基于双向板理论充填挡墙配筋力学模型

基于混凝土结构双向板理论,建立钢混充填挡墙配筋力学模型,并推导出充填挡墙配筋数量与充填体强度及充填挡墙厚度的关系式。以金川二矿区为工程分析实例,采用控制变量法(CVM)研究充填体强度和充填挡墙厚度与充填挡墙配筋数量的变化规律。研究结果表明:在充填挡墙尺寸一定的前提下,充填挡墙的厚度随着充填体强度的增大呈线性增大;当充填挡墙尺寸和充填体强度一定的前提下,充填挡墙的配筋数量与充填挡墙的厚度呈二项式相关,当充填挡墙尺寸和充填挡墙厚度一定的前提下,充填挡墙的配筋数量与充填体强度呈线性相关。最终得到充填体强度与充填挡墙配筋数量的理论关系式。     

基于流体动力学的膏体料浆动水压力研究

基于流体动力学,借鉴泥石流冲击力的研究成果,建立膏体料浆动水压力力学模型,以某膏体充填矿房为工程实例,开展膏体料浆对充填挡墙作用力的现场监测试验,分析膏体料浆动水压力的变化规律。研究结果表明:假定膏体料浆可稳定流动,当膏体料浆的密度和浓度一定时,塑性黏度不变,膏体料浆的平均流速与阻力坡降和膏体料浆高度的幂呈正相关,膏体料浆动水压力与阻力坡降的幂和膏体料浆高度的4次幂呈正相关;固结作用对膏体料浆动水压力有较大的影响,现场试验三期充填过程中,二期充填时膏体料浆动水压力对充填挡墙作用十分显著,距充填挡墙底部2/3处最大动水压力超过最大静水压力。     

基于水平微分法的护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明:护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明：护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

双圆夹层钢管混凝土的组合弹性模量理论

采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土等组合模量曲线.研究结果表明:夹层钢管混凝土组合模量随着总含钢率的增加不断增大,当总含钢率不变时,与内外含钢率无关;随着钢管和混凝土的泊松比、混凝土强度等级以及混凝土和钢管弹性模量的增大,组合模量不断增大;夹层钢管混凝土与普通钢管混凝土对混凝土的紧箍效应基本相同.     

不同锯齿高度对软弱结构面剪切特性的影响

为分析不同法向应力与锯齿高度情况下软弱结构面的剪切行为,通过数值方法建立不同锯齿高度情况下的结构面计算模型,模拟在不同法向应力情况下的直剪试验,探讨结构面抗剪强度峰值前后的应力应变关系。建立剪胀角?与锯齿高度h之间的线性关系表达式。研究结果表明:随着锯齿高度增大,峰值抗剪强度对应的位移逐渐增大;应变软化阶段应力下降的速率呈先减小后增大的趋势,当锯齿高度与夹层厚度相同时达到最小值;峰值抗剪强度与残余抗剪强度均随锯齿高度的增大而呈线性增大,当锯齿高度达到一定值后,残余强度不发生变化;当锯齿高度较大如80 mm时,结构面法向应力与抗剪强度之间呈现显著的线性关系,而当锯齿高度较小时,两者之间的关系表现出一定的非线性特征,并且此时对应较小法向应力的剪切强度基本相同;随着法向应力增大,应变软化阶段应力下降的速率不断减小,残余强度与峰值强度的比值呈先增大后减小的趋势,最大值为0.961 4。     

2种锚杆耦合支护的喷混凝土力学模型

为确定混凝土层受破坏时中性层的位置并探究不同支护方式下锚喷支护参数与围岩自承能力间的关系,以弹性力学理论为手段,分别将湿喷+管缝式锚杆与湿喷+树脂锚杆耦合支护视为简支梁与固支梁模型,得出这2种耦合支护模型的数学解析式;用数值方法得出混凝土层受破坏时中性层偏离质心的位移计算公式;结合莫尔-库仑准则得出巷道围岩自承能力与锚杆间距、混凝土喷层厚度及混凝土强度之间的力学模型;推导得出喷层厚度每增加10 mm,湿喷+管缝式锚杆与湿喷+树脂锚杆模型中岩体自承能力最高分别提高0.01 MPa与0.40 MPa,喷射混凝土的抗拉强度与围岩破坏所需最大主应力间大致呈线性关系,进而为合理优化巷道支护参数提供依据。     

聚合物驱相对渗透率曲线及影响因素微观模拟

结合逾渗理论,在油水两相三维网络孔隙模型的基础上,考虑了聚合物的流变特性、吸附特性及衰竭层效应,建立了油/聚合物溶液两相流的三维准静态孔隙网络模型。通过模型计算结果与室内实验结果的对比验证了模型的有效性。在此基础上,研究了不同孔喉比、吸附量、流变特性及衰竭层厚度对聚合物相对渗透率曲线的影响。结果表明：随着孔喉比增大,残余油饱和度增大,油相相对渗透率变小,水相相对渗透率增大。随着幂率指数的增大,油相的相对渗透率基本不变,而水相的渗透率随着幂率指数的增大而变小。衰竭层厚度的大小对油相渗透率的影响较小,但随着衰竭层厚度的增加水相渗透率不断上升。随着吸附量的减小,残余油饱和度减小,两相区变大,水相渗透率增大。与其他理想模型相比,本文中的模型可以更真实地研究油/聚合物两相流动特征。     

