凹边坡参数对边坡稳定性的影响

抽象出凹边坡的几何模型,采用量纲分析的方法,给出凹边坡几何参数和物理力学参数对边坡稳定系数的影响通式．在FLAC定义的边坡稳定系数意义下,经过数万次计算,采用二次回归的方法,确定了通式中的影响指数,形成经验公式．结果表明,受Mohr-Coulomb和拉应力两个强度准则控制的材料,形成的凹边坡的稳定性受无量纲粘聚力、边坡角、内摩擦角的控制．凹形边坡有利于边坡的稳定,边坡稳定性与岩土的抗拉强度关系不大．这一稳定系数公式对于形状规则均匀性好且符合Mohr-Coulomb破坏准则的凹边坡可以给出精度高的估计．对于其它边坡的稳定性评价还需要做有针对性的工作．     

单一弱面控制岩石力学系统特性

在含有面的岩石微元体中,弱面的倾角不同,岩石力学系统的结构形式就不同,其力学特性随着弱面倾角的变化而变化;弱面的力学参数的变化也是控制整个岩石微元体力学性能的主要因素。弱面的粘聚力越大,微元体系统承能力越大,并且承载能力随弱面内摩擦系数的增大而增加。     

软化Mohr-Coulomb材料强度参数的测定方法

为了得到试件的粘聚力和内摩擦角随轴向塑性压应变变化的曲线提出本方法。试件的弹塑性本构关系遵循相关联的Mohr-Coulomb强度准则;对常规三轴试验,试件受力进入塑性状态后,处在棱椎状屈服面的棱上,加载过程遵循Koiter流动法则。按经典塑性力学理论,推导得到轴向塑性压应变与轴向应力与轴向应变的关系;在常规三轴试验机上获得不同围压下试件的全程应力-应变曲线,进而可得到各自围压下轴向塑性压应变随加载过程的变化曲线;把来自不同围压下对应同一轴向塑性压应变的应力分别代入屈服面方程,即可求得对应的粘聚力和内摩擦角。结果表明,Mohr-Coulomb材料的两个强度参数的变化由轴向塑性压应变确定。轴向塑性压应变可以作为塑性变形的状态参数,它和试件的受力过程可以唯一确定试件的变形过程。     

扩展有限元方法计算多夹杂问题时圆形夹杂与四边形单元的几何关系

用扩展有限元法XFEM(Extended Finite Element Method)解决夹杂问题时,夹杂与基质的界面把单元分成若干部分.求单元刚度矩阵时,需要分别在这各个部分求积分.找到便于程序编制的描述各积分区域几何形状的方法是亟待解决的问题.本文把各积分区域的形成过程看成是圆对四边形的多次切割.考虑切剩区域与圆的关系时,把不完整的边仍看作完整的边,把切剩区域看成是四边形或是切去一两条边的四边形.采用排列组合的方法,把它们与圆的所有位置关系列了出来.     

非线性有限元方程组的弧长延拓算法

研究工程结构因构件屈曲和材料软化导致的稳定性问题,就需要追踪结构的平衡路径。当采用非线性有限元进行分析时,传统的牛顿迭代法会在极值点和分叉点处失效,而弧长延拓方法能很好地解决这一数值计算难题。针对结构稳定性非线性有限元分析程序的编制,给出弧长延拓算法牛顿迭代的标准格式和两种实用的迭代格式,并讨论它们之间的关系。通过一个边坡稳定性的有限元分析,验证了实用迭代格式的有效性。     

井下通风机消声器的综合研究

控制井下通风机的噪声污染是目前采矿工程中迫切要求解决的问题之一。本文应用现代信号处理技术对通风机的消声器进行动态优化设计，用有限元法研究了结构动态响应，经模态分析、灵敏度分析和结构动力修改，最终设计出通风机的二级消声器，生产出的样机经动态测试数据表明：该消声器具有消声量大（大于17分贝），空气压力损失小（小于2％），尺寸小适合于在矿井下使用等优点，是动态优化设计的一个成功实例。     

土工布工作的力学机理

揭示了土工布提高加筋土强度的力学机理。假设：平行、分层布置的土工布在垂直布面方向是连续分布的：土工布是薄膜,不影响物料的力学特性;土工布、物料、加筋土的变形是相同的：加筋土的应力状态是土工布与物料二者应力状态的叠加：加筋土的破坏只发生在物料中。提出了土工布单元,给出它与加筋土单元、物料单元间变形受力关系。结论：土工布承担了拉力,削弱了物料分担的荷载,提高了加筋土的强度：据此,可以设计出土工布的最佳布置方案。