Cosserat理论的有限元实现及微梁弯曲的尺寸效应模拟

由于传统连续介质理论的本构关系中不包含任何长度相关的量纲,因此它难以预测微电子工业设计与制造中常常遇到的微米尺度下的尺寸效应问题.通过建立Cosserat理论的变分原理和有限元基本方程,进而编制了相应的有限元程序GFEM2D,模拟了微米尺度下悬臂梁的尺寸效应.研究结果表明,随着内禀长度的增大,梁的抗弯刚度也增大.研究结果证明了Cosserat介质理论分析材料尺寸效应的可行性.     

水平排水孔在岸坡治理工程中的应用

由于含水平排水孔的渗流场分析的复杂性,以及水库岸坡本身稳定性分析的复杂性,严重地限制了水平排水孔在水库岸坡治理工程中的应用。增设水平排水孔是提高水库岸坡稳定性的重要方法,因此围绕水平排水孔的布设模式以及排水效果展开研究具有十分重要的理论和现实意义。考虑到分析的复杂性以及是初次尝试,仅在二维条件下,通过一个工程算例,完整地介绍了从水平排水孔模型的建立、含水平排水孔的渗流场分析到治理后岸坡的稳定性分析的整套方法。通过数值分析的结果可以直观地看出,增设水平排水孔能有效地提高水库岸坡的稳定性。同时,相对于增大水平排水孔孔径而言,增长孔长对其排水效果的影响更为明显。     

爆炸荷载作用下地下结构抗层裂钢板机理分析

为了对某飞机洞库的抗层裂钢板进行有效地设计，基于层状介质中一维应力波的传播理论，给出了脉冲荷载作用下地下结构混凝土中的应力历史计算方法。通过算例研究了混凝土中应力波的传播规律，揭示了混凝土-钢板层状结构抗层裂的相互作用机理，可为地下结构的抗层裂设计、施工提供参考。     

岩土材料滑移线场理论中的应力间断线

根据非特征线应力边界条件的显示解析表达式，明确给出了岩土材料滑移线场理论中应力间断线上的应力条件，应力间断值及其位置，使得锐角楔体极限荷载等问题的求解更简单，更方便。     

坑道中冲击波冲量传播模型的试验

合理确定装药堵口爆炸情况下坑道中冲击波冲量的传播规律,是防护门抗精确打击设计的前提.为此,在野外进行了9次模型坑道堵口爆炸试验.钢筋混凝土模型坑道截面积为0.67 m2,TNT炸药的装药量范围为400～800 g.用坑道侧墙上的压力传感器实测了冲击波波形,由实测数据拟合出了装药堵口爆炸情况下,冲击波正相冲量沿着等截面直坑道传播的工程经验模型.算例分析表明,所拟合的坑道内冲击波冲量工程经验模型具有一定的实用价值.     

人工神经网络及其在岩土建模中的应用

探讨了应用人工神经网络技术模拟岩土本构特征的可行性,认为神经网络为岩土材料本构特性的研究提供了一种新方法,并结合重庆红粘土本构特性的社会网络模型,介绍了该方法的具体应用,计算结果与试验结果均说明了该方法的有效性。     

防护门破坏后剩余冲击波传播规律的试验

现代精确打击条件下坑道中的防护门面临被直接破坏的威胁.为了获得防护门破坏后剩余冲击波的传播规律,共进行了4次模型坑道中防护门堵口爆炸破坏试验.钢筋混凝土模型坑道截面积为0.67 m2,TNT炸药的装药量范围为1.0～4.6 kg.钢筋混凝土防护门厚度为8 cm,配筋率0.2%,混凝土等级C30.用坑道侧墙上的压力传感器记录了防护门破坏后剩余冲击波的波形,分析了剩余冲击波在坑道中的传播规律.研究成果可供工程设计参考.     

岩土类摩擦材料单元力学模型探讨

根据岩土类摩擦材料的特性,基于力学基本原理,建立岩土类摩擦材料的单元力学模型.有限元对比计算结果表明,考虑摩擦的单元模型比较符合工程实际.     

基于安全系数的地铁区问隧道合理埋深确定

如何综合考虑经济、安全两方面因素,确定地铁隧道的合理埋深,是地铁隧道修建的难点之一．结合青岛地铁某一区间隧道合理埋深设计,将强度折减法应用于地铁隧道合理埋深分析,计算得出不同埋深情况下隧道毛洞安全系数．考虑实际地质条件对不同埋深下地铁隧道毛洞安全系数的影响,由计算得到的不同埋深下隧道毛洞安全系数的变化规律,定量分析得出了适合青岛地铁该区间隧道的合理埋深范围．     

材料强度理论的讨论

强度准则是一个力学基础理论.通过对比实验现象与强度理论,指出材料的破坏形式取决于应力条件与材料的性质,并讨论了强度准则需遵循的力学依据及其检验标准.分析了金属和岩土材料的强度准则,分别从能量和应力的角度推导了金属Mises准则,详细介绍了作者最近导出的岩土材料三剪能量屈服准则及其相应的Drucker-Prager准则,表明无论强度条件以何种形式表示,它们的实质与结果都是一致的,并对当前常用的各种准则进行了系统的对比研究.