可用于川藏公路高陡边坡的两种加固新技术

抗滑桩是岩石边坡加固工程中应用非常普遍的一种方法, 而锚固洞在水利水电工程的边坡加固中也得到了多处应用. 但在应用过程中发现存在着一些不足之处. 作者利用预应力结构抗拉能力强的优势, 发明了预应力锚梁和预应力抗滑桩这两项边坡加固新技术, 以克服一般抗滑桩和锚固洞的缺点. 这两项新技术集工程勘察、加固、排水、监测和补强于一体, 使边坡的加固效果更好, 检测更加方便, 功能与成本之比即价值得到大幅度的提高. 若将其应用到川藏公路滑坡灾害的防治上, 可望取得很好的加固效果.     

极破碎围岩巷道锚注技术研究

以开滦范各庄极破碎围岩回风巷道修复为研究背景,充分调查该回风巷道的原有支护情况,针对普通的锚杆支护很难达到修复目的的情况,提出采用以"锚、喷、注"相结合的支护工艺。应用有限差分数值模拟软件FLAC2D对2100石门破碎巷道在锚喷支护、锚注支护两种方式下的垂直应力分布、屈服状态、位移量分布,分别进行数值模拟分析,并且对巷道位移和锚杆压力进行现场监测分析。经验证:锚注支护不仅可以有效控制巷道围岩变形,而且能保障矿井安全高产高效生产。     

特大悬索桥隧道锚岩石力学综合研究

针对泸定大渡河特大桥雅安岸隧道锚承载特性问题,采用基于岩石力学试验的综合研究方法,从围岩地质与力学特性、隧道锚1:10原位缩尺模型试验及隧道锚承载特性数值分析等方面,对隧道锚及围岩变形特征、蠕变特征及承载能力等开展系统研究.对比围岩地质与力学特性二者的关系,验证了模型锚的地质代表性.基于岩体(石)力学试验,提出了岩体力学参数建议值.原位缩尺模型试验结果表明:(1)1 P(1 P=5340 k N,设计荷载)、3.5 P和7 P荷载下,锚体最大变形分别为0.42,2.50,6.41 mm;模型锚锚塞体的周边岩体最大变形分别为0.25,1.86,6.59 mm.(2)1 P,3.5 P和7 P荷载下,锚碇、围岩和锚碇与围岩位错的蠕变都经历了减速蠕变阶段后趋于稳定,属于衰减型蠕变.(3)模型锚碇系统屈服荷载特征点5.25 P,满足规范要求.研究技术路线及成果可供类似隧道锚工程借鉴.     

厚壁筒受任意二次函数分布压力之解及圆筒无限长时的极限

构造一个新应力函数, 推出了厚壁筒受任意二次函数分布压力之解析解, 为求解厚壁筒受任意分布压力作用的空间轴对称变形问题打下了基础.     

顺德强风化岩层预应力管桩桩端土软化的现场试验研究

顺德地区以强风化花岗片麻岩和强风化粉砂质泥岩为桩端持力层的预应力管桩,成桩一段时间内常出现静荷载试验异常沉降,复压管桩超送的现象,工程界对这一现象是否是桩端土软化引起争论不一.针对这一问题,在两个试验场设计不同桩尖的试验桩,利用静力触探、旁压试验、高应变测试、静载试验的原位技术检验压桩后一段时间内桩端土强度、水平应力与承载力的变化,结合室内试验结果系统评价预应力管桩桩端土是否会出现软化.研究表明,虽然顺德地区的强风化花岗片麻岩与粉砂质泥岩具有一定的遇水或扰动软化的潜势,但成桩后没有发现桩端土软化现象.以这两种地层作为桩端持力层的预应力管桩,桩尖是否开口,桩管是否采用混凝土封底,对预应力管桩的承载力影响不大.研究还指出,顺德地区残积土层具有明显的互层性,开展基础施工前重视勘察工作.本研究对于准确评价残积土地区的基桩承载力及保证工程质量具有重要意义.     

