黄土中压力型锚索锚固段应力分析

为研究黄土地区压力型锚索锚固机理,根据压力型锚索锚固段受力状态,基于三线型剪切-滑移模型,推导了注浆体与岩土体界面在弹性阶段所对应的剪应力及轴向应力分布的闭合解．根据相关压力型锚索锚固试验数据,采用推导的闭合解计算了不同张拉荷载作用下界面的剪应力分布,并与试验结果进行了对比．结果表明,各级张拉荷载作用下注浆体/岩土体界面剪应力的分布及其最大值与试验结果基本吻合,验证了本文提出解析模型的正确性与可靠性;压力型锚索锚固界面剪应力呈指数分布规律,在承压板附近剪应力分布集中且应力较大,随着离承压板距离的增大,剪应力逐渐减小;压力型锚索锚固界面剪应力峰值随外荷载增大而增大．研究结果可为压力型锚索的设计和计算提供一种理论参考．     

饱和土–隧道动力响应的2.5维有限元–边界元耦合模型

针对饱和土中异形隧道的三维动力响应问题,建立了2.5维有限元与边界元耦合模型.将隧道结构视为弹性体,采用2.5维有限元建立隧道模型;将地基土视为饱和多孔介质,采用2.5维边界元建立饱和土体模型.借助组合辅助问题基本解消除了边界积分方程的奇异性.利用饱和土与隧道接触面的位移、面力连续和完全透水或完全不透水边界条件,实现2.5维有限元和边界元模型的耦合求解.模型具有计算效率高、适用范围广的优点.通过与完全透水和完全不透水边界条件下轴对称问题的半解析解以及单相介质的2.5维有限元与边界元耦合模型对比,验证了本文模型的正确性.最后利用该模型计算了饱和土体中类矩形隧道在移动载荷作用下的三维动力响应,分析了不同土体渗透性下位移及孔隙水压力沿隧道轴向、环向和深度的分布规律.结果表明:(1)孔隙水压力随土体渗透性增大而显著减小,位移受土体渗透性影响小;(2)位移及孔隙水压力在隧道环向主要分布在距载荷作用点两侧约2 m的范围内;(3)孔隙水压力沿深度的衰减比土体位移快,且孔隙水压力和轴向位移沿深度的分布受土体渗透性影响大.     

两平行圆柱热源作用下饱和土体热固结解析解

基于应力平衡条件、渗流连续方程、能量守恒方程,考虑土颗粒和孔隙水热膨胀系数的不同,建立考虑热水力耦合的饱和土体三维热固结控制方程。利用傅里叶变换和拉普拉斯变换导出变换域上的控制方程,解得点热源在变换域和实数域上的解析解,再利用区域积分给出两平行圆柱形热源热固结土体温度、孔压、位移的解析解,并对其进行分析,发现径距比增大会导致两热源温度相互影响程度减弱,热固结系数减小会导致孔压和位移的峰值增大。     

ANALYTICAL SOLUTION OF THERMAL CONSOLIDATION OF SATURATED SOILS WITH TWO PARALLEL CYLINDRICAL HEAT SOURCES1）

基于应力平衡条件、渗流连续方程、能量守恒方程,考虑土颗粒和孔隙水热膨胀系数的不同,建立考虑热水力耦合的饱和土体三维热固结控制方程。利用傅里叶变换和拉普拉斯变换导出变换域上的控制方程,解得点热源在变换域和实数域上的解析解,再利用区域积分给出两平行圆柱形热源热固结土体温度、孔压、位移的解析解,并对其进行分析,发现径距比增大会导致两热源温度相互影响程度减弱,热固结系数减小会导致孔压和位移的峰值增大。     

全长粘结锚杆在岩质边坡中的受力形式分析

基于空间一点受力的位移解形式--Mindlin 位移解, 结合已有文献对节理面位置处全长粘结锚杆受力的假想形式, 将边坡下滑力简化为作用在锚杆上的集中力, 推导出锚杆沿杆长方向的轴力、剪应力的表达形式. 将推导结果在岩质边坡中进行应用, 得出不同岩体类型岩质边坡锚杆沿杆长方向受力的轴力、剪应力图示.     

全长粘结式锚杆的非局部摩擦分析

本文对Oden等提出的非局部摩擦模型进行了修正,得到了修正后的非局部摩擦模型.并应用于全长粘结式锚杆问题.文中利用Mindlin问题的位移解导出的全长粘结式锚杆沿杆体表面所受的剪应力的弹性解,对全长粘结式锚杆进行非局部摩擦分析,得到了在修正后的非局部摩擦模型下的全长粘结式锚杆的侧剪应力.文中修正的非局部摩擦模型下的全长粘结式锚杆的剪应力分布规律与试验得到的结果以及局部摩擦模型(库仑模型)下的计算结果进行了对比,结果表明修正的非局部摩擦模型下的计算结果与实验更符合.因此在描述此锚杆剪应力时,非局部摩擦模型比局部摩擦模型(库仑模型)更接近的实际.     

