分析方法及其 应用

以边坡极限平衡理论及框架预应力锚杆边坡支护结构的圆弧滑动破坏模式为基础,在考虑框架、锚杆对土体边坡稳定性影响的情况下,基于圆弧滑动条分法的思想利用积分法建立了内部稳定性安全系数计算模型和最危险滑移面搜索模型。确定滑移面圆心坐标为几何控制参数,推导了安全系数计算模型中各变量与滑移面圆心坐标之间的函数关系式,从而获得了滑移面几何控制参数与内部稳定性安全系数之间的函数关系。利用网格法对框架预应力锚杆支护结构最危险滑移面的圆心坐标进行动态搜索和求解。最后采用Matlab语言编制了框架预应力锚杆边坡支护结构的稳定性分析程序,并结合工程实例进行了验算,讨论了此种方法的适用条件,结果表明该方法简明适用,较传统的经验分析方法更加合理。     

在均布外压作用下复合材料三角形网格加筋圆锥壳体总体稳定性分析

本文在文献[1]的基础上加以推广,分析了在均布外压作用下复合材料三角形网格加筋圆锥壳体总体稳定性,考虑了蒙皮的正交拉弯耦合效应和加筋筋条的偏心效应.基于外压实验观察结果,通过选择恰当的位移分量表达式,本文利用Galerkin法获得了临界外压的近似表达式,并对某一C/E复合材料三角形内网格加筋圆锥壳体的临界外压值进行了理论计算,所得结果与实验值相当吻合.文中所得结果可供工程应用参考.     

临界滑动场技术在排土场边坡设计中的应用

边坡临界滑动场技术是近年发展起来的一种边坡稳定性分析方法。它能准确快速确定多层介质、多台阶边坡任意形状的临界滑动面,全面评价边坡整体和局部稳定性。文章首先应用临界滑动场技术对原设计15°坡角时的龙桥排土场边坡进行临界滑动面搜寻,确定边坡整体安全系数为1.42,证明原设计的15°坡角取值过于保守。然后再应用临界滑动场技术的扩展方法进行反向分析,在给定安全系数为1.30的条件下,求得最佳设计坡角为17°。研究成果为将来矿山的排土工作提供指导,具有一定的工程实用性。     

高烈度区浸水高填石路堤变形和稳定性的数值模拟研究

填石路堤已经成为山区高等级公路较普遍的路堤形式,但对填石路堤的地震稳定性研究较少。汶川地震以后,我国已处于地震活跃期,因此对西部高烈度山区修建的浸水高填石路堤进行地震作用下的稳定性研究具有十分重要的意义。本文以雅泸高速公路K112+908.16~K113+675段的浸水高填石路堤为研究对象,对在折线地基上填筑的高填石路堤在各种工况下的变形和稳定性情况进行了三维数值仿真。研究结果表明,加强侧向约束,减少侧向变形是保证路堤稳定及在车载作用下不发生开裂的前提; 路堤在浸水条件下,由于填石和下覆土体渗透性能良好,计算后发现稳定性未有太大改变,但要注意波浪的淘蚀破坏作用; 高填方路堤在Ⅷ度地震作用下将以单纯侧滑方式发生破坏,潜在滑动面为路堤与基底的交界面,只有提高界面强度才能有效提高路堤的抗震性能; 提高填石路堤压实度可以有效提高强度,减小变形,但是并非越大越好,应展开压实度与基底承载力之间关系的研究。     

引入退火机制的智能单粒子算法在复杂边坡最危险滑动面搜索中的应用

复杂边坡的安全系数可能存在多个局部极小值点,如何确定边坡的最小安全系数是复杂边坡稳定性分析中的一个关键问题。本文结合简化Bishop法,采用一种新的启发式全局优化算法——智能单粒子算法(ISPO)来搜索复杂边坡的最危险滑动面。为帮助该算法快速跳出局部极值点,本文将模拟退火(SA)机制引入到智能单粒子算法中,结合了两种算法各自的优点,提出了引入退火机制的智能单粒子算法SA-ISPO。将本文提出的SA-ISPO算法用于搜索两个复杂边坡的最危险滑动面,并与其它方法相比较,验证了SA-ISPO算法的优越性,该算法搜索效率高,计算结果不受搜索范围的影响,是一种较好的全局优化算法。     

Statics of loose triangular embankment under Nadai’s sand hill analogy

In structural mechanics, Nadai’s sand hill analogy is the interpretation of an ultimate torque applied to a given structural member with a magnitude that is analogously twice the volume of stable sand heap which can be accommodated on a transverse cross-section basis. Nadai’s analogy is accompanied by his observation of a loose triangular embankment, based on the fact that gravitating loose earth is stable if inclined just under the angle of repose. However, Nadai’s analysis of stress distribution in a planar sand heap was found to be inaccurate because the total pressure obtained from Nadai’s solution is greater than the self-weight calculated from the heap geometry. This raises a question about the validity of his observation in relation to the analogy. To confirm his criterion, this article presents and corrects the error found in Nadai’s solution by analyzing a radially symmetric stress field for a wedge-shaped sand heap with the purpose of satisfying both force balance and Nadai's closure. The fundamental equation was obtained by letting the friction state vary as a function of angular position and deduce it under the constraint that the principal stress orientation obeys Nadai's closure. The theoretical solution sufficiently agreed with the past experimental measurements.     

