冲击波对有整体沉陷的土中浅埋结构的动力作用

冲击波作用于地下结构时,结构构件产生变形,与此同时,结构发生整体沉陷。结构位移和变形与波的相互作用决定了结构顶板上的荷载。计算与试验表明,整体沉陷对顶板上的荷载的影响大于构件变形对它的影响。因此,在研究土壤——结构相互作用时,必须考虑结构的整体沉陷这一因素. 本文中将土壤视为线弹性介质。结构顶板则考虑其弹性与塑性两种工作状态. 在上述条件下,导出了有整体沉陷的浅埋结构顶板在弹性与塑性工作状态时的动力响应的计算公式。并给出了防护工程中常用范围内的计算曲线。     

汽车行驶震动对浅埋暗挖施工的影响

城市浅埋暗挖法常应用于繁华地带道路下修建人防地下商业街和过街通道等地下工程.这类工程顶板距离地表一般比较浅,道路上汽车行驶震动将对浅埋暗挖施工造成较大的影响.利用ANSYS进行数值模拟定性地分析了行车震动在人防工程水平和竖直方向的传播规律,结合洛阳市纱厂南路浅埋暗挖工程进行震动参数测试,获取了道路下钢筋混凝土结构水平和竖直方向的加速度,研究了行车震动在钢筋混凝土结构中的传播规律以及对浅埋暗挖施工的影响.结果 表明:在水平方向上,从跨中至两侧,加速度值逐渐减小;在竖直方向上,由上至下,加速度值呈线性减小规律;有汽车通过时加速度值是无汽车通过时的1.48～5.33倍,路面汽车行驶对道路下浅埋暗挖土方开挖的不利影响比较明显.     

软基上结构仿真计算方法及其应用

根据半无限大地基弹性沉陷公式,利用线粘弹性－弹性相应原理及Ｌａｐｌａｃｅ变换等数学工具,导出了Ｋｅｌｖｉｎ型和三参量粘弹性地基沉陷公式。用空间八结点徐变等参单元离散上部结构,地基沉陷采用粘弹性理论解,提出了对软基上结构进行仿真计算的半解析计算方法,并编制了相应的计算程序,实例计算表明,仿真算法能很好地模拟整个工程从开挖施工到正常运行的全过程。     

箱简型基础防波堤结构受力模式及合理尺度

防波堤向深水区域发展时,抛石堤、抛石基床和半圆体混合堤等传统结构基底宽度呈倍数增加,同时还必须对软土地基进行处理,工程造价大幅上升．针对天津港淤泥质软土地基情况,开发了一种不需要进行地基处理的防波堤结构——箱筒型基础防波堤结构．本结构由插入到地基土中的箱筒型基础结构和上部的挡浪结构组成,利用周边软土的黏聚力和摩擦阻力来保证结构的抗滑和抗倾稳定性,利用插入埋深来提高基底的承载力和整体稳定性,可预制且可重复利用．对结构抗滑、抗倾和地基承载力稳定性系数进行了计算研究,得出了优化的合理结构尺度,为箱筒型基础防波堤的实际工程应用奠定了基础,也为软土地基上新型深水防波堤的计算模式提供了借鉴．经比较,采用箱筒型基础防波堤结构较其他方案节省工程投资25．8％．     

黏土中宽浅式筒型基础与地基的地震响应

我国近海地基以软黏土地基为主,在地震频发的场地中,地震荷载的作用会导致浅层黏土地基的土强度发生弱化,而宽浅式筒型基础是一种新型的海上风电基础,其入土深度较浅,因此宽浅式筒型基础对地震作用下浅层土体的强度弱化较为敏感.为研究黏土中宽浅式筒型基础与地基的地震响应规律,以实际场地中原型宽浅式筒型基础为依据,参照原型宽浅式筒型基础的1阶自振频率设计并开展了一系列离心机振动台试验,监测了宽浅式筒型基础作用下黏土地基在震中和震后的孔隙水压力响应,分析了宽浅式筒型基础和黏土地基的加速度变化,研究了筒型基础作用下黏土地基的剪应力-剪应变关系,揭示了黏土地基中宽浅式筒型基础结构与地基的动力响应规律.结果表明,地震作用下黏土地基中的超静孔隙水压力累积存在滞后效应,且位于筒型基础中心线上土体的超静孔隙水压力相对较小,宽浅式筒型基础产生的大面积附加荷载作用有利于减小黏土地基振动弱化程度;随着埋深的减小,黏土地基的加速度在ELCentro波作用下呈线性衰减规律,在SIN波作用下呈非线性衰减规律,塔筒处加速度与基础顶盖处加速度相当且峰值加速度明显小于浅层地基;基础底面以下土体的应力应变滞回圈随埋深的增加而增大,而基础底面处土体的剪应变明显提高.     

