X型与圆形冻结管单管冻结温度场数值对比分析

运用有限元软件分别建立X型冻结管和圆形冻结管单管数值模型,分析了 2种冻结管单管冻结40 d后冻土帷幕的基本状况,并设置3条观察路径,对比分析采用不同冻结管冻结各路径上观察点温度的变化规律,以此来比较2种冻结管冻结效果的优劣.实验结果表明:冻结40 d时,X型、圆形冻结管分别形成一个近似矩形、圆形的冻土帷幕;采用X型冻...     

冻结壁稳定性的冻结管曲率检验法

本文综合应用冻结壁蠕变规律模型试验及数值模拟结果,分析了冻结管变形规律和冻结壁位移规律的关系,研究了冻结管变形曲率的数学表达式.在此基础上,提出了冻结管安全性曲率检验法,并以曲率检验法的观点探讨了冻结壁设计和工程施工中的若干问题.     

冻结壁位移对冻结管断裂的影响

采用现场实测与数值模拟相结合的综合研究方法，对深部厚粘土层冻结凿井时冻结壁的位移和底鼓在时间上和空间上进行了全域性的研究，从而找出了冻结管断裂的主要原因。     

多圈管冻结凿井冻结壁形成特性

采用数值分析方法,研究了2圈和3圈冻结管方案下冻结壁厚度及温度变化规律,着重分析了辅圈对冻结壁形成特性的影响。结果表明,冻结早期,3圈中辅圈能显著提高冻结壁厚度增长速率和降低冻结壁平均温度;辅圈对冻结壁最终厚度和平均温度影响较小;辅圈可加快井帮冻结,对井心温度影响较小。     

冻结管断裂位置的确定

立井冻结法施工中 ,冻结管因受到冻结压力、弯曲应力及摩擦力等力的作用 ,经常会发生冻结管破裂、透水淹井等事故。为了解决这类问题 ,依据经典力学的基本理论 ,通过对冻结管的受力分析 ,建立了冻结管的强度准则 ,找出了冻结管最可能发生断裂的理论位置 ,并举例说明了该理论的正确性和适用性 ,对工程设计及施工现场具有较大的指导意义     

基于局部冻结的保温材料性能试验研究

在深立井和斜井冻结工程中,部分冻结管需采用局部冻结方式以减小冷量损失避免土层过分冻结以及资源浪费,但常用聚氨脂发泡材料在地压作用下保温效果并不理想.针对这一技术问题,以3种不同材质的新型隔热保温材料为研究对象,然后在1.5MPa、2.5MPa围压以及恒定冷媒作用下,分别对其进行保温性能试验研究.结果表明:在1.5MPa和2.5MPa压力下,阻燃橡塑海绵保温板保温效果最佳,压花方格铝板隔热保温棉保温效果良好,而日固力防水隔热保温涂料保温效果一般.通过本次试验获得了考虑实际工况下最佳局部冻结保温材料,可为冻结工程应用提供参考.     

人工冻结中HDPE同轴管换热器的传热研究

为了研究人工冻结过程中HDPE同轴管换热器的传热性能,在建立同轴管换热器物理模型的基础上,选择V.C.Mei传热模型对其进行数值分析,并利用ANSYS fluent模块进行人工冻土中温度场变化情况的数值模拟;同时利用自行设计的人工模拟土体冻结试验装置和HDPE同轴管换热器,对长春地区的原位取样黏土进行236 h的人工冻结试验,得到地下温度场的变化规律,与模拟数据进行分析比较,表明理论分析与实验结果吻合度较好。研究结果表明:人工冻结236 h后,土体以下5,30和55 cm深度处,冻结圈分别扩展到170,200和208 mm,HDPE同轴管换热器传热效率满足土体冻结要求,可以适用于人工冻结土体。     

冻土爆破施工冻结管的破坏准则

冻土爆破施工，既要提高施工速度，又要保证冻结管的安全。本文给出了冻结管的破坏准则即爆破震动破坏准则、强度准则和变形破坏准则，对冻结管安全性检验具有一定的参考作用     

无限大区域内四管冻结的稳态温度场解析解

采用势函数叠加理论推导了4根冻结管以任意形式排列冻结时的稳态温度场解析解,得出了4根冻结管以等间距直线、矩形和菱形等排列时的稳态温度场特定解,并用热学数值模拟方法对解析解进行验证.结果表明,解析解的计算结果与数值模拟结果较吻合.
     

静压预应力管桩单桩极限承载力的应用分析

本文以讨论厦门地区某工程静压预应力管桩单桩极限承载力不足的原因为出发点,着重研究分析了静压桩终压控制标准中的终压力值与单桩极限承载力的区别和关系,按照桩的入土深度分类。提出二者之间适用的经验估算公式,为静压桩的安全、合理施工提供参考。     

路面结构极限承载能力分析

针对某公路路面的早期损坏,进行了超载车辆的轴重及其轮胎接地面积和压力的调查.基于实际轴载的作用图式,分别应用弹性层状体系理论和弹性薄板理论有限元法分析了重荷载作用下,该公路沥青路面和水泥混凝土路面结构的力学响应.按照起决定作用的各结构层材料抗拉强度确定两种路面结构类型的极限承载能力,初步建立了分析路面结构极限承载能力的方法.分析结果表明,沥青路面早期损坏的根本原因是过大轴载对路面结构的一次性加载破坏,而不是轴载重复作用的疲劳破坏,按现行规范设计确定的水泥混凝土路面结构的极限承载能力明显高于沥青路面结构的极限承载能力.     