急倾斜煤层巷道围岩变形破坏机理及支护研究

急倾斜煤层巷道大多采用单一的支护体系,变形破坏极为严重.为了找出适合急倾斜煤层巷道的支护体系,对急倾斜巷道围岩变形破坏特征进行了深入的分析.以赵家坝煤矿3964运输平巷作为研究对象,借助岩石点荷载试验、围岩松动圈测试和数值模拟软件,对该巷道围岩力学性质、围岩松动范围、应力分布、变形情况分别进行研究,得出急倾斜煤层巷道围岩变形破坏机理,提出了锚网索钢带+注浆的支护体系.工程实践表明,该支护体系大大增强了急倾斜煤层巷道的稳定性,为急倾斜煤层巷道支护提供了科学依据以及实践经验.     

基于移动锚节点的无线传感器网络渐进线定位

为了解决无线传感器网络定位的成本和计算量问题，本文提出了基于移动锚节点的双曲线渐近线定位方法。首先设计了移动锚节点运动轨迹，然后利用TDOA测距技术测得俩对锚节点到待定位节点距离差，最后利用双曲线渐近线的交点来定位。仿真结果表明：在减小计算量和定位成本的同时，该定位方法可以明显提高定位精度。     

钻孔局部壁面应力解除法(BWSRM)的原理及其在锦屏二级水电站工程中的初步应用

岩体初始地应力问题的研究在岩石力学与工程领域具有重要意义.作为地质体组成部分的岩体与其他材料明显不同之处之一就是其内部赋存有地应力状态,了解地壳某一局部区域地质岩体残余至今的地应力状态是一项极为复杂而又十分重要的研究课题.对地壳应力状态的认识虽然总体上有一些规律可寻,但主要手段还是靠现场原位的地应力实测.简要评述了目前普遍采用的三维地应力测量方法及其不足.提出了钻孔局部壁面应力解除法(BWSRM)三维地应力测量原理及其具体实施方案,研制了基于BWSRM法为原理的地应力测井机器人,并将其初步应用于锦屏二级水电站工地埋深达2430m处的地应力实测工作,验证了BWSRM法地应力测量原理的可行性和合理性.BWSRM法与测井机器人在地应力测井工作中的推广和应用具有十分广阔的前景.     

点群10mm十次对称二维准晶平面弹性的复变解法及孔口问题

研究了点群10mm十次对称二维准晶平面弹性问题的复变函数解法. 首先将二维准晶平面弹性问题的位移势函数F用4个解析函数表示出来, 利用解析函数的性质, 经过大量的推导, 给出了准晶声子场和相位子场的位移、应力及边界条件的复变函数表示, 从而建立了点群10mm十次对称二维准晶平面弹性问题的复变解法的理论基础. 应用这一理论, 借助于复变函数中的保角变换, 解决了椭圆孔口问题. 当椭圆的短半轴趋于零时, 可得裂纹问题的解．计算结果表明, 当声子场-相位子场耦合时, 即使受自平衡力的作用, 对椭圆孔口问题, 声子场应力仍与材料常数有关, 这一性质表现出了准晶弹性与经典弹性的又一不同. 而当声子场-相位子场解耦时, 退化为经典弹性理论．另一方面, 本文是Muskhelishvili创立的经典弹性理论的复变解法在二维准晶平面弹性问题中的推广, 像经典弹性理论一样, 只要能找到点群10mm十次对称二维准晶平面弹性区域到单位圆的保角变换, 就可解决各种孔口和裂纹问题.     

一种桁架结构全局拓扑优化方法

对于应力约束下的桁架拓扑优化存在的奇异最优解问题,结合子集模拟分层技术提出一种可以有效求得奇异最优解的新桁架结构全局拓扑优化方法.通过样本点的合理性判断和Metropolis-Hasting准则,确保了拓扑解的合理性和全局性.算例表明本文提出的方法在处理奇异最优解问题时,可以快速把搜索区域降到退化的低维可行子区域内并以足够的精度收敛于全局最优解.     