基于分数导数本构的粘弹性土层—隧洞衬砌系统的稳态动力响应

将混凝土衬砌材料视为具有分数导数本构的粘弹性体,在频率域研究了深埋圆形隧洞粘弹性土的稳态动力响应。利用衬砌的内边界条件和混凝土衬砌与土体界面处的连续性条件,得到了粘弹性土体和衬砌稳态振动的应力和位移解析解。进行了隧洞衬砌厚度、土体阻尼比、本构阶数、材料参数比等对土体的位移和应力幅值影响的算例分析,结果表明:材料参数比对系统动力特性有较大影响,随着材料参数比的增加,位移和应力幅值减小;随着土体的阻尼比、衬砌厚度的增加,位移和应力幅值减小;当材料参数比Tσ/Tε=3时,随着分数导数阶数增大,响应幅值减小。     

单侧摩擦梯度非均匀双半平面的反平面运动

研究了二个半平面的反平面运动，二个半平面都是剪切弹性模量与材料密度为梯度的非均匀介质，它们之间的界面是具有Coulomb摩擦的单侧界面. 当介质的梯度参数按二次幂规律变化时，求得了这一问题的解析解，给出了界面上粘着区与滑移区以及相应的界面剪应力与相对滑移量的分布. 通过抛物线脉冲入射下的数值计算发现：界面上的剪应力呈反双峰形分布，正、反滑移区出现在峰值点附近，其范围随界面上施加的外压力σ=fsp∞/μ0的增加而减小，当外压力达到某一数值时，滑移区消失，整个界面将完全粘着在一起.     

刚性环梁支撑圆形基坑支护结构变形解析解

将圆形基坑支护结构视为弹性圆柱壳,利用广义Delta函数和Heaviside函数,基于圆柱薄壳轴对称弯曲变形的控制方程,利用Laplace变换及其逆变换,得到了具有任意数目刚性环梁支撑的圆形深基坑支护结构变形的解析解．在此基础上,以某一圆形基坑工程为背景,分析了基坑底部混凝土底板、支护结构底部边界条件、基坑开挖深度以及支护结构的几何和物理参数等对支护结构变形和内力分布的影响,结果表明：随着基坑半径和挖掘深度的增大,支护结构的位移和内力增大,但随着支护结构厚度的增加,径向位移减小,而内力增加．同时,随着支护结构弹性模量的增加,基坑位移减小,但内力几乎没有变化,这些结果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导．     

孔隙率各向异性下饱和多孔弹性地基动力响应

由于不同的沉积条件和应力状态, 天然土体通常表现出一定的各向异性特征. 文章研究地基上表面受温度载荷和机械载荷时, 孔隙率各向异性参数变化对饱和多孔弹性地基热-水-力耦合动力响应问题的影响. 基于Lord-Shulman广义热弹性理论, 结合孔隙率各向异性基本假设, 建立了孔隙率各向异性饱和多孔弹性地基热-水-力耦合动力响应模型, 利用正则模态法推导出无量纲竖向位移、超孔隙水压力、竖向应力和温度分布的解析表达式并加以图示. 正则模态法是一种利用加权残差求得解析解的方法, 相较于其他方法能快速求解偏微分方程. 当孔隙率各向异性参数为1时, 可将该各向异性耦合动力响应模型退化为热-水-力耦合动力响应模型验证该地基模型的合理性. 着重分析了孔隙率各向异性参数变化对不同物理量的影响. 结果表明: 孔隙率各向异性参数变化对物理量均有一定影响. 在地基上表面受温度载荷作用时, 对超孔隙水压力和竖向应力影响最为明显; 在地基上表面受机械载荷作用时, 对超孔隙水压力和温度影响明显. 整体而言, 无论地基上表面受何种载荷, 随着各向异性参数增大, 峰值逐渐减小, 在地基深度增加方向峰值所在位置向靠近地基上表面方向移动.      

ADHESIVE CONTACT PROBLEM OF AXISYMMETRIC MINIATURE CIRCULAR PLATES WITH CENTRAL RIGID BUMP

Considering the adhesive effect and geometric nonlinearity, the adhesive contactbetween an elastic substrate and a clamped miniature circular plate with two different centralrigid bumps under the action of uniform transverse pressure and in-plane tensile force in theradial direction was analyzed. And an analytical solution is presented by using the perturbationmethod. The relation of surface adhesive energies with critical load to detach the contacted surfacesis obtained. In the numerical results, the effects of adhesive energy, in-plane tensile force, rigidbump size and contact radius on the critical load are discussed, and the relation of critical contactradius with the gap between the central rigid bump and the substrate for different adhesive energiesis investigated.     

