塑性平面应力问题的统一特征线场理论

文中提出的塑性平面应力问题极限分析的统一特征线场理论，可以广泛适用于不同性质的各类材料，包括各类拉压强度相等的和不相等的各种金属类材料和非金属类材料。统一特征线场理论充分考虑了各种不同材料的中间主应力效应，建立起了各种特征场之间的定理关系，形成了一个系统的理论，有的特征线性均为文中统一理论的特例。     

利用Mohr圆求平面应力状态下任意斜截面上应力图解法的一个建议

按莫尔园的几何关系,建议从基点作斜截面平行线与应力园相交,从而得到更简洁更直观的图解方法.     

考虑主应力方向影响的正交各向异性土体强度

利用材料组构与应力主轴的方向关系,对椭圆型角隅函数进行修正并引入到Mohr-Coulomb准则,建立了一个适用于正交各向异性土体的三维强度准则.通过所建立的准则,推导了考虑主应力轴方向变化影响的土体峰值应力比与中主应力比关系的计算公式,获得了土体峰值内摩擦角随中主应力比及大主应力偏转角的变化特性.通过与不同沉积面角度条件下的三轴试验及空心圆柱扭剪试验结果对比表明,理论公式预测的内摩擦角与试验结果一致.     

斜交板拱空间受力特性参数敏感性分析

为研究不同结构参数下斜交板拱的受力特性,建立不同斜交角度、矢跨比的空间斜交板拱有限元模型,对其结构响应进行对比分析.结果表明:随着斜交角度的增大,拱脚反力极不均匀,板拱的扭转和翘曲效应越来越明显;矢跨比变化时,斜度对斜板拱的受力特性影响规律相同,但结构空间受力特性的强度明显不同.     

局部构造应力场分析

本文通过应力圆分析.探讨不同性质,不同方向的构造形成的局部应力场的特点及分支构造的分布规律.     

洛阳龙门石窟水的赋存对岩体稳定性的影响

由于地下水的发育和大量溶洞的存在,龙门石窟与国内其他石窟相比,有着典型的水文环境。采用岩体力学中的基本理论和方法——库仑准则和摩尔圆,评价了水的赋存对洞窟立壁岩体稳定性的影响。通过计算饱水前后节理面滑动临界剪切强度的降低和在应力摩尔圆的直观图示可以得到,边坡卸荷裂隙中水的存在明显降低了岩体的力学强度,是诱发洞窟岩体失稳事件产生的活跃因素。     

主应力与主方向角对应关系的简捷判别方法

用应力圆证明了主应力与主方向角之间的对应关系,给出了简捷判别方法．     

平面应力状态最大主应力方位的确定

推证了一个确定最大主应力的方位公式，通过结合主应力公式，可直接明确地给出最大主应力及最小主应力的方位，从而可避免再用应力圆或实践经验判断主应力方位的过程．     

双剪强度理论在水工压力隧洞弹塑性应力分析中的应用

水工压力隧洞的弹塑性分析,工程上一直采用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ强度准则进行求解。但由于该理论和试验结果常常不符,故产生误差。本文应用俞茂宏教授提出的双剪强度理论对水工压力隧洞进行弹塑性分析,解决了上述问题。     

二向应力状态的矢量应力圆法

本文介绍二向应力状态的另一种解法——矢量应力圆法。该方法是以力的平衡方程为基础求力,并画出单元体所受外力的矢量图,从该图上可量出所求斜截面上力的大小和方向,从而应力的大小和方向即可求得。在某些情况下比用材料力学中的解析法或图解法更快些,且更易于想象。     

考虑中间主应力影响时条形地基极限承载力公式

基于Mohr-Coulomb理论的地基极限承载力公式，没有考虑中间主应力的影响．利用双剪强度理论建立了考虑中间主应力影响时的地基极限承载力公式．推导了凝聚力和基础两侧土的超载影响及自重作用影响的理论公式．以条形基础为例，计算了考虑中间主应力对地基极限承载力的影响．研究结果表明，考虑中间主应力影响，地基极限承载力将提高．     

含不同倾角裂隙类岩石试件力学参数试验研究

基于相似原理,制备出含不同角度裂隙类岩石试件及完整试件,分别对试件进行单轴压缩试验,测出其单轴峰值强度、弹性模量和泊松比;通过巴西劈裂法,测得含不同角度裂隙的试件及完整试件的抗拉强度;通过进行三轴压缩破坏试验,测出其三轴峰值强度,并结合单轴峰值强度,画出裂隙试件及完整试件的莫尔应力圆,从而计算出它们的内摩擦角、内聚力,然后分析这些力学参数的变化规律。     

斜截面上剪应力的一个公式

以线性变换作为应力状态的一个数学模型,利用代数的理论,得到了斜截面上剪应力的一个新公式,同时指出了它在应力分析中的应用。     

运动学涡度及其测量方法

运动学涡度是从流体力学引入到地质学当中的,主要应用于应变非共轴程度的确定。自然界中的剪切变形通常是纯剪切和简单剪切2个端元复合作用的结果,称为一般剪切,利用运动学涡度(WK)可以定量分析两者间的相对大小。文章介绍了涡度的具体测量方法,即张裂脉中纤维法、旋转残斑法、石英C轴组构与主应变比值的方法、石英C轴组构与斜列颗粒形态的方法等。     