颗粒流动的一般本构关系

从理论上分析了颗粒流本构的最一般形式，及其在平面简单剪切流这一典型且常用的剪切流上的本构关系，颗粒群受剪从极慢颗粒流动，低速颗粒流 直到快速颗粒流动打一构可以统一起来，利用试验资料，对颗粒在空气中受剪的本构进行了分析，很好地验证了理论分析结果，尤其是，理论分析及所有试验都表明在正应力和剪切应力表达式存在流速梯度的一项，揭示在颗粒流中还存在颗粒的相对滑动及相互挤夺和，该项与普通流休珠线性粘滞应力类似     

具有圆弧形槽孔层合材料三维应力分析

基于一种修正的余能原理,建立了具有一个无外力圆柱面的新型三维层合杂交应力元,它可高效地分析具有圆柱形槽孔的厚、中厚、及薄层合材料的自由孔边三维应力分布. 根据建立的应力分量的应力函数表达式导出的单元应力场,严格满足层内以柱坐标表示的平衡方程、层间界面上应力连续条件、及圆柱面上无外力边界条件. 元间反力连续条件通过Lagrange乘子进行松弛. 层间位移保持连续,同时计入了横向剪切变形影响. 数值算例表明,该元不仅可以提供远较一般假定位移元及一般假定应力元准确的孔边应力分布,而且计算效率高、收敛快,同时,亦可用于多种圆弧形槽孔的应力分析.     

特种车悬架减振器变厚度阀片应力解析计算方法及应用研究

为了同时满足特种车辆悬架减振器阀片应力强度设计及阻尼特性精确设计的需求,须采用变厚度节流阀片,然而目前尚无精确的变厚度节流阀片应力解析计算公式,常出现阀片的断裂失效问题.根据变厚度节流阀片的力学模型,给出了阀片在均布压力作用下的变形曲面微分方程的通解.根据变厚度节流阀片变形、内力和应力之间的关系,创建了变厚度节流阀片径向、周向和复合应力解析计算式及阀片应力系数.利用ANSYS有限元软件对应力解析计算式正确性进行了仿真验证,结果表明解析计算值与仿真值吻合且相对偏差在0.8%以内.通过实例,利用应力解析计算式设计了变厚度阀片并进行了试验验证.试验结果表明,所设计的变厚度阀片同时满足了阀片应力强度与阻尼特性精确设计的要求,所建立的变厚度节流阀片应力解析计算方法是正确、可靠的,为减振器变厚度节流阀片设计和快速进行强度分析提供了有益参考.     

应力、应力纤维、Rho三者关系的研究进展

应力影响细胞的形状和骨架结构并因此控制许多与组织发展有关的关键行为，因此应力作用下细胞的种种响应问题成为生物力学目前最热的研究领域，应力纤维、Rho在研究应力信号如何被细胞感受过程中占据核心地位并已成为研究者关注的重点。本文依据国内外近几年进行的细胞对应力响应的研究进展对应力、应力纤维、Rho三者的相互关系进行了综述。     

预应力混凝土槽型梁日照温度荷载模式研究

为研究日照作用下槽型梁的温差分布模式,以沪昆客专上某预应力混凝土槽型截面独塔斜拉桥为例,推导了结构自身遮挡下任意斜面上阴影长度的计算方法,建立了考虑大气环境参数、桥梁方位和走向,以及箱室遮挡作用的槽型梁热力学仿真模型,分析日照作用下槽型梁截面上的温差荷载模式.研究表明:槽型梁腹板受太阳直接辐射,而底板受到箱室遮挡,导致槽型梁内温度分布较为复杂,现行规范中的温差荷载模式并不适用于槽型梁;以应力等效为原则提出槽型梁的温差荷载模式:槽型梁箱室上缘最大温差20℃,向下至腹板内符合指数函数分布;下缘最大温差2.5℃,在0.2 m范围内线性变化至0℃.     