船用气囊力学特性及极限承载力分析

分析了承压气囊变形的几何描述和根据薄壁压力容器受力分析应力理论,建立了统一的气囊变形与承载力、内压关系数学模型.通过单轴拉伸试验确定囊体材料特征,提出了承压气囊的力学特性和极限承载力的计算方法.通过算例验证,证明该方法可用于承压气囊理论分析,为船用气囊下水的安全使用提供了指导.     

基于太沙基极限承载力理论的管桩土塞高度计算方法

为分析开口管桩沉桩过程中产生的土塞效应,首先从土塞的形成过程和作用机理出发,建立了土塞单元体的受力平衡方程,得出了垂直向总荷载的表达式;其次,将土塞视为桩中桩,基于太沙基桩端极限承载力理论,得出桩中桩桩端极限承载力的表达式,从而导得管桩在沉桩过程中土塞高度的表达式;最后,将本文理论计算结果与工程实例进行对比分析,并进一步分析了径厚比、土的黏聚力以及桩土表面粗糙度对管桩沉桩过程中形成的土塞高度的影响,得出结论:同一入土深度,土塞高度随着径厚比增大而增大,随着桩土表面粗糙度的增加而减小,而土的黏聚力对土塞高度的影响不大.结果表明本文计算方法是基本可行的,对开口管桩沉桩过程中土塞高度的预测计算具有一定的参考价值.     

钻孔灌注桩极限承载力的分析及计算

据静载试验,对厚冲积覆盖层岩溶地区钻孔灌注桩持力层顶板厚度和嵌岩深度进行分析和计算,并对其进行优化.首先,利用相关地质资料,对上部土层侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度进一步分析,估计土体中桩身极限摩擦阻力和桩端极限承栽力;其次, 利用静载试验所获得的桩身侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度,估计作用在嵌岩段侧阻力, 对嵌岩深度进行计算,力图使桩身摩擦阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力都得到有效地利用.     

钢-活性粉末混凝土组合梁的极限承载力

对于连续体系的钢.普通混凝土组合梁,处于负弯矩区的混凝土桥面板由于抗拉强度低,极易受拉开裂,导致组合梁的强度与耐久性下降.针对这一问题,提出了采用超高强度、高耐久性、高韧性且体积稳定性良好的活性粉末混凝土(RPC)材料代替普通组合梁中的混凝土桥面板,并根据RPC材料的本构关系及抗拉强度高的特点,确定以临界开裂状态作为这种新型钢,RPC组合梁的正截面破坏模式,推导了极限承载力计算公式,并对组合截面中RPC板与钢梁的高度比、宽度比、RPC板中的配筋率进行了参数影响分析.结果表明:钢.RPC组合梁与同条件的普通组合梁相比,在保证负弯矩区桥面板不开裂的情况下,极限承载力仍有所提高,并且结构的抗裂性、刚度和耐久性都可得到极大改善.     

大跨度斜拉拱组合桥极限承载能力分析

以一种新颖钢管混凝土拱桥斜拉钢管混凝土拱组合桥为研究对象,考虑钢管混凝土拱在变形、失稳破坏期间的几何及材料非线性特性,采用统一理论中的钢管混凝土组合构件本构关系及高精度不分层梁单元,对在建的某斜拉钢管混凝土拱组合桥进行了在静力荷载作用下的极限承载力分析,并用钢管混凝土拱模型实验对分析程序及钢管混凝土组合构件建模方法进行了验证,同时分析了斜拉索及斜拉索的初索力对拱桥承载能力的影响.结果表明,斜拉钢管混凝土拱组合桥具有较高的稳定性和极限承载力,斜拉索能够较大提高拱桥的承载能力,斜拉索初张力对稳定承载能力的影响不大.     

碎石桩复合地基极限承载力研究

依据土力学中有关强度和极限承载力的基本理论,提出一种计算碎石桩复合地基中单桩和单桩复合土的极限承载力的理论方法,并结合工程算例,对该方法的精度进行了验证     

类矩形盾构隧道结构极限承载力分析

建立考虑材料非线性与几何非线性的类矩形盾构隧道结构受力非线性数值模型。利用该模型对极限工况下的三组试验结构进行数值模拟,并将数值模拟结果与整环足尺试验结果进行对比,验证该模型的正确性和有效性。最后,对影响类矩形盾构隧道结构受力性能和极限承载力的关键因素进行参数分析。结果表明:类矩形盾构隧道结构破坏源于管片接头破坏,最终因T块管片破坏导致结构失去承载力,结构破坏模式与纵向接头、管片本体及中柱的力学性能相关;类矩形盾构隧道结构理想的破坏模式是在管片接头充分发挥承载力的同时,管片本体主筋屈服、结构发生延性破坏。     

剪力钉极限承载能力研究进展及分析

剪力连接件是保证钢—混组合结构和混合结构协同工作的关键构件,目前结构中采用较多的剪力连接件为剪力钉.由于现有的规范对剪力钉极限承载力计算各不相同,有必要对剪力钉极限承载力计算方法进行总结和分析,具体将不同规格剪力钉进行推出试验研究,与不同规范计算值进行比较分析.同时,通过非线性有限元对剪力钉受力情况进行数值分析.研究结果表明:1)对于常用规格剪力钉,目前各国规范中剪力钉极限抗剪承载力均低于推出模型试验实测值,对于大尺寸剪力钉和剪力钉成群布置的情况应保守取值,中国《钢结构设计标准》提出剪力钉极限承载力计算公式较为合理;2)通过合理假定,剪力钉非线性有限元模型可以较好地模拟剪力钉推出试件的受力状态,通过有限元计算分析表明,在距剪力钉根部较近部位其承受了较大的剪应力和轴向应力.