不同泊松比下的临界荷载问题分析

根据条形荷载下不同泊松比地基土临界荷载的新公式，文中分折和讨论了该公式的计算步骤，并得出塑性区开展的最深点位置。通过实例进行计算比较，验证这一方法的合理性和精确性。     

地基临界荷载的探讨

应用弹性理论和太沙基塑性区发展的理论,探讨地基的临界荷载,推导较为精确的临界荷载公式,并且对一种特殊情况进行了探讨,从而在理论上证实了塑性区发展的理论。     

基于D-P准则的深埋隧道破碎化分区规律研究

深部洞室开挖因应力重分布而使围岩出现松动区、塑性区、弹性区,基于D-P准则对深埋隧道围岩破碎化分区提出划分准则,利用ANSYS软件分析不同埋深3个区域发展状况并与规范推荐荷载高度进行对比,揭示埋深对松动区、塑性区半径的影响。研究结果表明,Rp,Rc与埋深H近似呈线性关系,与芬纳公式走向基本一致;当埋深超过某一临界埋深时,松动区迅速发展而呈现指数型增长;松动区分布形态及范围随埋深不同而呈现明显差异。     

动力作用下路基土石混合料的安定临界荷载研究

基于黏土路基填料的改良需求,针对在黏土中掺入砂、砾的土石混合料,开展了一系列不同围压、动偏应力、压实度、含水率条件下的大型动三轴试验,探讨了土石混合料填料累积塑性应变的增长特点及影响因素,分析了ε_p/N与εp之间的关系,依据安定理论对累积塑性应变的增长类型划分为3个类型:增量破坏型、塑性蠕变型、塑性安定型,利用Dawson公式得出了安定临界荷载与轴力、围压之间的关系,为判断动力荷载作用下路基土石混合料的稳定性提供了定量标准。     

超大跨混合梁斜拉桥极限承载能力研究

为研究超大跨混合梁斜拉桥在汽车荷载作用下的塑性区发展过程和极限状态下的破坏机理,以贵州鸭池河特大桥(主跨800m双塔双索面混合梁斜拉桥,边跨主梁采用预应力混凝土箱梁,主跨主梁采用钢桁梁)为背景,采用ANSYS软件建立全桥有限元模型,逐级施加汽车荷载,分析不考虑断索和考虑断索2种情况下该桥的破坏过程和承载能力。结果表明:随着荷载的增加,钢桁梁先产生受压塑性区和受拉塑性区,随后斜拉索到达屈服应力;不考虑断索情况下,斜拉索逐步屈服后钢桁梁受压塑性区和受拉塑性区不断扩大,结构最终失效,破坏表现出略好的延性;考虑断索情况下,第1根斜拉索屈服后断裂引起周围斜拉索的连续瞬时断裂导致结构破坏,破坏呈现明显的脆性;不考虑断索和考虑断索情况下,极限状态时的荷载系数λ分别为11.69和11.12。     

橡胶隔震支座稳定性的试验研究

橡胶隔震支座在强烈地震引起的高剪应变下应能够保持稳定，因此，在设计中，准确确定临界轴向荷载是非常重要的。目前，临界荷载采用Haringx小位移理论来确定，该理论经过修正后，并通过一近似修正系数来计算大剪应变。研究的目的是通过试验来确定水平位移或剪应变对临界荷载的影响，并研究近似修正系数的有效性。试验在一系列低形状系数的橡胶支座上进行，并对试验步骤和结果进行详细阐述。结果表明临界荷载随着水平位移或剪应变的增加而减小，同时表明实质临界荷载能力存在于水平位移等于支座宽度，但不为O时，同修正系数预测的一样，还将进一步表明近似公式在较小位移时并不保守，在较大位移时非常保守。将从试验中得出的临界荷载与有限元分析和非线性分析方法得出的结果进行比较，比较表明大的水平位移对临界荷载的影响可以有效预测。     

软土路基二灰土桩加固机理有限元分析

二灰土桩是一种软基加固技术。采用强度随时间变化的有限元法分析二灰土桩复合地基在路堤荷载作用下的变形特性。有限元计算的沉降和孔压随时间的变化与相应的现场实测值比较是吻合的。有限元分析表明二灰土桩加固存在“临界桩长”，加固效果取决于临界桩长范围内加固区的压缩量。     