充填开采充填率与地表移动规律的数值模拟研究

为研究充填开采重要参数充填率与地表移动变形之间的关系,结合某煤矿工作面,采用FLAC3D数值模拟方法,对充填开采不同充填率条件下地表沉降规律进行了模拟计算.结果表明:充填率与下沉系数呈指数关系,与水平变形和倾斜变形呈二次函数关系,与曲率变形为指数关系;当充填率增加时,地表变形快速减小,当充填率增加到80%以上时,地表下沉及变形值减小幅度趋缓;充填开采有效改善了围岩力学环境,不同的充填率影响了覆岩"三带"的岩体力学性质,使得下沉系数及地表变形与充填率呈非线性关系.本文结论对充填开采控制地表变形,保护地面建筑物具有一定的理论参考价值和实践指导意义.     

基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术分析

为探索下向进路胶结充填采矿法充填技术经济分析的科学方法，通过建立下向进路力学模型求出承载层应力分布规律及最危险点的位置，确定该种采矿方法充填体稳定性评判依据，并在此基础上，应用可靠度理论建立承载层稳定性极限状态方程，以及承载层稳定性可靠度不变时充填成本与进路宽度、承载层厚度之间的关系方程。结合某矿山实际情况，得出该矿山下向进路胶结充填采矿法承载层稳定性可靠概率为90％和在不同进路宽度条件下承载层厚度与充填成本之间的关系方程。研究结果表明，增加承载层厚度、减少承载层的灰砂比，既可保证承载层的稳定性，又可降低充填成本。对不同进路宽度的承载层厚度与充填成本之间的关系对比分析结果表明，当该矿山进路宽度增加到5．5m和6．0m，承载层稳定性可靠度达到90％时，充填成本将分别增加3．5％和7．7％，采场的生产能力提高10％～20％。     

轻-粗混合骨料混凝土的基本力学性能试验研究

目的以硼泥陶粒等体积替换石子为粗骨料,研究陶粒的不同体积掺量对混凝土的基本力学性能及变形性能的影响规律.方法通过5组试验研究了陶粒体积掺量分别为0、25%、50%、75%和100%时,对混凝土28d的强度和应力-应变曲线的上升段的影响规律.结果随着陶粒体积掺量的增大,混凝土的立方体抗压强度、轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度均呈减小的趋势,且当陶粒体积掺量超过50%时,混凝土强度大幅降低;混凝土的应力-应变曲线上升段的斜率和峰值应力随着陶粒体积掺量的增大而逐渐减小,但峰值应变增大.结论随着陶粒体积掺量的增大,混凝土的强度和弹性模量逐渐降低;提出了不同陶粒体积掺量的混凝土的本构方程建议.     

土工袋挡墙二维模型试验研究

为研究土工袋柔性挡墙在顶部竖向荷载作用下的挡墙变位模式及土压力系数分布情况,进行了袋装铝棒土工袋柔性挡墙二维模型试验,分析了不同竖向荷载作用下土压力系数沿墙高的分布规律.结果表明:土工袋挡墙位移从墙内到墙外逐渐减小,挡墙表面累积水平位移呈"上大下小"分布;土工袋挡墙破坏时,滑裂面呈"阶梯状",其高度与挡墙宽度相关;墙后土压力系数与荷载大小成正比,随挡墙深度的增加呈现先增大后不变的趋势,挡墙土压力系数与土工袋刚度有关.     

钨合金力学行为的计算机数值模拟——宏观力学性能

在微观力学行为分析的基础上，对９０Ｗ合金宏观力学性能及其与微观结构因素（粘结相力学参数）之间的关系进行了计算机数值模拟研究，结果表明：钨合金性能与粘结相力学参数密切相关，随着粘结相弹性模量增加，合金的抗拉强度增加，但延伸率当粘结相屈服强度≤８００ＭＰａ时，合金抗位强度随粘结相屈服强度增加而增大，在粘结相屈服率为８００ＭＰａ时达到最大值，随粘结相抗拉强度增加，合金抗拉强度和延伸率呈近似线性规律增加，     

钨合金力学行为的计算机数值模拟─—宏观力学性能

在微观力学行为分析的基础上，对90W合金宏观力学性能及其与微观结构因素（粘结相力学参数）之间的关系进行了计算机数值模拟研究．结果表明：钨合金性能与粘结相力学参数密切相关．随着粘结相弹性模量增加，合金的抗拉强度增加，但延伸率降低．当粘结相屈服强度800MPa时，合金抗拉强度随粘结相屈服强度增加而增大，在粘结相屈服度为800MPa时达到最大值．随粘结相抗拉强度增加，合金抗拉强度和延伸率均呈近似线性规律增加．合金延伸率对粘结相应变硬化模量极为敏感．     