纤维灌浆材料在预应力锚索中的作用机理研究

纤维灌浆材料能大幅度提高预应力锚索锚固段的抗拉强度、抗剪强度及断裂韧性指标,显著地提高预应力锚索在长期荷载作用下的耐久性,因而具有较好的应用前景,以细观力学的剪切滞模型及Hashin-Shtrikman上下限定理为基础,维灌浆材料对胶结面上的抗剪强度、锚固段侧阻力分布规律以及锚固段荷载变位特性等的影响.     

化学-应力耦合流变试验确定PC制品的开裂时间

基于化学探测法检测聚碳酸酯(PC)制品残余应力的原理,为确定退火后PC试件的环境应力开裂时间,开展了一系列化学溶液浸渍-四点弯曲应力松弛耦合状态下的流变试验。采用自主研制的可进行四点弯曲松弛和蠕变试验的流变试验仪,获得了不同松弛初始应力下PC退火试件在空气、正丙醇及正丙醇-甲苯混合溶液等不同环境中的开裂时间,建立了不同溶剂环境下流变松弛初始应力与开裂时间之间的非线性回归方程。研究结果表明:PC试件的开裂时间与流变松弛初始应力、外界化学环境有关;残余应力主导着PC注塑制品内部结构的劣化,而外界化学环境将加剧其劣化。该耦合流变试验法可快速获取退火试样在某一溶液环境中的开裂时间,能满足残余应力高精度测试的要求。     

考虑偏平面屈服特性的三维耗散应力空间

天然沉积土大多处于复杂三维应力状态．建立岩土材料三维本构模型的方法（三维化方法）应满足热力学定律这一基本物理规律．本文通过引入与塑性剪应变相应的迁移应力，使基于耗散能增量函数建立的岩土材料本构模型能合理地描述偏平面的三维屈服特性．同时，给出了耗散应力空间应力张量与真实应力张量之间的关系表达式，使本构模型能在三维耗散应力空间中采用相关联的流动法则计算不同应力方向的塑性应变．其次，在热力学框架下对比分析了常见三维化方法的热力学本质，如直接引入强度准则的方法、g（θ）方法和变换应力方法等．说明了三维耗散应力空间与变换应力空间的等价性，验证了变换应力方法在热力学框架下的合理性，同时指出直接引入强度准则的方法和g（θ）方法的不合理之处．最后，通过模型预测值与试验值的比较，验证了建立的三维耗散应力空间及其等价的变换应力空间的适用性．     

体外预应力加固钢筋混凝土梁式空心板桥的有限元分析

以内蒙古通辽市境内的公德屯桥为工程实例,通过静载荷试验说明桥梁需要加固,采用有限元程序ANSYS进行有限元建模研究和施加横向预应力的仿真计算,把均匀设计理论引入加固设计中.研究了各因素对挠度校验系数、应变校验系数的变化规律,综合考虑确定了优化设计方案.通过对加固前、后主梁跨中截面对比分析可知,采用施加横向预应力的方法来对钢筋混凝土空心板桥进行加固,能有效改善荷载横向分布情况,增加空心板结构间的横向联系,避免单板受力现象,且加固效果明显.     

“群对群”协同对抗的规划与制导问题研究

随着未来空天飞行器的飞行速度和机动性不断增强,以及集群规模化攻击样式的发展,防御方传统的“一对一”对抗模式已经难以适用,采用多个飞行器形成集群,以“群对群”的协同方式进行对抗,将成为一种有效的技术途径.本文针对群体目标的对抗场景,探讨了“群对群”协同对抗的规划与制导问题.首先系统介绍了空天目标攻击样式和目标特性的发展,总结提炼研究的背景需求与典型场景;再针对典型场景提出了群对群协同对抗的初步方案,简述了国内外研究情况,并梳理了规划与制导的关键技术,包括编组构建与目标分配、集群目标建模与估计、集群协同围捕与制导、集群编队随动保持与控制等;然后结合部分关键技术的研究进展,对重点问题进行了数字仿真,初步验证其可行性;最后针对群对群协同对抗的规划与制导技术的应用前景与发展方向进行了展望.