表面承受常静水载荷的谐和弹性半无限体的表面不稳定性

本文应用小变形叠加到大变形上的分析方法,考察了表面受常静水载荷作用下,谐和弹性半无限体的表面平面应变失稳问题。分析表明,对于标准材料情形,压缩方向的临界主伸缩比随静水载荷值的增大而减小,相应的临界载荷则随之增大。     

不可压缩弹性半空间的表面不稳定性——轴对称问题的分析

应用小变形叠加到大变形上的分析方法,处理不可压缩弹性半空间在双向受相同的均匀压缩下自由表面的轴对称失稳问题。对于Mooney型弹性半空间,得到表面失稳时沿压缩方向的临界伸缩比为0.666,不同于平面应变失稳下的相应值0.544。     

关于随机载荷作用下弹性半平面动力学问题

本文讨论弹性半平面在其表面承受随机载荷作用时的动力学问题。文中给出了应力。分布的相关函数的公式,并对特殊情况进行了计算。我们得到的结果,可以很容易地推广到弹性半平面上承受运动载荷或其他载荷的情况,以及其他线性变形的介质象流变体等     

半平面体弹性问题的自然边界元法

对于半平面体弹性问题,力学中一般并没有直接求解,而是由求解半无限楔形体问题间接得到其解答的。本文由双调和方程的格林函数及格林第二公式,通过自然边界归化得到半平面体弹性问题应力函数统一的边界积分公式,根据已知的面力条件,求得边界应力函数及其法向导数,代入积分公式即可直接得到半平面体在各种边界载荷作用下的弹性问题解答。     

力偶矩作用在复合半平面内的基本解

本文利用Fourier变换,从平面应变问题的Kelvin解出发,构造了力偶作矩作用在复合半平面内的基本解,这组解可对复合半平面的边界元法进行扩展。半无限平面问题可以看作是复合半平面问题的特例.     

大体积混凝土受寒潮袭击时半无限平面问题的无限平面化

在分析混凝土表面裂缝特点的基础上,针对受寒潮袭击中的大体积混凝土,提出表面裂缝问题的半无限平面假设。利用混凝土传热的延迟性质,研究了任意降温过程中半无限平面问题无限平面化的条件。采用叠加原理,提出了环境温度任意下降时混凝土表面温度及表层温度计算的新方法。利用400mm×400 mm×220 mm块状试件,构造了混凝土表面开裂问题的半无限平面模型。在室外环境下,对混凝土表面温度与表层温度进行了连续测量,并对该方法进行了验证。试验结果表明,在环境温度单调下降的条件下,对混凝土受寒潮袭击时的半无限平面问题进行无限平面化处理是可行的。     

冷轧带钢板形屈曲变形失稳限的有限元分析

采用ANSYS有限元仿真分析方法研究冷轧宽带钢板形屈曲失稳特性。利用ANSYS的几何非线性求解模块,建立宽薄带钢二维有限元模型,分析不同形式载荷、厚宽比和张应变下的屈曲失稳过程,计算板形屈曲变形失稳限。分析结果表明:边中复合浪的临界失稳载荷最大,中浪的较大,边浪的最小;边中复合浪的屈曲半波长为板宽的50%～60%,中浪与单边浪为80%左右,对称双边浪约为70%;在同样载荷下,随着厚宽比或张应变的增加,临界失稳限呈增长趋势,并且复杂浪形的临界失稳限增长速度明显大于简单浪形的增长速度。     

均布载荷肱梁的极限分析

本文把受均布载荷作用的肱樑作为一个平面应变问题进行极限分析,给出了极限载荷的上限;与纯弯曲理论以及肱樑端面受集中力的情况进行了此较,分析了切力以及变形区域受拉一侧上的均布载荷对于极限弯矩的影响。     

复合半平面的边界元法

两种不同介质的半平面结合在一起的问题是非均质的复合半平面问题。本文利用Fourier变换,从平面应变问题的Kelvin奇异解出发,构造了复合半平面的解。用边界元法实施复合半平面解可以解决有关非均质的一大类岩石力学问题。无限半平面问题可以看作是复合半平面问题的特例。还给出了与理论解比较的算例以及在岩右力学中应用的几个实例。     

半无限线性粘弹性体在法向载荷作用下的若干解答

本文给出均匀的各向同性的半无限线性粘弹性体Maxwell模型、Voigt模型和标准线性模型的承受法向载荷作用的若干解答,同时也指明了承受边界平面内的载荷作用下的解。     

顺层围岩地下洞室的粘弹性稳定

应用粘弹性薄板的稳定方程和Laplace变换方法,采用承受平行于中面的均匀压力的四边简支的岩板力学模型,根据岩板屈曲变形时的特点及其边界条件,研究了地下洞室中外层岩板向临空面变形并导致层间脱离的状况,导出了岩板结构与时间相关的临界载荷和临界应力的解析式。结果表明岩层的稳定性与岩体的流变性质密切相关,在一定载荷下或应力水平下,随时间延长会发生滞后失稳,表现出了与弹性性态不同的特性。分析了某工程地下洞室层状岩体的稳定性,通过分析比较说明文中分析方法的有效性。     

