地铁运营隧道收敛变形分析

结合上海轨道交通2号线人民广场站-南京东路站区间隧道,研究了地铁运营隧道收敛变形及其影响.阐述了上海轨道交通2号线人民广场站-南京东路站区间隧道收敛变形的测量方法与结果.结合改进的盾构管片接头模型对地铁运营隧道进行数值模拟计算,给出不同水平径向收敛时的管片内力数值.通过实测地铁运营隧道水平径向收敛变形,结合数值模拟和最大裂缝宽度理论计算结果表明:该区间上行隧道水平径向收敛普遍较大,最大可达77 mm.衬砌管片的弯矩和裂缝宽度与水平径向收敛变形密切相关.通过理论计算,不同水平径向收敛变形时的裂缝宽度为腰部最大,拱底次之,拱顶最小.     

不同荷载作用模式对盾构隧道管片内力的影响

采用拱背非均布荷载作用模式,利用理论计算公式结合弹性匀质圆环法对某城市地铁区间隧道衬砌管片进行内力计算.通过比较拱背均布荷载作用模式和非均布荷载作用模式的内力分布和计算配筋量可知,两者内力分布存在较大差别,前者的计算配筋量较后者大,建议在今后的衬砌结构的设计和计算时采用拱背非均布荷载作用模式.     

焊趾处椭圆表面裂纹的权函数与残余应力强度因子的权函数法

利用三维有限元计算了焊趾处半椭圆表面裂纹的应力强度因子。利用统一的权函数形式,结合得到裂纹半长比a/c=0.2;0.4;0.6;0.8,a/t=0.1~0.8的有限元数据,得到了适用于T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹最深点和表面点的权函数。权函数的准确性,用有限元在裂纹面施加高阶载荷进行了验证,对于表面点和最深点,半长比a/c=0.2~0.8,a/t=0.1~0.8,权函数与有限元结果误差在8%以下。基于得到的权函数,计算了T型接头焊趾处半椭圆表面裂纹的残余应力强度因子Kres,并与有限元计算结果进行对比,对比误差在10%以下,表明新的权函数能很好地预测T型接头焊趾处的残余应力强度因子。     

球扁钢等效方法的研究

在进行船体结构强度的计算分析时,需要将球扁钢等效为L型材或T型材进行屈服及屈曲计算。然而,现有的等效转化方法存在较为明显的问题。本文在前人研究基础上,推出两种简化等效方法,并与现有方法进行计算对比,结果表明这两种方法简单方便,精确度高。此外,本文分别使用三种转化方法,运用Mars2000软件计算某船剖面的极限强度。计算结果表明,使用本文提出的等效转化方法一计算船体结构极限强度最合理。     

T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算方法

T型接头是船舶与海洋结构物的典型结构形式之一,其焊趾处常常是疲劳热点区域。T型接头焊趾表面裂纹的应力强度因子是船舶与海洋结构的、基于断裂力学安全评定和疲劳寿命预测的基础。本文对T型接头表面裂纹应力强度因子的计算方法,尤其是Bow ness等人提出的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的计算公式进行了分析,在此基础上导出了形式简单,物理意义明确的T型接头焊趾表面裂纹应力强度因子的简化计算公式,并和相关的应力强度因子的计算结果进行了比较,证明了本文简化方法的可行性。     

小型LNG运输船耐撞性能对比分析

本文利用大型动力有限元软件Abaqus,针对薄膜型和独立C型2种不同舱型的小型LNG运输船开展耐撞性能对比分析,重点关注围护系统和液货罐体的临界失效模式,提出以主次绝缘箱之间的弹簧失效作为判定薄膜型系统失效的准则。通过数值模拟得到船体变形、碰撞力时历曲线和能量转换与吸收等结果,从失效时间、极限撞深、结构吸能3个方面分析得出薄膜型LNG运输船耐撞性能优于独立C型的结论,对开展小型LNG运输船的耐撞性能研究具有重大意义。     

某高速公路停车区溶洞形成机理及其处治技术

通过实地地质测绘方法,分析某高速公路停车区浅挖路基左侧溶洞形成机理,综合考虑地质、经济、环保、安全等因素进行研究,提出该岩溶的处理方案,对今后岩溶地区高速公路的建设提供借鉴。     

海洋钢结构疲劳裂纹扩展预报单一扩展率曲线模型

采用基于疲劳裂纹扩展的疲劳寿命预报方法对海洋钢结构的安全寿命进行评估,首先要解决变幅载荷作用下的裂纹扩展率问题,其次是复杂应力场中的应力强度因子计算问题.文章将裂纹扩展率单一曲线模型结合焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法来探讨复杂载荷作用下海洋钢结构的疲劳寿命预报问题.裂纹扩展率单一曲线模型的思想是将任意载况下的应力强度因子等效到R=0的应力强度因子,并假定超载不影响材料的裂纹扩展率,而是使等效应力强度因子幅减小.使得复杂载荷下的疲劳寿命预报也仅需要对应于R=0时的裂纹扩展率材料常数,从而解决复杂载荷下裂纹扩展率材料常数的确定问题.文中给出了适合于海洋钢结构的裂纹扩展率曲线,焊趾表面裂纹应力强度因子以及残余应力引起的应力强度因子的计算方法.     

偏心裂纹缺陷板的应力强度因子和极限拉伸强度分析

疲劳裂纹对船舶结构强度具有不可忽视的削弱作用,在过去的研究中,主要从断裂力学的角度对疲劳裂纹应力场进行分析,而对于静态裂纹板的极限强度的探讨相对较少.本文在有限元计算的基础上对具有偏心裂纹缺陷的矩形板的应力强度因子和极限拉伸强度进行了分析.对于偏心裂纹应力强度因子,在计算方法上有效地简化了文献[5]中提出的大单元有限元计算模型,并且用于分析裂纹偏心度对于应力强度因子的影响.对于偏心裂纹延性板,采用弹塑性有限元进行了大量的组合计算,分析了相对裂纹长度、材料屈强比和裂纹偏心度对板的拉伸极限强度的影响,并给出了方便计算的回归公式.该回归公式包含了多个参数对板的极限拉伸强度的影响,与实验结果吻合较好.