青藏铁路冻土区遮挡式路基结构安全可靠性预测分析

冻土区路基的安全可靠性取决于路基地温场特征和路基面抗自然侵蚀特征。在路基基床上部修筑遮阳棚和在边坡上修筑遮阳板既可阻挡太阳对路基面和路基边坡的直接辐射,改变路基地温场形态,降低土层温度,又可防止降水渗入路基或降雪覆盖路面。这对防止冻土退化,提高冻土区铁路路基安全可靠性是一种非常有效而又简单易行的工程措施。本文以青藏铁路冻土区遮挡式路基结构路基表面温度数据和该地段气象资料为基础,运用带有相变的一维热传导方程模拟分析了青藏铁路长期运营过程中遮挡式路基结构对冻土区路基人为上限的抬升效果及对路基稳定性的影响,认为遮挡式路基结构是一种安全可靠的冻土区路基工程结构形式,同时也是未来铁路运营过程整治路基病害的一种有效工程措施。     

现代加筋土技术应用与研究进展

对土工合成材料研究与应用概况、加筋土的国内外应用与研究进展、加筋土基本理论研究进展进行了综合分析,提出了今后研究工作的重点。     

Analysis of the Dynamic Stability of Electrical Graded Piezoelectric Circular Cylindrical Shells

I. INTRODUCTION In recent years, piezoelectric materials have been widely used as sensors and actuators in the areaof smart structures, and shell-type piezoelectric smart structures have become the focus of research.Various analytical and ?nite element models for piezoelectric shells have been developed[1??3]. Inaddition, a series of exact studies on the bending and buckling of piezoelectric circular cylindrical shellhave been presented by Chen et al.[4??7]. Recently, the use of functi…     

公路黄土地基处治前后沉降变形分析

在湿陷性黄土地区,黄土作为高速公路地基的主要原料其强度和变形特性不能满足要求,主要有振动碾压、冲击碾压和强夯3种有效且实用的处治方法。本文根据原位试验和室内试验的数据,进行有限元模拟,在不同高度路堤和不同加载方式情况下,地基沉降变形随着处治能级的增加而减小,路堤本身的沉降保持不变。对于地基处理的深度和沉降变形减小的效果,强夯最好,冲碾次之,振碾最弱。处治前后地表中心沉降变形值与加载路堤高度之间的关系均可用二阶多项式回归拟合。2～4m高的路堤采用振碾的方式处理地基,5～10m高的路堤采用冲碾方法,大于10m的路堤多用强夯或者直接修桥来代替,对于黄土地区高速公路建设与维护具有重要意义。     

Stability boundaries of two-parameter non-linear elastic structures

The load-bearing capacity of structures can be influenced by variations in parameters, such as initial geometric defects, multi-parameter loadings, material specifications and temperature. This paper aims to introduce a new formulation to trace the stability boundaries of two-parameter elastic structures. The proposed procedure can find a set of critical points, both limit and bifurcation ones, via a modified Newton’s method. In the authors’ formulation, the residual force is set to zero, and a critically constraint is satisfied simultaneously. Numerical examples presented in this paper demonstrate the efficiency of the suggested method.     

Elliptic averaging methods using the sum of Jacobian elliptic delta and zeta functions as the generating solution

The present paper describes an improved version of the elliptic averaging method that provides a highly accurate periodic solution of a non-linear system based on the single-degree-of-freedom Duffing oscillator with a snap-through spring. In the proposed method, the sum of the Jacobian elliptic delta and zeta functions is used as the generating solution of the averaging method. The proposed method can be used to obtain the non-odd-order solution, which includes both even- and odd-order harmonic components. The stability analysis for the approximate solution obtained by the present method is also discussed. The stability of the solution is determined from the characteristic multiplier based on Floquet’s theorem. The proposed method is applied to a fundamental oscillator in a non-linear system. The numerical results demonstrate that the proposed method is very effective for analyzing the periodic solution of half-swing mode for systems based on Duffing oscillators with a snap-through spring.