四边任意支承条件下弹性矩形厚板辛几何法解析解

利用辛几何法推导出了四边任意支承条件下矩形厚板弯曲的解析解.在分析过程中首先把弹性厚板弯曲问题的简化方程表示为H am ilton正则方程,然后利用辛几何法对全状态相变量进行分离变量,求出其本征值后,再按本征函数展开的方法求出四边任意支承条件下矩形厚板弯曲的解析解.由于在求解过程中不需要事先人为选取挠度函数,而是从厚板弯曲的基本方程出发,直接利用数学的方法求出可以完全满足其边界条件的解析解,使得这类问题的求解更加合理.计算实例验证了所采用的方法以及所推导出公式的正确性.     

中浅埋深矩形巷道顶板围岩弹塑性变形

为了分析矩形巷道顶板围岩变形,采用理论推导、数值模拟以及现场监测三者相结合的方法,通过建立矩形巷道顶板梁模型,对该模型进行弹塑性分析,得到巷道顶板围岩表面以及跨中部位沿深度方向不同位置处的下沉量.同时,通过FLAC3D模拟得出在不同埋深(200～700 m)时巷道顶板的下沉量,并将模拟结果与理论计算值以及柠条塔煤矿s12001运输巷道顶板变形监测结果对比,从而对理论计算结果的可靠性进行验证.研究结果表明:在中浅埋深(≤500 m)时,理论计算的下沉位移值与数值模拟和现场监测结果接近,研究结果给出了中浅埋深时矩形巷道顶板下沉变形的理论计算式,可为矩形巷道锚杆支护设计提供理论依据.     

采动影响下浅埋输气管道与土体耦合作用机理

针对地下煤炭开采对采空沉陷区内浅埋输气管道变形破坏的采动影响,根据采动过程中埋地管道与土体相互作用的基本特征,将采动过程中管土相互作用划分为管土协同变形、管土暗悬空和管道明悬空3个阶段。根据各阶段中埋地管道的力学特征,分别采用弹性地基梁、均布载荷作用下的弹性梁和纵横弯曲弹性梁模型对非沉陷区的管道、沉陷区内处于协同变形的管道和沉陷区内处于悬空状态的管道进行力学分析,建立各阶段下埋地管道的分段弹性梁力学模型;并结合各分段弹性梁的边界条件,分析各阶段下管土相互作用的极限状态,得到埋地管道失效的临界判据,进而建立采动影响下浅埋输气管道与土体作用机理分析方法。     

薄板力学解在坚硬顶板采场的适用范围

本文用厚板力学的方法,研究了坚硬顶板采场薄板力学解的可行区域作出了实用的工程判断图,并导出了四种边界条件板的厚化系数表达式,对必须用厚板来解的顶板,用相同边界条件的薄板解乘以厚化系数,即得厚板的解。     

局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上厚矩形板的弯曲

在建筑结构设计中的局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上矩形板的计算一般采用有限元法和图表,在理论上很难获得一般性的解析解.本文以局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上四边简支厚板的弯曲问题为例,由功的互等法导出了一般封闭解析解的表达式,给出了图表形式的计算结果,并与有限元结果进行了对照.证明了本文给出的一般性封闭解析解的表达式是正确的.     

地震动在浅埋隧道场地中的传播特性

为了探究地震动在浅埋隧道场地中的传播特性,以南京某工程中浅埋隧道为研究案例进行振动台试验。基于Bockinghamπ定理分别对结构和地基土作相似缩比,考虑时间效应对土体的影响,时间相似比采用模型土时间相似比,采用叠层剪切土箱来减小边界效应,对试验得到的加速度结果进行分析,结果表明:随着埋深减小,土体的加速度峰值逐渐增大;地震中,地下结构主要随周围土体一起运动;结构的存在会放大周围一定范围的土体加速度峰值。     