建筑物下工作面部分矸石充填开采充填高度的确定

常村王庄煤矿S5-12工作面部分位于村庄保护煤柱。为实现部分充填开采后的地表沉陷变形可视化,采用概率积分法、距离幂次反比法和矩形网格模型的等值线绘制方法建立了部分充填开采时的地表沉陷变形预测方法。通过建立的预测方法计算得到满足地表建筑物安全时的煤柱内可采厚度为3.5 m,应用等效采高计算模型反推出此时的矸石最小充填高度为4.03 m。     

水平应力与裂隙密度对顶板安全厚度的影响

将地下空区顶板视为梁模型,采用结构稳定理论,建立水平应力与地下空区项板安全厚度之间的关系;以裂隙张量为基础,将岩体中的裂隙看作初始损伤,对含随机分布裂隙的顶板岩体进行分析,推求裂隙岩体的等效变形模量和等效泊松比,从而建立地下空区项板厚度与岩体裂隙密度之间的关系,并探讨水平应力与岩体裂隙密度对地下空区顶板厚度的影响.研究结果表明:地下空区顶板厚度与水平应力及岩体裂隙密度具有较大的相关性,最小安全厚度随着水平应力的增大而增大,当水平应力由0 MPa增加到15 MPa时,对安全厚度的影响较大;当水平应力大于15 MPa时,随着水平应力的增大,安全厚度的增加幅度较小;最小安全厚度随着岩体裂隙密度的增大而增大,安全厚度与裂隙密度近似呈直线关系.     

冷轧带钢板形翘曲变形过程及规律的解析

针对冷轧带钢生产现场常见的板形翘曲缺陷,应用辛弹性力学方法对因材料纵向延伸在厚度方向上出现不均匀而导致带钢翘曲变形的现象及过程进行了解析研究,通过建立和求解带钢翘曲变形力学模型,推导获得带钢翘曲度大小和不均匀纵向延伸的关系.在选择通用有限元软件验证了基于辛弹性力学方法的带钢翘曲变形力学模型及计算结果的正确性的基础上,计算得到了各个影响因素对翘曲变形的影响规律.计算结果表明,带钢翘曲度大小随着带钢上下表面纵向延伸差和横向与纵向延伸差比值的增大而线性地增大,随着带钢厚度增大而减小,随着带钢宽度增大而呈二次关系增大.最后,应用辛弹性力学方法带钢翘曲变形模型,研究了C翘向L翘的转化现象,建立了C翘转化为L翘的力学模型,获得其转化关系公式,并通过现场实验验证了转化公式的准确性.     

部分填充混凝土窄幅钢箱组合梁非线性有限元分析

为研究部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁力学性能,考虑组合梁剪力连接件剪切滑移的非线性、材料非线性、几何非线性等因素,建立非线性有限元模型,分析部分充填混凝土窄幅钢箱连续组合梁负弯矩区全过程的受力性能。用有限元法计算得到试验梁荷载-挠度曲线、纵向钢筋的荷载-应变曲线和承载能力等结果。通过与试验结果进行比较,有限元分析计算值与试验实测值吻合较好,验证了有限元模型分析的有效性。利用有限元模型对组合梁进行了参数分析,研究结果表明,增大翼板配筋率和钢箱底板厚度对提高组合梁极限承载能力和开裂后刚度作用显著,对提高组合抗裂能力作用不明显;充填混凝土对提高组合梁极限承载能力作用明显,充填高度达到钢箱高度一半后对承载能力提高的效率降低;钢箱顶板厚度达到10 mm后,继续增大对组合梁承载能力提高影响不明显。     

沙漠砂锂渣聚丙烯纤维混凝土基本力学性能试验研究

通过试验分析了3 d、7 d、28 d时不同沙漠砂替代率对锂渣聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明:在锂渣掺量20%,聚丙烯纤维1.5 kg/m3时,利用沙漠砂替代锂渣聚丙烯纤维混凝土中细度模数小于3的工程用砂成效显著,具有深远的社会意义和优越的经济价值。随着沙漠砂替代率增大,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均呈先增大后减小趋势,其中当沙漠砂替代率为30%时为最优掺量,较基准组28 d抗拉强度提高53.26%。     

高温后轻质多孔混凝土力学性能试验

通过高温后轻质加气混凝土的力学性能试验,测得了抗压强度、弹性模量和峰值应变与温度的关系.试验表明:高温后轻质加气混凝土的抗压强度在100℃时略微提高,到300℃时逐渐下降,超过300℃时,强度变化不明显;在100℃以内,弹性模量基本保持不变,超过100℃后,弹性模量不断减小,与温度成线性关系;随着温度的升高,峰值应变逐渐增大,呈直线上升趋势.最后分析了不同温度下的应力-应变曲线,提出了高温后轻质加气混凝土的本构模型.