飞机荷载作用下场道地基附加应力特征

运用弹性层状体系理论,编制有限元计算程序,对飞机荷载作用下场道地基顶面及地基内不同深度处的附加应力进行了计算和分析,给出了飞机荷载作用下地基顶面附加应力的平面分布规律及附加应力在深度方向的变化特征。     

梯形分布荷载下地基附加应力计算方法

文章采用布辛奈斯克(J.V.Boussinesq)解,通过积分法推导出梯形分布荷载下地基附加应力计算公式,利用该公式可以通过改变初始条件,导出矩形及三角形等荷载形式下地基附加应力计算公式,解决了土力学教材中计算公式过于分散和复杂的特点,其推导结果具有一定的实用价值,适应程序化计算。     

飞机荷载作用下机场跑道地基土附加应力分析

基于轴对称荷载作用下层状弹性理论得到了垂直圆形均布荷载作用下分层地基的解析解,并编写了相应的计算程序,分析了道面刚度对地基附加应力的影响以及单轮及多轮荷载作用下地基土附加应力分布。结果表明：道面结构层刚度对浅层地基附加应力大小影响较大,随深度增大其影响逐渐减小;多轮荷载作用下地基土附加应力会发生叠加,飞机荷载的横向影响范围约为中线两侧15 m。此分析方法可为跑道的沉降及基础设计提供参考。     

附加应力沿深度变化的砂井地基固结分析

基于等应变固结的假设,考虑附加应力沿地基深度的变化以及涂抹效应和井阻的影响,导出砂井地基固结偏微分方程,求得孔隙水压力和平均固结度的解析解.在随时间变化的预压荷载作用下,对把初始孔隙水压力和附加应力简化为沿深度梯形分布的固结性状进行比较.结果表明,对于深厚砂井地基,附加应力和初始孔隙水压力分布对固结过程具有明显影响,若按均匀分布计算,所得的平均固结度偏小.     

水平向线荷载作用下土中应力

在MELAN积分的思想上,通过积分法详细完整推导了在水平向线荷载下、任意泊松比下的土中应力公式,通过比较发现,当线荷载作用在地基表面时,任意泊松比下的土中应力公式等同于泊松比为0.5时的应力表达式.同时,鉴于国内土力学教材中无此荷载下的应力泡图形,给出了应力泡的详细绘制方法,为工程中地基中的应力分布形式的判断提供方便.     

垂直均布荷载矩形基础地基任意点附加应力系数公式推导

目前,垂直均布荷载作用下,矩形基础地基中任意点附加应力系数都是通过角点法查表内插求得,虽然用起来方便,但结果可能因人而异。笔者通过积分导出了垂直均布荷载作用下,矩形基础地基中任意点附加应力系数的计算公式,并给出了角点、中心点、边中点及基础外2l×2b区域角点下的计算公式。通过与有关文献所列角点下附加应力系数公式对比,本文所推导的公式是完全正确的。虽然公式复杂,但借助Excel很容易进行计算,达到了"速算"程度,只要给出矩形面的长度、宽度,就可计算任意点(x,y,z)的附加应力系数,避免了内插取值因人而异的差异及角点法计算过程中因不同矩形的l/b、z/b可能出现混乱导致的错误,极大地方便了工程技术人员在实际工作中的运用。     

GIS在求解地基附加应力中的应用

依据Newmark感应图法基本原理,在对感应图稍做改进的基础上,将GIS的空间分析和数据管理功能应用于感应图法,求解任意形状竖向均布荷载作用下的地基附加应力。在计算机绘图的基础上,利用ARC/INFO软件进行图层拓扑叠加和空间数据及其属性数据的操作与管理,实现对任意形状、任意一点、任意深度的附加应力计算。同时,可以在计算机屏幕上显示各阶段图层及相应的属性数据,可视性强。根据需要,可随时进行图形和属性数据的调整。技术措施的实现过程简单,可操作性强。与传统的感应图法相比,减少了绘图工作量,消除了人为误差,提高了计算精度。     

预应力路面的荷载应力有限元计算

阐述了预应力路面荷地 力的有限元计算方法,它包括了有限元的模式,一系列力学模模型,新的处理方法,对计算程序的验证。本研究成果可用于预应力路面结构的设计和分析。     

附加应力沿深度变化的砂井地基固结分析

基于等应变固结的假设,考虑附加应力沿地基深度的变化以及涂抹效应和井阻的影响,导出砂井地基固结偏微分方程,求得孔隙水压力和平均固结度的解析解.在随时间变化的预压荷载作用下,对把初始孔隙水压力和附加应力简化为沿深度梯形分布的固结性状进行比较.结果表明,对于深厚砂井地基,附加应力和初始孔隙水压力分布对固结过程具有明显影响,若按均匀分布计算,所得的平均固结度偏小.     

岩土中的附加应力和实质应力

为分析岩土中的附加应力和实质应力,建立科学合理的强度准则和本构模型,根据土结构性形成的条件,给出适用于土的应力状态变量.在既有总应力和附加应力概念的基础上,给出了实质应力的概念.认为控制土强度和本构关系的应力变量不是所谓总应力和附加应力,而是实质应力.在此基础上,分析了三轴实验中的实质应力状态演变和基坑开挖过程中三种应力的变化过程,从而进一步印证了实质应力的合理性.     

冻结管腐蚀对井壁附加力影响的数值分析

以实际矿井为研究背景,采用大型商业软件FLAC3D模拟了冻结管腐蚀对井壁附加力的影响,模拟结果显示,冻结管腐蚀所引起的附加力在底部含水层下部达到最大,在一定时间段内,该值随时间呈近似线性增加的关系.通过该值与底部含水层疏排水引起的竖直附加力的对比分析,冻结管腐蚀给井壁所带来的附加力不能忽视,底部含水层长期疏排水和冻结管腐蚀对井壁破裂均产生影响.     