路堤荷载作用下硬壳层软土地基的破坏模式分析

针对路堤荷载作用下上覆硬壳层的软土地基的破坏模式，依托某沿海高速公路工程，基于大型通用有限元分析软件ABAQUS，对软土硬壳层地基路堤的分层填筑过程进行了数值分析。研究了硬壳层软土地基在路堤荷载作用下塑性区开展的过程及土中应力、应变特性，总结分析了其破坏模式。     

中承式拱桥的侧倾稳定性研究

系杆拱桥的拱肋上作用有保向力和非保向力两种类型的荷载,采用能量法推导出中承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式,并通过算例与有限元计算的结果进行了比较验证,获得的系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的概念与裸拱侧倾稳定临界荷载是一致的。     

长期交通荷载作用下滨海软基低路堤合理高度数值分析

本文采用有限元法,研究了长期交通荷载作用下滨海软基上车辆对低路堤路基沉降、顶面应力和塑性区发展的影响,提出长期交通荷载作用下软土加固区上低路堤的合理高度,可为工程提供参考。     

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙稳定性影响

采用有限元法对刚性基础上无粘结预应力加筋土挡墙的稳定性进行数值分析。对挡土墙顶部逐步增加荷载研究其稳定性,以特征点处位移突变作为失稳判据。讨论了预应力筋的预拉力值对稳定性的影响,并推导出稳定性计算公式。结果表明:随着预拉力值的增加,失稳时加筋体内塑性区逐渐下移,塑性区与水平线夹角越来越小,加筋体内最小主应力值与挡土墙的稳定性都会增加。公式推导出的失稳荷载值与数值分析结果吻合较好。     

再论文克勒地基板极限承载力的弹塑性解

为了完善文克勒地基板极限承载力的理论基础,针对圆形荷载作用下的文克勒地基上无限大板达到其极限承载力状态时的破坏性状,即板顶出现环状裂缝,以板切向弯曲曲率是否达到其弹性极限弯曲曲率为准则将板划分为2个区域,环内屈服区釆用刚塑性假设,环外弹性区采用线弹性假设,联立方程求解,推演得到了文克勒地基板上作用圆形均布或刚性承载板荷载的极限承载力问题的解析解。分析了材料泊松比、残余弯矩比、荷载圆半径、荷载类型等因素对地基板的极限承载力、屈服区和环裂区范围的影响,并将分析结果与刚塑性解、其他弹塑性解进行对比。最后,归纳给出了2种荷载形式下的地基板极限承载力近似计算式。研究结果表明：板材料的泊松比对屈服区半径、环状裂缝半径及极限承载力影响不大;当荷载圆半径较小时,环状裂缝发生在屈服区,当荷载圆半径较大时,环状裂缝出现在弹性区;板残余弯矩比对环裂半径的影响随荷载圆半径的变化而变化;随着板残余弯矩比的减小,屈服区边界内缩,板极限承载力减小;在荷载圆半径相同时,刚性承载板荷载的环裂半径比圆形均布荷载的环裂半径略大,相应的极限承载力也稍大,最大偏差约为30%;在常见荷载圆半径范围内,刚塑性解的极限承载力比所提方法弹塑性解要大,偏差随荷载圆半径的增大而减小。     

考虑纵坡的隧道掌子面稳定性上限有限元分析

针对存在纵坡条件下的隧道掌子面稳定性和失稳破坏问题,采用高阶塑性变形单元上限有限元法开展多参数影响正交计算分析,获得临界加载系数N_(cr)上限解图表与拟合公式及以耗散能密度表征的破坏模式规律。研究表明:①纵向坡度对掌子面稳定性有不可忽视的影响,上坡(坡度角θ=10°)方向对应N_(cr)值小于平坡条件下4.5%～23.1%,内摩擦角φ越大相对降低量越大;②N_(cr)随φ增加而逐渐增大,φ较大时需考虑剪胀效应对稳定性的影响;③失稳临界状态发生时隧道掌子面由两条主要剪切带、三角形刚性运动楔形区和前方塑性区组成,上坡条件下(θ=10°)剪切带和塑性区旋转,剪切带与塑性区路径、范围减小,从而掌子面稳定性变差。     

无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式

通过对系杆拱桥作用在拱肋上的荷载性质进行了分析,采用能量法推导出无横撑下承式系杆拱桥侧倾稳定临界荷载的一般公式。指出系杆拱桥侧倾稳定存在有2种临界荷载,即自重荷载直接作用的临界荷载和吊杆拉力等效薄膜力的临界荷载,并通过算例对自重荷载直接作用的临界荷载所提出的方法和有限元法进行了比较验证。     

