地下圆形隧道开挖卸荷围岩弹塑性分析

针对地下圆形隧道,在分析开挖卸荷的基础上,分别给出了弹性和弹塑性围岩二次应力的计算表达式.在弹性不同侧压力条件下,分析了围压切向应力分布规律,当λ0.33时,圆形隧洞围岩将不出现拉应力.当围岩处于弹塑性状态时,考虑围岩稳定的前提下,扩大塑性区半径R,就可降低维持极限平衡状态所需的支护抗力pi,充分发挥了围岩的自承作用.     

半地下式圆形贮液池结构分析

根据某污水处理工程中一圆形贮液池的设计资料,描述了半地下式圆形贮液池的荷载分布特点。利用弹性力学的方法,推导了沿池壁部分高度分别作用三角形和矩形分布荷载时半地下式圆形贮液池池壁内力的解析表达式,沿池壁全部高度作用三角形或矩形分布荷载时的池壁内力经典计算公式作为特例含于其中。将推导的解析解与通过有限元分析软件ANSYS计算求得的数值解进行了对比,结果表明两者符合较好,从而验证了所推导解析解的正确性。     

地下结构围岩锚固参数的弹塑性分析

本文在对地下工程结构围岩体进行弹塑性分析的基础上，提出结构体锚杆加固参数（锚杆长度，锚固范围及锚杆变形量）的计算式，并对锚杆的布置方位进行了探讨。     

地下结构改造过程的弹塑性有限元分析

利用有限元方法，对某地下结构改造工程进行了弹塑性分析，获得了施工过程中结构，土体，支护等的位移，内力参数，论证了改造方案的可行性。     

大断面地下结构粘弹塑性有限元解析

将力学分析用于复杂的工程施工领域是当前计算技术的重大发展,对指导大型地下结构物的设计和施工具有重要的实践意义。本文试用粘弹塑性理论模拟隧洞围岩与支护混凝土材料的蠕变性状,按材料非线性数值分析研究了某水电站地下厂房洞室工程就分部开挖程序施工的有限元方法.本文着重探讨了岩体性态随时间的变化,并评价围岩的稳定性。此外,还讨论了各施工阶段围岩—衬砌支护系统与时间有关的相互作用及其受力特点。计算程序和成果便于在工程实践中采用.     

超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系力学性能分析

为了定量研究超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系的受力和变形机理,本文通过Midas GTS建立超深圆形基坑施作过程的精细化有限元模型,通过改变地下连续墙局部弱化程度、地下连续墙先行幅和后续幅数量和嵌固深度等参数,对围护结构受力、变形和基坑周边地表沉降等规律进行了分析,分析结果显示:1）本工程的围护结构设计具有一定的优化空间;2）围护结构的水平最大变形和最大应力集中于第8~10道环梁处;3）围护结构的变形随幅间弱化程度和幅数的增加而增加,围护结构应力随幅间弱化程度和幅数增加而减小;基坑周边地表沉降随幅间弱化程度和幅数的增加而增加。分析结果对类似超深圆形基坑的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

深埋圆形峒室的一般弹塑性分析

本文简化作一般弹塑性模型——塑性强化、塑性软化、理想塑性,给出了深埋圆形峒室在等围压下的应力、位移、塑性半径的解答.     

高层圆形筒体结构拟壳理论分析法

本文给出了在任意侧向水平荷载作用下圆形筒体结构的一种近似分析方法。给出了双筒体(外筒、核心筒)和三重筒体(外筒、内筒、核心筒)两类筒体结构的静力和动力计算公式,文末给出了双筒体结构的具体算例。本文根据圆形筒体结构的受力特点,在采用前人经常采用的两个基本假定的前提下,将外筒、内筒模拟为实体筒壳,按薄膜理论进行分析,在水平荷载作用下,考虑外筒、内筒与核心筒共同工作,按水平位移协调原则,确定它们之间的剪力分配,进而可以确定结构的内力和位移。本文提供的方法计算简便,工作量小,并且可以根据得到的解析表达式分析筒体的受力性能,便于研究和改选设计。     