爆炸荷载作用下植筋粘结应力有限元分析

为研究爆炸荷载作用下植筋的粘结锚固性能,采用ANSYS有限元分析软件,选取合理计算模型,对植筋试件在爆炸荷载作用下受力特性进行了数值计算。给出了爆炸荷载作用下锚筋动应变及动粘结应力的时程分布曲线和空间分布曲线,研究了锚长、加载速率和加载方式等各种因素的影响。最后将数值计算结果与试验值进行了比较,两者吻合良好。     

基于管沟尺寸的冻胀作用下输油管道应力分析

冻土区土壤因其特殊性易受温度影响,土壤冻胀会使敷设在管沟内的管道翘曲变形。为使有限元分析结果更符合管道敷设在一定管沟尺寸下的实际要求,利用ABAQUS软件建立基于管沟参数的有限元模型,在冻胀作用下分析了管道在不同管沟尺寸参数下的应力分布规律。对比分析了在不同地表温度、管沟坡度、沟底加宽裕量等情况下的管道应力集中现象以及各参数对管道应力峰值的影响。结果表明：管道在冻胀区域与过渡区和非冻胀区会出现应力集中现象,管底冻胀区域中部为高风险失效区,地表温度对管道轴向应力分布影响最显著。管顶最大Von Mises应力在冻胀区域中部且随管沟坡度的增大而增大,过渡区和非冻胀区交界处的最大Von Mises应力随管沟坡度的增大而减小。管沟坡度一定时,过渡区和非冻胀区交界处的Von Mises应力最大,且随沟底加宽裕量的增大而增大。     

压力容器与切向接管结构应力三维有限元分析及强度评定

采用三维有限元方法对压力容器与接管切向连接部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布信息,并与正交接管连接结构形式的应力分布进行了比较．计算结果表明,采用压力容器的切向接管连接结构,使连接区域及其附近区域的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,其应力集中系数随接管与筒体连接处距离的增大而快速降低;各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位的内侧区域,是筒体失效的危险区域;与压力容器正交接管开孔连接结构形式相比,采用压力容器切向接管连接结构,其连接部位的应力分布更趋复杂化,有更明显的应力集中现象．另外,本文还详述了采用JB4732—1995应力分析设计标准对压力容器与接管切向连接结构进行强度评定的方法．     

复杂载荷作用下带夹套管箱的静强度和疲劳强度分析

应用有限元分析软件ANSYS,建立换热器上管箱及其夹套、保温层的结构分析模型.根据该换热器的操作工况,施加温度、压力载荷,进行分析,获得复杂载荷下的设备应力,并按照应力分析标准JB4732进行了强度和疲劳评定,以确保该设备静强度及寿命均满足要求.     

地层沉陷时井壁承受竖向附加力的有限元分析

通过对淮北、徐州等矿区井壁发生破坏情况的分析，指出了竖向附加力是导致井壁破坏的根源。编制了井壁结构空间轴对称问题弹塑性有限元程序，并采用它对上述破坏井壁进行了计算分析，得到了地层沉陷时井壁承受竖向附加力的数值，从而可为井壁设计提供参考依据     

回油管弯曲成形机理分析

从回油管弯曲成形过程中应力、应变的变化规律出发,详细分析了回油管所受拉力对弯曲回弹的影响,为回弹机制的建立提供理论指导。     

水泥混凝土机场道面企口接缝应力分析

利用三维有限元分析软件ANSYS ,对飞机荷载作用下以未设拉杆企口缝形式连接的两块水泥混凝土机场道面板进行了应力分析 ,计算了不同缝隙宽度企口缝的传荷能力及槽口应力分布状态 ,得出了飞机荷载作用下企口缝的破坏形式及可能发生的位置 ,为合理设置机场道面纵向接缝提供理论依据     

基于Midas FEA的箱涵套管加固效果分析

以湖北省某农村公路提档升级项目中箱涵套管加固为工程背景,考虑混凝土的材料非线性,简化填土与箱涵之间的接触非线性,利用Midas FEA建立箱涵套管加固的精细化有限元模型,对比分析了箱涵套管加固前后的受力性能。计算分析表明:箱涵加固后其水平变形、竖向变形分别下降98.21%、96.53%,混凝土的第一主拉应力、第一主压应力最大值分别下降82.09%、94.95%,钢筋的拉应力、压应力最大值分别下降93.26%、85.00%,裂缝宽度最大值一定程度降低,箱涵采用套管加固效果明显;套管加固后,套管内钢筋以及填充区混凝土应力较小,考虑工程经济性,可在规范允许范围内适当降低套管配筋率、选取低强度钢筋、降低填充区混凝土标号,建议在石料充裕时采用片石混凝土代替混凝土。     

蒸汽管道外接管座温度场与热应力场的有限元计算

应用ANSYS软件,对火力发电厂蒸汽管道以及与之相连接的接管座处的温度场和应力场进行了有限元数值模拟.采用经验公式拟合法和编程计算法计算的边界条件,可以得到类似的三维温度场和热应力场分布.在现场运行阶段,温度梯度和VonMises等效热应力最大的地方都出现在蒸汽管道与接管相接处,该处的最大热应力已经超过了材料的许用应力,很容易产生热裂纹.经验公式拟合法和编程计算法的计算结果反映了相同的启动阶段热应力变化趋势,但是编程计算法不像经验公式拟合法那样具有经验性,故工程应用性更强.