叠合梁在使用极限状态的塑性

在使用极限状态，构件通常被认为是在弹性阶段工作的。从以前的大跨度结构试验分析得到的结果说明，在梁的挠度达到规范规定的使用极限状态限值以前，叠合梁有时会有塑性发展。这个现象与传统的使用极限状态假定并不相符，因为在设计规范中，挠度计算假冒设是弹性状态，采用弹性分析方法。在使用时，为了限制塑性的发展，梁的跨度与挠度之比作了严格的限制。如果在使用时允许了一定程度的塑性，就需要考虑采用放大系数来调整从弹性分析获得的挠度，以考虑塑性影响。阐述了梁的跨度-挠度比的限制原因以及放大系数的来源。     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

固化粉煤灰动力特性试验研究

结合镇江城市道路路基处治项目，进行了固化粉煤灰的动三轴试验，分析了固化粉煤灰在重复荷载作用下的永久变形及动力特性，研究固化粉煤灰弹性应变、累积塑性应变、临界动应力和动回弹模量变化规律，论证了固化粉煤灰作为城市道路路基填料的可行性：结果表明：动应力是影响固化粉煤灰的动回弹模量大小的主要原因，其临界动应力值在90～100kPa之间，动态特性完全满足城市道路路基的设计要求,研究结果对类似工程研究具有借鉴意义。     

超弹性形状记忆合金RC构件抗震性能分析北大核心

超弹性形状记忆合金(SE SMA)是一种特殊的金属材料,能够承受大变形,当外力撤去后能够恢复到施加外力前的形状。为预测其作为钢筋在梁、柱塑性铰区使用时结构的抗震性能,通过试验研究分析SE SMA钢筋混凝土构件的塑性铰长度、裂缝宽度、裂缝间距、粘结～滑移关系及节点剪应力,并检验现有钢筋混凝土构件计算方法的适用性;同时采用有限元法进一步分析结构的性能。结果表明:采用Paulay公式预测塑性铰长度较合适;欧洲规范-2预测的平均裂缝间距和最大裂缝宽度较准确;有限元预测的荷载～位移、弯矩～转角关系和能量耗散能力与试验结果吻合良好。为促进SMA作为混凝土配筋的广泛应用,还需继续开展相关研究工作。     

大吨位船舶撞击作用下秀山连岛大桥塔墩基础稳定性分析

以秀山大桥秀山侧主墩为依托,采用平洞勘察、岩体力学试验、岩体质量评价等手段综合研究岩体力学参数值;构建了索塔、桩基、地基数值模型,提出利用节点等效集中荷载模拟上部结构传递到基础荷载的方法,分析了万吨级船舶撞击下桩基础截面内力、位移以及地基塑性区分布。结果表明:采用等效荷载方法模拟基础受力是可行的; 10万吨级船舶撞击作用下,桥轴线两侧变形受力不对称,船撞一侧桩基除受水平作用外,还受到拉拔作用,但仍处于受压状态;两侧基础内力均小于允许值,地基基本处于弹性状态,仅局部强风化层存在塑性区,表明基础满足防撞要求。     

循环荷载下水泥土桩复合单元体变形特性及其地基长期沉降计算方法

对于软土地区的路基工程,若路基处理不当,在长期交通荷载作用下,容易导致服役期路面开裂、不均匀沉降等问题。水泥土搅拌桩法是软土地区最常用的路基加固方法之一。研究循环荷载下水泥土桩复合地基的变形特性,对于指导交通荷载下软土地基长期沉降控制具有重要意义。然而,现有研究主要集中在软土和水泥土单一介质,对于水泥土桩复合体的研究较少。通过开展水泥土桩复合单元体大型动三轴试验,分析围压、静偏应力和置换率等因素对水泥土桩复合体累积塑性应变的影响。研究结果表明：循环荷载下水泥土桩复合体累积塑性显著小于软土,且应变随围压、动应力比及静偏应力的增大而增大,随置换率的增大而减小;静偏应力的增加会导致复合单元体临界动应力比的减小。基于试验结果,建立了水泥土桩复合体长期沉降计算方法。结合现代有轨电车算例,分析交通荷载作用下软土路基以及经水泥土桩法处理后的路基长期沉降结果。计算结果表明,采用水泥土桩法可有效减小软土路基长期沉降。