地下洞室围岩弹塑性仿真反演分析方法

地下洞室围岩弹塑性反演分析方法是长期以来反分析理论研究的一个难题。文中详细分析了实施弹塑性反分析所存在的3个难点,并针对这3个问题,假定围岩是理想弹塑性介质,通过参数对位移的灵敏度分析,现场实测将弹塑性位移进行分离,从而探索围岩弹塑性反分析的新途径;之后阐述了本文采用的仿真反分析的概念、实施思路及流程;最后说明了该方法的应用与检验思路,结合工程实例证明该方法的可靠性。     

地下圆形空洞地质雷达成像机理

由于地理因素和历史等原因,城市地下圆形空洞“多”“密”“乱”的状况越来越严重,地质雷达圆形空洞扫描图像解析并不明确。基于地质雷达扫描探测全过程,将雷达紧贴地面扫描地下圆形空洞的全过程图像细分为三个阶段,建立各阶段水平距离与回波延时之间的关系,系统分析不同埋深,不同半径条件下圆形空洞地质雷达扫描图像的变化情况,结合探测实例实现地下圆形空洞地质雷达成像机理的科学解释。总结出地下圆形空洞雷达扫描图像对称轴左侧为单调递减的连续凹函数,厚度由不断增大至稳定;对称轴右侧为单调递增的连续凹函数,厚度由稳定至不断减小;随着埋深与半径增大,曲线曲率减小,曲线图像趋于缓和,曲线的特征体现出张开弧度增大的趋势。     

具有衬砌的圆形水工隧洞弹塑性应力统一解

针对具有衬砌的圆形水工隧洞,假定衬砌与围岩位移连续,考虑不同工况下主应力顺序、岩石应变软化和中间主应力等综合影响,采用统一强度理论和弹脆塑性软化模型,推导衬砌和围岩弹塑性应力统一解.选取不同的统一强度理论参数,可得到一系列应力场公式及塑性区半径与内压力的关系.通过工程算例分析知,考虑第一主应力的变化是正确的,更符合工程实际,并得出统一强度理论参数、软化特性参数对衬砌和围岩切向应力的影响规律.研究结果表明,统一强度理论参数和软化特性参数对衬砌与围岩塑性区切向应力的影响显著.     

考虑中间主应力的深埋圆形隧道弹塑性统一解

为了充分考虑中间主应力对深埋圆形隧道的影响,在平面应变假设下将统一强度准则精确匹配为Drucker-Prager强度准则,推导了考虑剪胀特性的理想弹塑性材料在塑性阶段的中间主应力表达式,并结合非关联流动法则推导出深埋圆形隧道塑性区的应力与位移统一解.结果表明,经典的Kastner解为所得应力与位移统一解的特殊情况.同时,根据应力与位移统一解公式并结合实际算例,分析了中间主应力和围岩剪胀角对深埋圆形隧道塑性区的影响规律.     

非圆形洞室围岩压力弹塑性计算的工程方法

在松软地层内开挖坑道,围岩常处于弹塑性状态。按弹塑性方法分析坑道围岩的应力和变形。经典的方法是把坑道的形状视为圆形,同时在多数场合下还要假定坑道所处的初始应力状态为静水压力状态,从而使分析和计算大为简化。这种大量采用的方法具有分析简单,思路明确等优点,得到的结果具有明显的规律性,便于分析应用,具有一定的工程意义。当然,这种经典方法所要求的条件是严格的,对于非静水压力、非圆形洞室的弹塑性分析目前尚无精确解。然而,这种非圆形、非静水压力条件却是工程中普遍和大量遇及的情形,有必要加以讨论。     

地下洞室复杂围岩弹塑性解析解初探

考虑到地下洞室复杂围岩各向异性的破坏条件,采用弹塑性分析方法,导出了各向异性洞室围岩山岩压力公式和有压隧洞覆盖层厚度公式.通过解析理论分析,定量地研究了山岩压力随层理作用而增大,覆盖层承载能力随层理作用而降低的变化规律.     

