双线性强化隧道和桩孔三剪弹塑性解

将隧道和桩孔简化为厚壁圆筒, 基于三剪强度准则和双线性强化模型, 考虑材料的应变强化和中间主应力效应, 推导了厚壁圆筒在均匀内外压作用下的弹塑性极限解, 并给出恒定外压条件下塑性区半径与内压的关系式, 分析了强化模量系数、半径比、中间主应力与材料强度拉压异性对厚壁圆筒弹塑性极限解的影响规律。研究结果表明: 所得弹塑性极限解克服了Tresca屈服准则与Mises屈服准则未考虑拉压异性, Tresca屈服准则与Mohr-Coulomb屈服准则未考虑中间主应力与双剪强度理论极限解存在滑移面突变现象的不足; 弹塑性极限解均随半径比与中间主应力影响系数的增大而增大, 随拉压强度比的增大而减小, 外压对极限内压的影响程度随着拉压强度比的增大而减小; 当强化模量系数为0.1、半径比为2时, 考虑强化效应的塑性极限内压比不考虑时相对增大10%以上, 随着半径比增大到4, 塑性极限内压比不考虑强化效应时相对增大38%以上, 强化效应影响更加明显, 故对于存在应变强化效应的材料, 采用双线性强化模型的分析结果更接近工程实际; 当不考虑中间主应力与应变强化时, 土体的极限扩孔压力弹塑性极限解与Vesic解相差在0.02%以内, 当考虑了土体的中间主应力和应变强化效应后, 塑性区半径与内半径比为10时, 弹塑性极限解分别是Vesic解的1.06、1.81倍, 因此, 基于Vesic解的极限扩孔压力过于保守。      

基于岩石非线性统一强度理论的地下洞室弹塑性分析

采用岩石非线性统一强度理论考虑了岩体的塑性软化特性,利用衬砌与围岩的位移协调条件,对地下圆形洞室进行了弹塑性分析,获得了圆形洞室的应力,洞室变形及塑性区半径的解,这些解既考虑了岩石拉压强度相差较大的特点,又考虑了中间主应力效应及其区间性;既反映了岩石的非线性破坏特征,又可以推广到岩体及节理岩体之中去,有一定的理论及工程应用价值.     

三向应力作用下浅埋锚定板的容许抗拔力计算

应用三向应力作用的双剪强度理论,在Rankine土压力理论的基础上,得出三向应力作用下无粘性土的主动、被动土压力计算公式;将此公式应用于无粘性土中浅埋锚定板的容许抗拔力计算,使计算出的容许抗拔力值比以只考虑大小主应力而不考虑中间主应力的Mohr-Coulomb强度理论为基础计算出的该值增大,表明实际土体具有更大的抗拔潜力.     

大理岩真三轴单面卸荷条件下加卸载试验研究

为了准确地评价巷（隧）道开挖面附近围岩的稳定性,采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对大理岩岩样进行第三主应力单面卸荷加、卸载试验研究. 通过高应力巷（隧）道开挖围岩失稳机理分析,采用不同应力加卸路径模拟能量积聚型和应力集中型两种物理工程破坏模型,进一步分析两种破坏模型的应力-应变曲线规律、破坏特征和强度特征. 研究结果表明:随着卸荷面应力的减小出现扩容现象,主要破坏面在临空面附近,随着轴压的升高,劈裂破坏范围增大,卸荷临界值也增大;随着围压增高,屈服点和峰值点增大,并且屈服点和峰值之间的曲线斜率较为平缓,破坏由局部张拉-劈裂-剪切复合性破坏发展成整体劈裂破坏;同围压条件下卸荷破坏强度是加载破坏强度的80%,岩体卸荷比加载更容易破坏,进而修正了广义Hoek-Brown强度准则.      