零级次弹性圆柱杆在常速度拉伸时的惯性效应

本文给出了一个零级次弹性圆柱杆在常速度拉伸时有限变形的解析解,由其解发现在不同拉伸速度下应力-应变曲线的不同,完全是由于惯性力而引起,它使轴向应力几乎是随着拉伸速度比值的平方而增加。     

THE ANALYSIS OF INTERLAMINAR STRESSES FOR COMPOSITE LAMINATED SHALLOW SHELLS WITH INTERFACIAL DAMAGE

Based on the general six-degrees-of-freedom plate theory towards the accurate stress analysis and nonlinear theory of shallow shells, considering the damage effect of the interlaminar interface and using the variation principle, the three-dimensional non-linear equilibrium differential equations of the laminated shallow shells with interfacial damage are derived. Then, considering a simply supported laminated shallow shell with damage and under normal load, an analytical solution is presented by using finite difference method to obtain the interlaminar stresses. Numerical results show, the stiffness of the shell is weakened, greater absolute values of displacements as well as smaller interlaminar stresses are obtained by interfacial damage. When the interfacial damage is further increased, delamination occurs obviously under normal pulling load and pure shear slip occurs under normal pressure load. The portion of the load undertaken by the two sides of the interface is more different. Different mechanical behaviors are shown in both sides of the interface, and the discontinuation of stresses and displacements takes place in the interface.     

锚索抗滑桩工程的优化设计研究

锚索抗滑桩与普通抗滑桩相比,其受力状态更加合理。本文通过建立合理的计算模型和计算简图,推导出锚索在桩身任意位置的计算公式,并编制程序实现弯矩和应力的计算,确定出最优的锚固角和最优的锚索位置,可以有效减小抗滑桩的弯矩,更加充分的发挥锚索的作用。文中最后结合延安宝塔山滑坡治理,给出了实际应用结果。     

可压缩条件下超弹性电子封装材料中孔穴的增长问题

考虑了温度改变对高聚物材料体积变化的影响,将材料的不可压缩假定修正为可压缩假定。对具有neo-Hookea特征的高聚物电子封装材料在回流焊过程中由于湿热所引发的“爆米花”式的孔穴破裂现象进行了理论研究。利用有限变形的理论给出此类材料在计及体积改变效应下的孔穴增长和吸湿产生的蒸气压力与热应力之间的广义解析关系。该广义解析关系包含了不可压缩条件下的解析关系。分析结果表明：当温度改变引起的可压缩效应较大时,利用可压缩假定分析得到的极限载荷值与利用不可压缩假定分析得到的极限载荷值相比有所提高。但当温度改变引起的可压缩效应较小时,利用两种假定分析得到的极限载荷值相差不大。在温度变化范围不大的情况下,采用不可压缩的假定是合理的。     

INFLUENCE OF DISPLACEMENT OF SATURATED SAND STRATUM ON PRE-STRESSED ANCHORS

土层变形是造成预应力值波动甚至失效的重要原因. 利用载荷位移传递函数,基于弹性理论建立了饱和粉细砂层变形过程中锚索受力模型,通过实例研究了锚索预应力值在施工过程中的变化规律及锚固体在地层变形中的受力特性,结果表明锚固体接触面剪切刚度,锚索倾斜角度以及锚固体直径都是影响锚固体内力及接触面剪切应力的重要因素,为类似的预应力锚索支护工程的设计施工提供经验.     

理想弹塑性锚杆拉拔理论分析

假定拉拔时锚固体与周围岩土体之间的剪切位移荷载传递符合理想弹塑性模型,推导出锚杆抗拔力的解析算式．根据埋设于淤泥质土层中锚杆的拉拔破坏性试验数据,采用该公式计算锚杆抗拔力,并与实测值对比,两者较为吻合．     

Post-buckling behavior of a point-supported cylindrical liner shell of concrete pressure vessels

Using W. T. Koiter's initial post-buckling theory, this paper deals with the critical load and post-buckling behavior of a point-supported cylindrical liner shell encased in a concrete pressure vessel while the liner shell is subjected to axial and lateral compressions. The reasonable spacing of anchors is given. The results show that the point-supported cylindrical liner shell has a relatively complicated post-buckling behavior. The behavior is subject to the change of anchor spacing in both axial and circumferential directions. When the ratio of the anchor spacing in the two directions satisfies a certain condition, the liner shell will carry the maximum load.