地下洞室开挖围岩弹塑性动态稳定性分析

推导Drucker-Prager屈服准则强度储备安全系数的表达式。以糯扎渡水电站调压井大型地下洞室群施工为例,通过典型断面关键点位移、小主应力及安全系数随开挖步的变化,分析开挖对大型地下洞室群围岩稳定造成的影响。研究结果表明:强度储备安全系数随着主应力差的增大而减小。在开挖过程中,围岩整体稳定性较好,但是围岩位移、小主应力随开挖步的不断递进而持续增大,关键点安全系数持续减小,最大位移与最大拉应力均位于调压井下部,分别为10.57 mm及1.10 MPa,局部关键点最小安全系数不满足规范要求,所以洞室开挖后需及时支护。当二次衬砌高程大于关键点所处高程时,该点安全系数明显增大,且满足规范要求,通过支护方案比选,调压井混凝土浇筑至625.5 m高程是该工程最经济合理支护方案。     

薄壳弹塑性理论的近似计算

本文应用能量变分方法進行了綫性硬化材料的薄壳彈塑性分析。彈塑性内力功的計算采用将彈性功迭加一个折减的塑性功: t=integral from n=-h/2 to h/2 integral from n=0 to e_i σ_ide_idz=integral from n=-h/2 to h/2〔1/2Ee_1~2-1/2Ee_iω(e_i-e_T)〕dz 于是将考慮材料硬化的問題轉化为一个彈性問題迭加一个理想塑性問題,以此獲得壳体單元的彈塑性内力功的計算公式为: t=2/3E_1(P_εh P_x h~3/12 λσ_T/2{integral from n=-h/2 to h/2〔|e_1| |e_2| |e_1 e_2|〕dz-e_Th}在P_(εx)~2=P_εP_x的特殊情况下为式中λ=1-E_1/E,E_1是线性硬化模数,P_ε、P_x、P_x是应变ε和x的二次齐次函数。所设定的变位函数中的待定参数由变分方δ11=0确定,其中11是总势能。此方法适用于旋转薄壳的轴对称变形问题。例题计算说明采用此方法可以简单地获得描述各种线性硬化情况的计算公式。圆柱壳受环状集中力弯曲的计算结果与的结果符合,但是本方法的计算工作量要少得多,且力学概念也比较容易理解,因此易于扩充解题的范围。     

结构弹塑性分析的新方法

利用样条有限点法及弹性应变与塑性应变的关系，提出了一个分析结构弹塑性问题的新方法。这个方法避开了非线性应力应变关系，计算简便。     

复杂结构动力弹塑性分析

鉴于珠海横琴发展大厦结构体系及结构布置复杂及部分超限,为了确保该建筑结构的抗震安全性和可靠性,除进行常规的计算分析外,还应对该结构进行弹塑性时程分析.文章通过建立该结构弹塑性模型,选择2组天然波和1组人工波进行抗震性能分析,得到结构的塑性发展过程,表明结构符合抗震性能目标.     

有强化材料圆形压力孔道体的弹塑性解析分析

采用弹性-幂律塑性本构模型来考虑材料的应变硬化特性,基于Hencky全量理论和Von Mises屈服准则,用应力解法统一导出了有强化材料圆形压力孔道体孔道附近的弹塑性应力、应变和位移分量的封闭表达式,为圆形压力孔道问题的力学分析建立了一种新的解析格式。分析表明,已知的含圆形压力孔道体的线弹性Lame解和弹性-理想塑性P.Hill解只是本文解的两个特例。本文解作为一般解,既能反映材料的弹性变形,也能计入材料的塑性应变强化。     

热力耦合作用下圆形水工隧洞围岩弹塑性解析解

为研究圆形水工隧洞围岩弹塑性区受力特点,基于Mogi-Coulomb强度准则和弹塑性理论,考虑温度和衬砌结构的影响,推导热力耦合作用下水工隧洞围岩应力、洞壁位移和围岩塑性区半径的解析解。依托新疆某高地温水工隧洞工程进行计算分析,对中间主应力系数、温度、混凝土强度、衬砌厚度和围岩应力分布及塑性区半径间的关系展开参数分析。结果表明：温度变化产生的拉应力会使衬砌结构对围岩支反力减小,围岩塑性区半径和洞壁位移有所增大,隧洞岩体稳定性变差;中间主应力系数b对岩体强度影响较大,b=0.5时围岩塑性区半径明显小于不考虑中间主应力时的塑性区半径;提高混凝土强度和增加衬砌厚度在初始阶段都能明显限制围岩塑性区发展,虽后续效果都不佳,但增大衬砌厚度更能限制围岩塑性区发展。