大跨径钢管混凝土拱桥非线性静风稳定性

针对大跨径钢管混凝土拱桥的特点，对其空气静力失稳问题作了理论和数值计算分析。基于虚功原理对钢管混凝土拱桥几何非线性问题的有限元分析方法进行了描述，推导出切线和割线刚度阵；在综合考虑静风荷载与结构非线性影响的基础上，利用增量法和内外两重循环相结合的方法寻找各级风速下结构变形平衡位置，并精确求解大跨径钢管混凝土拱桥静风稳定性；通过数值全过程分析得到了结构失稳行为的全过程变形曲线和失稳临界风速，并编制了相应的计算程序。实桥数值分析计算结果表明，其静风失稳为桥面弯扭耦合的失稳形态。     

空间结构的影响面理论

本文研究了空间结构在移动荷载作用下的荷载组合及最不利位置求取的问题.为此,提出了影响面理论.它可以从理论上克服当前空间结构在多个移动荷载作用下不利组合计算时的盲目性.并且编制了绘制影响面透视图的计算机程序.还讨论了荷载组合的简化计算方法.     

基于球谐变换及负荷响应解算地表三维形变

地表水储量发生大幅度迁移时会引起周边区域的地表形变,严重时导致地质灾害的发生,因此,对地表形变的监测预测具有重要意义。针对该现象提出一种基于球谐变换及负荷响应理论解算由于水体大幅变化引起的地表三维形变的方法。模拟以水体为质量中心的载荷模型时,基于研究区域的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据创建平均水厚栅格矩阵,其空间分辨率可精确至1.1 km左右。基于负荷响应理论将平均水厚栅格矩阵进行球谐展开,通过保留更高阶次的谐波信息,解算出更精确的地表三维形变及其时间序列。以三峡水库为实例进行方法验证,反演过程中等效水高的误差率可降低至0.742%,且垂直形变时间序列的趋势与负荷格林方法的解算结果具有较好的一致性。     

单轴对称截面圆弧拱在局部区域径向均布荷载下的弯扭失稳

为了探究单轴对称截面圆弧拱的弯扭失稳行为,研究了局部区域径向均布荷载作用下单轴对称工字形截面两端铰接圆弧拱的弯扭失稳问题,考虑了剪切变形的影响,推导了失稳前拱的弯矩,轴力和剪力表达式。根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法,得到了单轴对称截面圆弧拱弯扭失稳临界荷载理论解,并将其和有限元结果进行了对比。结果表明:当截面的较宽翼缘位于拱的顶部时,拱的弯扭失稳临界荷载值会增大;考虑剪切变形影响的浅拱的弯扭失稳临界荷载小于不考虑剪切变形的临界荷载;局部参数对拱的弯扭失稳临界荷载影响明显,弯扭失稳临界荷载随着局部参数的增大而减小。     

富水充填材料蠕变及其硬化体内水分损失特征

为探讨富水充填材料在时效作用下的变形及其硬化体内水分损失特征,本文研究一定水固质量比的富水充填材料在不同应力水平下的蠕变性能,并通过扫描电镜观察、差热-热重分析等实验探讨充填体在蠕变过程前后的形变特征、水分损失及其与外界荷载的关系.结果表明：水固质量比为2.0的富水充填材料失稳破坏的临界应力为1.96 MPa,为其单轴抗压强度的90%；蠕变不会对富水充填材料中结合水含量造成影响；富水充填材料失稳破坏时内部结构发生非结合水的流失,非结合水含量损失相对值与所受荷载水平呈线性正相关关系；非结合水的流失导致结构内部出现更多的空隙,这些空隙在外界荷载作用下会迅速被压密,产生较大变形,导致充填体局部失稳,进而影响采空区的整体稳定.     

地震表面波引起高桥墩的动力屈曲分析

考虑大变形的影响,建立高桥墩在地震表面Rayleigh波引起的地基椭圆运动时的非线性动力学基本方程式.通过位移形函数假设,采用伽辽金积分方法得到了时间变率的动力学控制方程.对时间变率的非线性微分方程进行数值求解,给出了同一地震波不同强度下高桥墩的位移响应曲线以及从产生横向振动到失稳的全过程,得到了地震波冲击时高桥墩失稳的临界地震加速度和失稳时刻.通过数值算例比较了地震波幅值、高桥墩柔度以及桥面质量大小对位移幅值响应曲线、临界地震加速度和失稳时刻的影响.     

采煤工作面冲击地压的解析分析

运用煤层塑性软化理论，通过解析分析，导出了采煤工作面附近煤层和顶板的变形与应力分布规律，运用极值点失稳理论，给出了煤体开始软化时的采空区跨度与顶板所受压力之间的关系，计算了采煤工作面产生冲击地压时采空区跨度与载荷间关系。采煤工作面冲击地压的分析方法可推广应用于巷道和煤柱冲击地压的分析，为煤矿安全生产和预防冲击地压提供一定的理论参考。     

考虑弹塑性变形机制的结合面静摩擦因数模型

在三维接触分形理论的基础上,从理论上建立了一种考虑微凸体的完全弹性、弹-塑性和完全塑性三种变形机制的结合面静摩擦因数三维分形模型。该模型反映了结合面法向载荷、分形维数以及分形特征尺度参数对结合面静摩擦因数的影响。仿真结果表明,静摩擦因数f随着无量纲法向接触总载荷P*的增大而增大;分形维数D的增大,先增大后减小;无量纲分形特征尺度参数G*的增大而减小;考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数小于不考虑弹-塑性变形机制的结合面静摩擦因数。