多因素影响下水工隧洞最小覆盖层厚度力学分析

综合考虑中间主应力系数n、渗流体积力pw及剪胀系数β等的影响,采用统一强度理论和D-P准则,根据应力、位移连续性条件,计算得到了圆形水工隧洞径向应力σr、环向应力σθ的解析解;推导出隧洞围岩塑性区半径r和最小覆盖层厚度h;分析了渗透系数比kd/kc、剪胀系数β、岩体强度参数c、φ及中间主应力系数n对最小覆盖层厚度h的影响.结果表明:当kd/kc≤500时,h值相对较小,当kd/kc>500时,h值趋于一定值;不考虑渗流时,h值增大约94％;c、φ值对h值影响较明显;采用统一强度理论计算,h值随着n的增大而增大,采用D-P准则计算,h值则出现波动,呈现中间主应力的区间性;采用两种理论计算的h值均随着β的增大而增大.     

节理岩体抗剪强度参数的实验分析

对红层软岩的大量实验表明，剪切与三轴压缩实验测得的抗剪强度参数值不一致，而且内摩擦角从完整岩石剪切实验、三轴压缩实验到结构面剪切实验呈现出由大到小的规律．基于上述实验结果，分别从岩石强度理论和实验方法的角度分析了3种实验所得参数不一致的原因，导出了三轴压缩实验得到的岩体抗剪强度参数与结构面抗剪强度参数之间的关系式，并提出了岩体抗剪强度参数的选取原则．     

基于统一强度理论的公路隧道围岩抗力系数计算

基于统一强度理论,本文推导得到围岩抗力系数计算公式,该公式具有可以考虑中间主应力的影响以及修改参数后可以退化为其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式等优点,具有较强实用价值.     

基于统一强度理论的公路隧道围岩抗力系数计算

基于统一强度理论,本文推导得到围岩抗力系数计算公式,该公式具有可以考虑中间主应力的影响以及修改参数后可以退化为其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式等优点,具有较强实用价值.     

非饱和土抗剪强度的非线性分析

针对非饱和土体的总粘聚力与基质吸力之间的非线性关系进行了研究,提出了具有非线性系数的总粘聚力与基质吸力的非线性关系式,并进一步得到了相应的非饱和土抗剪强度公式.通过采用四种不同性质土体的试验数据的检验与分析,证明了关系式的可行性与实用性.研究表明:非线性系数是与土的性质有关的重要参数,对于特定的土体,其值可以不随基质吸力的变化而变化,而取为常数,可以通过选取不同的非线性系数值来反映不同类型土的非线性特征;当非线性系数的值为1时,含有非线性系数的抗剪强度公式与已有Fredlund非饱和土抗剪强度公式的形式相同,说明Fredlund非饱和土抗剪强度公式只是关系式的一种特殊情况,含有非线性系数的抗剪强度公式有着更广泛的适用性.     

非饱和土抗剪强度的非线性分析

针对非饱和土体的总粘聚力与基质吸力之间的非线性关系进行了研究,提出了具有非线性系数的总粘聚力与基质吸力的非线性关系式,并进一步得到了相应的非饱和土抗剪强度公式.通过采用四种不同性质土体的试验数据的检验与分析,证明了关系式的可行性与实用性.研究表明:非线性系数是与土的性质有关的重要参数,对于特定的土体,其值可以不随基质吸力的变化而变化,而取为常数,可以通过选取不同的非线性系数值来反映不同类型土的非线性特征;当非线性系数的值为1时,含有非线性系数的抗剪强度公式与已有Fred lund非饱和土抗剪强度公式的形式相同,说明Fredlund非饱和土抗剪强度公式只是关系式的一种特殊情况,含有非线性系数的抗剪强度公式有着更广泛的适用性.     