基础条件对SSDI体系动力特性的影响

基于影响土-结构动力相互作用(SSDI)体系抗震性能和动力特性的因素除地基土特性与上部结构特性外,基础作为联系上部结构和土体的桥梁,其构造形式以及埋置深度对SSDI体系动力性能的影响不可忽视。通过采用有限元方法,对某工程高层建筑算例进行计算分析;利用ANSYS程序中重新启动法、APDL参数设计语言编制程序实现对地基土的非线性模拟,并通过土体边界、土体与结构间非线性接触的研究,对整个SSDI体系在实测地震波作用下的动力反应进行计算分析,研究桩筏基础、桩箱基础2种不同基础形式以及不同基础埋深条件对上部结构动力反应效应的影响。研究结果表明:桩箱基础条件时上部结构动力反应较小,基础埋深越大,上部结构动力反应越小。研究成果为工程抗震设计考虑基础条件对土-结构动力相互作用效应的影响提供了理论依据,对完善抗震设计规范具有参考价值。     

实加线性衰减动载作用下土中浅埋索网结构动力分析

本文考虑土中浅埋索网结构曲面的影响,导出了爆炸动载作用下浅埋索网结构的非线性动力微分方程,并编制了专用程序用数值方法求解。文中讨论了索网埋深、土壤波阻抗及索网等效面积等因素对浅埋索网动力响应的影响。     

Пастернак基础上四边自由矩形厚板的解

本文根据Reissner厚板理论导出了Пастернак基础上弹性厚板的基本方程,并采用叠加法得到了四边自由矩形厚板的解析解。其次,本文对解作了三方面的讨论:a)收敛速度.b)正确性,c)基础参数对解的影响。     

长壁工作面顶板周期下沉量的理论分析与实测研究

为了研究长壁工作面顶板周期下沉量对支架支撑高度的影响,本文以某长壁工作面为背景,利用数值模拟和理论分析方法,通过分析长壁工作面上覆岩层运动规律,对浅埋深长壁工作面顶板破坏特征进行研究,并对顶板所成结构形式进行了探讨,分析了顶板周期下沉量对支架支撑高度的影响,最后通过现场实测数据对所得结论进行了验证。研究结果表明,顶板最大周期下沉量对于确定工作面采高及支架最小可缩量具有重要意义。本文的研究结论对浅埋深长壁工作面顶板结构形式也提出了新的探讨。     

余能变分原理在厚板动力分析中的应用

本文根据余能原理研究了 Ｒｅｉｓｓｎｅｒ理论和板三变量广义位移原理在厚板动力分 析中的应用，明确了两个理论之间的关系 并在此基础上提出了一个计算厚板动力特 性的新方法，同时还推出了计算四边简支厚板自振特性的精确解公式．最后对厚板自 振特性的几种计算方法进行了讨论，并在此基础上提出了行之有效的简化计算方法． 文后，列举了计算例题，证明了此方法的有效性．     

地铁隧道开挖中地下管线的内力和变形分析

以Winkler弹性地基梁理论为基础,针对地铁开挖过程中地下管线的受力作用和变形作用进行分析,并在考虑地基扩散作用影响下构建地下管线挠度位移、转角、弯矩和剪力的表达式,定量分析地基扩散角与埋深对地下管线变形的影响.经理论分析证明:地下管线最大挠度出现在沉陷区域中间,沉陷区两端边缘处集中了最大弯矩和剪力,地基扩散角与管线的埋置深度均对管线最大挠度有重要影响.     

Winkler地基上变厚度矩形板弯曲的微分求积解

运用微分求积法研究了Winkler地基上变厚度矩形板的弯曲问题.给出了四边简支与四边固支Winkler地基上等厚度矩形板的解,同时给出了Winkler地基上变厚度矩形板的解.从算例的结果来看,微分求积法计算精度较高,其是求解各种偏微分方程及工程结构问题的一种较好的数值计算方法.     

城市浅埋箱型结构隧道施工工艺探讨

以重庆市渝中区解放碑金融中心某浅埋箱型结构隧道工程为例,探讨特殊地形条件下箱型结构隧道施工技术;详细介绍“城市箱型结构隧道单洞八断面分部开挖”、“1＋1衬砌”施工工艺及操作要点.经实践证明,该工艺是切实可行的,对今后类似工程建设具有经验指导意义.     

地基塌陷过程中埋地管线的有限元分析

地基塌陷往往影响埋地管线的正常使用和安全,针对这一课题,在室内模型箱试验的基础上采用Ansys软件建立有限元模型,应用单元生死技术模拟了土体塌陷范围不断扩大的过程,得出随着地基塌陷埋地管线内应力及沉降的变化过程曲线。通过与室内试验数据对比,证明了本数值模拟方法的可行性。进而又通过图像分析找出了管线的控制截面及控制力,并研究了埋地管线的壁厚和下卧层土体刚度在地基塌陷过程中对管线变形的影响规律,得到了一些具有工程实际意义的结论,为沉陷区域埋地管线设计和数值分析提供理论依据。