寒区非圆形隧道冻胀力的解析解

利用复变函数相应理论引入一种求解考虑衬砌结构的季节性冻土地区非圆形隧道冻胀力和冻胀变形的方法.方法克服了隧道断面形状为非圆形状并且同时考虑非圆形隧道支护、冻胀圈、未冻围岩时,经典的复变函数理论不能直接应用求解非圆形隧道应力和位移的问题.方法通过将经典复变函数理论与连续性条件结合,导出了非圆形隧道衬砌-冻胀圈-未冻围岩系统在正交曲线坐标系ζ平面内的解析式,然后通过保角变换求得直角坐标系Z平面上考虑衬砌支护的寒区非圆形隧道冻胀力和冻胀变形.将推导的解析式应用于鹧鸪山隧道洞口段研究中,得到鹧鸪山隧道洞口段冻胀应力和冻胀位移解析解,并将解析解与数值解进行对比,验证解析解的正确性.由结果可知:围岩冻胀力对衬砌影响明显,在拱顶、拱脚、拱底处因冻胀造成的环向附加应力显著增大;在拱脚及两侧拱肩处会受到较大的法向附加应力;由于衬砌几何形状的原因,造成了衬砌冻胀变形的不均匀,进而造成冻胀力分布不均.应用复变函数理论将冻胀圈考虑为马蹄形、直墙拱形等非圆形状较以往将冻胀圈考虑为单一圆环的冻胀力研究更符合实际,较以往研究更能反映实际工况.研究结果为季节性冻土地区非圆形隧道冻胀力的弹塑性分析奠定了基础.     

热管及其应用

我国新修建的青藏铁路有550km是铺设在冻土区，其中300多公里属于地温高、厚度薄的极不稳定冻土，这成了影响行车安全的头号隐患．为了防止冻土融化，确保路基的稳定，有关工程技术人员采用了多种调控技术．其中传导调控中的热管是一种无需外加能源的冷冻技术，它在生产实际中有着广泛的应用．     

非线性断裂模式下冻土复合型破坏的数值计算

冻土是多相复合材料,其内部含有很多孔洞,裂隙等缺隙,它的断裂破坏过程像岩石及混凝土等准脆性材料一样具有明显的非线性特征.本文提出了一种胶结力裂纹模型来模拟冻土的断裂破坏过程.这种模型基于在裂纹尖端插入非线性界面元来模拟微裂纹区的胶结力(使裂纹闭合的力),裂纹扩展判据采用最大应变能释放率准则,同时编制程序对冻土Ⅰ-Ⅱ复合...     

用1-3及2-2连通复合换能器测量冻土

根据冻土弹性波测试要求，研制了一种测试冻土用的500kHz纵波，横波1-3及2-2连通复合超声换能器，其灵敏度高，频带宽，声阻抗低，波形简单及脉冲波形前沿徒削，亦适用于其它介质力学特性测试。文章介绍了换能结构原理及测量系统特性，实测了不同含水量（7%-25%）及负温（-2℃--20℃）条件下兰州黄土试块的纵，横波声速，获得很高测量精度（10ps级）。     

人工冻土力学性能影响因素敏感性分析

为分析人工冻土单轴抗压强度影响因素敏感性,选定人工冻土单轴抗压强度的7 种影响因素,按正交试验设计方案进行大量冻土单轴压缩试验,并采用灰色关联理论对试验结果进行分析,研究分析诸因素敏感性排列顺序. 试验结果表明：在选定的7 种影响因素中,温度为最大敏感因素,其它依次为深度、土性、养护时间、加载速率、含水率和密度,且选定的7 种因素均为重要影响因素,为相关室内试验与工程应用提供依据.     

基于级连相关神经网络的人工冻土本构模型1）

为解决BP (back propagation)神经网络收敛速度慢,网络结构需事先定义等缺点,采用了级连相关神经网络模型来建立人工冻土应力和应变之间的关系。基于该模型推导了冻土的一致刚度矩阵形式,利用人工冻土三轴试验数据对神经网络模型进行训练,并用其替换有限元计算中的传统本构模型,将计算结果与性质及含水率相同的冻土的试验结果进行了对比,发现该神经网络本构模型很好地反应了材料的非线性,能够改善数值计算结果,与实测结果吻合地很好,比具有相同隐含层神经元个数的BP模型更接近实测结果。     

基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型研究

假定冻土粘塑性微元损伤符合修进的莫尔-库仑准则,损伤变量服从Weibull随机概型分布;基于热力学原理和统计损伤理论,通过推导得到了相关联流动法则下的蠕变损伤耦合本构方程.为了便于研究冻土蠕变和损伤的耦合作用,将提出的本构模型,通过用户子程序嵌入到有限元程序中.最后,对冻土中桩基承载力模型试验进行了数值模拟,结果表明:基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型能较好的模拟冻土蠕变变形的全过程,并且与实测蠕变变形十分吻合,该模型对冻土结构物长期稳定性分析和工程预测具有重要参考意义.     

冻土区体育场馆类建筑地基非稳态温度场的数值研究

季节性冻土区体育场馆类大空间建筑的地基强度直接影响着整个建筑的稳定性,而冻土温度是影响地基强度的重要因素.文章简单描述了冻土区体育场馆类建筑地基非稳态温度场的数学模型,利用广义差分方法建立了二维温度场问题的数值离散格式,分析了其广义差分解的最优误差估计.最后举实例数值计算了四川西北地区季节性冻土区一建筑地基温度场受地表...     

用UVM-2型声速仪测定冻土弹性波速

利用ＵＶＭ－２型声速仪和自行研制的超声换能器对冻结兰州黄土进行了测定,在不同温度（－１℃、－２℃、－４℃、－６℃、－８℃、－１０℃、－１２℃、－１４℃、－１６℃、－１８℃和－２０℃）下测定了冻土的纵波速度和横波速度,测定结果显示,ＵＶＭ－２仪具有较高的测量精度,延时精度１０ｎｓ,而且具有自动化程度高、人为测量延时误差小和测量结果重复性好的特点。     

冻土纵,横波复合宽带超声换能器系列研制

根据冻土弹性波测试的要求,本文研制成功一种冻土测试用２５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ和１ＭＨｚ系列的纵波、横波复合宽带超声换能器。这种换能器具有灵敏度高、频带宽、声阻抗低的特点,适于冻土力学特性测试。作者介绍了它的结构及相应系统特性,并以１０ｐｓ的延时间精度,在零度以下气温条件下,实测了不同含水量（７％、１０％、１６％、２２％和２５％）及负温（－２℃、－４０℃、－６℃、－８℃、－１０℃、－１２℃、－１４