广州市主城区建筑立体形态的圈层分异及其影响因素

利用广州市主城区1960、1990、2017年的单点建筑物数据,结合地价与人口密度,通过同心圆概括方式,分析主城区建筑立体形态主要指标的圈层分异及其影响因素. 研究结果表明,广州市主城区的建筑立体形态近似圈层分异, 其形成与演变依赖于依山傍水的平原型城市的地理格局、城市规划以及市场力量三方面的共同作用:(1)1960年以来,尽管广州市主城区的范围大小不同,中央商务区(CBD)中心向东持续迁移,但建筑高度、建筑密度、建筑高度离散度三指标均由主城区中心向四周降低,但斜向建筑比例增多,圈层分异明显;同时,三指标整体增加,幅度逐渐增强,中心区增幅高于外围. (2)立体形态的演替速度具有以荔湾、越秀老城区为核心向外圈层增加的特点;以地价指数、人口密度、建筑高度和建筑密度4个指标,主城区在1 000 m格网尺度上可聚集成围绕老城区向外逐步过渡的圈层结构. (3)综合地价指数与人口密度的圈层格局,决定了立体形态的圈层分异;由主城区中心向北,海拔高度的提高引起了建筑平面形态上斜向建筑比例的增加.     

无限大薄板椭圆孔口裂纹前缘应力研究

带裂纹含孔口构件的研究一直是断裂力学与岩石力学等学科的重要课题.基于复变函数方法,利用保角变换将无限大多连域映射为单位圆,将问题的边界条件使用柯西积分简化.由于孔口是薄板应力变化剧烈的区域,在考虑孔口应力时,应用椭圆孔口分析结果探讨裂纹应力分布.以裂纹尖端点为新的极坐标原点建立坐标系,对裂纹前缘应力场计算公式进行了推导,得到了计算裂纹前缘应力场的二级渐进公式.研究中发现,原有一级渐进公式与精确解的相对误差较大,而本文推导出的二级渐进公式与精确解的相对误差较小.     

基于“地质-工程”耦合平台的顺北断溶体储层地应力分布规律分析

顺北油田是一种碳酸盐岩断控裂缝-洞穴型储层,该类型油田通常采用水力压裂改造的方式进行开采,以提高储集体的连通性能。在水力压裂过程中,三维地应力场是影响裂缝扩展轨迹的重要因素之一。因此,研究三维地应力场的精细空间分布是水力压裂工艺需要解决的首要问题。针对裂缝-洞穴型碳酸盐岩储集体的水力压裂改造过程地应力场空间分布模拟不精细的问题,本文开发了“地质-工程”耦合平台。该平台可将地质模型转换为适用于AiFrac数值仿真软件的模型,实现了对储层三维地应力场的精细刻画。基于角点网格建立的三维地质模型,采用数值仿真软件进行三维地应力场的模拟,既可以保留储层的复杂地质构造特征,又可以利用数值仿真软件强大的计算能力,实现了地质模型和数值仿真一体化。为了验证本研究方法的有效性,本文基于前期已有的地应力测量数据,对顺北油田三维地应力场进行了分析计算。研究结果表明,断裂带对地应力场的大小和方向有显著的影响,主要表现在断裂带的规模、倾角、走向以及形态等因素在不同程度上均对地应力状态产生影响。本文提出的三维地应力场精细模拟方法可有效研究断溶体储层区域及内部、不同断裂带交汇区三维地应力场分布规律,从而为现场施工工艺参数的选择提供了重要依据。     

一个新的D-P类准则及其应用

基于Mohr Coulomb(M-C)准则及平面应变条件，建立了非关联流动法则的D-P准则.该准则引入了塑性体积应变，所求的塑性体积应变增量和M-C准则相等，在π平面上，当应力罗德角小于零时，建议的D-P准则与以往的外角外接圆及内切圆相比，能更好地反映土体应力应变的实际特性.在边坡稳定分析中，相比其他D-P类准则，建议的D-P准则计算得到的边坡稳定安全系数与条分法结果十分吻合.在地基极限荷载的求解上，所得的极限荷载与滑移线场与Prandtl理论解趋于一致.     

含圆孔有限厚度板的三维弹性应力场分析

通过三维有限元计算来研究含圆孔有限厚度板的圆孔边缘应力场,找出了应力集中系数与板的厚度、圆孔半径之间的关系,同时还分析了圆孔边缘的三维应力约束程度和三维应力约束区域的大小.研究结果表明:离面应力约束系数在板的中面最大,而在表面为0,三维应力约束影响区域的长度约为板厚的一半;应力集中系数沿厚度的分布是不均匀的,其最大值及位置与厚度有关;有限厚度板中面的应力集中系数及其最大值均大于平面应力或平面应变的应力集中系数;对含圆孔任意厚度板的应力集中问题,按平面应力或平面应变来考虑是不安全的;Sternberg等人对含圆孔任意厚度板的应力分布及应力集中系数的近似三维求解,仅适用于厚度较小的板,当板超过一定厚度时同样也是不安全的.     

庞加莱球的光纤应力测量

推导用斯托克斯参数表示的光纤应力计算公式．指出在一个无损耗单元内,从一个偏振态到另一个偏振态的任何变化,都对应着庞加莱球相对于直径的一个旋转．如果令球的半径为R=k(相位应力系数),则压应力F可用球与S2OS3平面相交圆上的一段大圆弧表示．当入射光为线偏振光时,若单模光纤无固有双折射,则F=k[tg^-1(S3/S2)];若单模光纤存在固有双折射,可将固有双折射看成-初始附加压力Fo的作用结果．给出斯托克斯参数测量值和光纤应力计算值．并比较实际外加应力．结果与实际情况相符。