Stresses and Shear Fracture Zone of Jinshazhou Tunnel Surrounding Rock in Rich Water Region

Field evidence has shown that large-scale and unstable discontinuous planes in the rock mass surrounding tunnels in rich water region are probably generated after excavation. The tunnel surrounding rock was divided into three zones, including elastic zone, plastic damage zone and shear fracture zone fof assessing the stability of the tunnel surrounding rock. By local hydrogeology, the stresses of surrounding rock of Jinshazhou circular tunnel was analyzed and the stress solutions on the elastic and plastic damage zones were obtained by applying the theories of fluid-solid coupling and elasto-plastic damage mechanics. The shear fracture zone generated by joints was studied and its range was determined by using Mohr-Coulomb strength criterion. Finally, the correctness of the theoretical results was validated by comparing the scopes of shear fracture zones calculated in this paper with those from literature.     

基于水岩相互作用的岩石力学性能研究

依托云南省富宁港一期工程,现场采集岩石试样,经过不同次数的干湿循环后作常规三轴压缩试验;对实测岩石力学性能参数进行回归分析,得到泥岩及砂岩在水岩相互作用下力学性能的变化规律;基于岩石弹性模量,应用连续介质损伤力学方法对比分析了泥岩及砂岩的损伤劣化特点;应用Hoek-Brown强度准则对岩石力学参数进行转换得到岩体综合强度参数;通过有限单元法得到不同次数的水岩相互作用下架空斜坡码头性能的变化特点。     

不同粗糙度岩体节理面的应力松弛特性及机理

应力松弛是岩体节理面时效特性的重要组成部分,也是影响岩体工程长期稳定性的重要因素.为研究不同粗糙度岩体节理面的应力松弛特性,并进一步探索节理面的应力松弛机理,选取Barton标准剖面为人工模拟节理面的表面形态,并用水泥砂浆浇筑成型;然后,对其进行了分级加载剪切应力松弛试验,研究了不同粗糙度节理面在不同初始应力水平下的应...     

非贯通裂隙岩体经验强度准则的研究

根据单轴、双轴和三轴压缩条件下非贯通裂隙岩体模型的强度试验结果及其规律，通过岩体强度特征的理论分析，本文提出一个考虑中间主应力影响、适用于不同应力条件的非贯通裂隙岩体经验强度准则，并对准则中参数确定与选取进行了讨论。最后，以室内模型试验和现场试验数据，对提出的准则作了应用和验证。     

Limit analysis for reinforced concrete rectangular members under bending,shear and torsion

The ultimate strength of reinforced concrete （RC） rectangular members subjected to combined bending, shear and torsion is obtained from the limit analysis proposed in the present paper. Based on a warped failure surface determined by external loads, and a reasonable assumed stress distribution balancing external loads but not violating the yield condition, the bending-shear-torsion interaction can be derived from equilibrimn conditions. According to the definition of lower-bound theorem in limit analysis, the calculated ultimate loads will be carried safely by the structure. The present method is a simple approach to obtain carrying capacities for RC elements under complex external loads. After comparing with the test results, a good agreement has been observed. The present method can be extended to explain the failure mechanism of RC members subjected to axial loads, and it is possible to develop a simple unified theory of RC members for engineering.     

风沙冲蚀下钢结构涂层的界面应力与破坏准则

为表征和评价风沙冲蚀作用下钢结构涂层界面结合强度，以西北地区风沙流特征为背景，利用接触力学和界面力学理论建立了在风沙冲蚀作用下钢结构涂层的界面应力表达式.结合断裂力学理论和有限元分析方法，确定了钢结构涂层的界面起裂位置.在起裂位置处建立了考虑压应力影响的界面应力破坏准则.研究结果表明：当冲蚀角度为30°和60°时，最大界面剪应力分别位于冲蚀点前侧200 mm和180 mm处，最大界面压应力分别位于冲蚀点前侧100 mm和50 mm处，涂层界面的起裂位置为最大界面剪应力处.风沙冲蚀作用下涂层的界面应力破坏准则与莫尔-库伦强度准则相似，斜率的大小取决于沙粒的冲蚀角度，且当冲蚀角度为30°和60°时，斜率大小分别为-0.599和-0.467.