弹塑性变形中的弹性效应

由于数学上的困难,弹塑性问题分析中一般忽略弹性变形.而且,求解时对本构方程的一些简化方法如不可压缩假设等被广泛采用.本文分析了一种比拟解答的优点和其在某些方面的改进,并以平面应变下的弹塑性单元体为例,详细计算和分析了不同应力状态下弹塑性变形过程中的弹性效应.     

交通荷载作用下土体黏弹塑性疲劳本构模型

路基工后沉降是路基填土在车辆动荷载及其自重作用下发生蠕变引起的,因此研究土体在交通荷载作用下的蠕变特性对预测路基工后沉降有较大意义。为利用流变力学理论成果,将车辆动荷载和路基土自重荷载简化的组合荷载做等效处理。基于分数阶微积分构建分数阶黏壶,将分数阶黏壶替换西原模型黏塑性体中常值黏性元件,即得到一种土体黏弹塑性疲劳本构模型。当组合荷载上限应力大于土体临界动应力时,模型为分数阶西原模型,可反映土体破坏型疲劳变形规律;反之,则为反映土体稳定型疲劳变形规律的广义Kelvin模型。结果表明:该模型能较好地描述交通荷载作用下土体疲劳变形特性,对试验数据拟合的相关系数在0.91以上。     

路堤下加筋垫层对地基承载力的影响分析

从准粘聚力原理和张力膜效应方面,分析路堤下加筋垫层对地基土受力性能的改善,通过定量分析,揭示尺寸效应对张力膜效应和应力扩散作用的影响。研究表明,路堤下加筋垫层对地基承载力的改善和提高,主要是筋材与土界面的摩擦作用产生的准粘聚力,当垫层宽度较大时,张力膜效应和应力扩散作用甚小。     

滚石冲击荷载下垫层材料的动力响应研究

棚洞垫层结构能有效地耗散滚石冲击能量,大幅度降低滚石冲击力,是滚石防护棚洞设计的关键参数。本文以Hertz接触理论为基础,考虑棚洞土垫层的弹塑性特性,运用动力有限元数值仿真技术,研究了滚石法向冲击荷载下耗能垫层结构,分析了滚石冲击速度、半径对垫层土体动力响应规律的影响,为棚洞垫层结构优化设计提供理论依据。计算结果表明:按照完全弹性理论计算过高地估计了滚石冲击力;滚石冲击能量主要转化为土垫层的塑性变形;土石垫层结构能有效地吸收滚石冲击能量,大大降低滚石对棚洞结构的冲击力。     

乳化降粘技术解决超稠油管道输送问题

针对辽河油田超稠油凝点高、密度大、粘度大的特点,并结合起稠油乳化作为燃料油应用的实际,确定最佳的管输方案。经过认真的和试验研究,给出了超稠油乳化的科学配比,提出了超稠油乳化降粘是实现超稠油输送的最佳途径。     

缓粘沥青作用机理及使用特性研究

通过测试缓粘沥青在不同温度条件下的粘度和降温速率来揭示缓粘特性的宏观作用机理,并通过红外光谱和差示扫描热量微观作用机理测试验证缓粘特性。结果表明:缓粘沥青可以降低沥青的高温粘度,增加低温粘度,延长此种沥青混合料在施工阶段的有效碾压时间,保证其使用性能。     

含水量对湿陷性黄土强度参数的影响

通过试验研究发现,湿陷性黄土的粘聚力和侧压力系数与含水量之间均成幂函数关系,含水量的变化对内摩擦角的影响较小。     

不同捻制类型多层结构钢丝绳股力学性能对比研究

为探索桥梁中多层结构钢丝绳股服役特性受捻制方式的影响规律,对交互捻多层结构钢丝绳股和同向捻多层结构钢丝绳股进行了力学性能对比研究。为此,首先推导了交互捻和同向捻多层结构钢丝绳股的参数方程,并建立了两类绳股的几何模型;进而考虑捻制方式、钢丝弹塑性、丝间摩擦接触等因素,对两类绳股进行轴向拉伸有限元仿真,对比分析了二者整体性能以及局部性能。结果表明：相同轴向拉伸应变下,交互捻和同向捻绳股具有相近的轴向力和von Mises应力,且二者均表现为整体非线性行为;交互捻绳股塑性变形比同向捻绳股更大;二者应力分布总体均匀,交互捻绳股应力集中在内层侧丝与外层侧丝接触部位,而同向捻绳股应力集中在芯丝与内层侧丝接触部位,前者较后者具有更好的抗旋转性能,且产生较小的应力集中。