用有限元法确定弹塑性材料结构的极限承载力

确定弹塑性材料结构的极限承载能力是结构设计中极其重要的一个问题,它通常是采用弹塑性非线性有限元方法来进行分析的.本文提出了利用基于一系列线弹性有限元解来获得弹塑性材料结构的极限承载能力的试验误差法,并将它与切线法和割线法进行了比较和讨论.在计算的每一步中,根据应力松弛系数降低杨氏弹性模量,并将结构的应力松弛系数和作为误差指标.当结构的误差指标小于给定的误差容限时就得到收敛解.本文方法可计算出结构受载后直到崩溃时应力、应变和载荷-变形曲线.数值实验表明,本文方法是有效的和可行的.     

大华岭隧道塌方处理方案研究

详细介绍了张承高速公路大华岭隧道右线塌方处理方案,内容包括：避水、稳基、固岩、慎推的塌方处理总体指导思想;地表防水处理,洞外稳定隧道基础,洞内采取小间距型钢拱架加小导管超前注浆、边拆边支、短进尺预留核心土弧形开挖以及设置锁脚锚管、初支快速闭合成环、二衬迅速紧跟等具体方案和技术措施。所述内容对类似工程有参考意义。     

天津港26段泊位后方承台塌陷事故原因分析

1987年3月,天津港26段泊位在接卸海砂时曾发生后方承台局部塌陷事故,造成一定的社会影响和经济损失;结合当时事故调查处理,介绍该码头的建设、使用和破坏情况,着重对码头结构损坏的原因进行计算分析,并简要介绍后方承台局部修复措施。     

塌方段原位扩建四车道公路隧道“回填-台阶法”施工力学及安全分析

为了深入探究塌方段原位扩建四车道公路隧道施工力学及安全性的问题,以福州市马尾隧道原位扩建工程为背景,在准确确定塌方体空间范围及工程特性的基础上,针对性提出“回填-台阶法”施工技术,并对塌方段原位扩建四车道公路隧道“回填-台阶法”动态施工力学及安全性进行分析。研究结果表明：①运用理论分析、数值计算、多道瞬态瑞雷面波探测技术相结合的方法可准确地获得既有隧道塌方体的空间范围和尺度;②兼顾施工技术与工期双重目标,提出了塌方段原位扩建四车道公路隧道施工方案,即塌方冒顶区通过地表注浆与洞内中空玻璃纤维锚杆进行加固,扩建开挖采用“回填-台阶法”,实现快速施工;③“回填-台阶法”施工时,隧道上半断面（1^#部）的开挖是整个施工过程的关键,结构内力增长迅速;受隧道上方塌方体和既有隧道影响,最大正弯矩出现在左拱肩处;地表最大沉降量出现在隧道中线右侧3 m处,主要由上台阶开挖引起;围岩变形主要发生在3^#开挖前,4^#开挖时围岩变形基本收敛。马尾隧道施工过程中,地表沉降、围岩及支护体系变形、支护结构受力等监测结果均满足施工安全要求,验证了施工方案的可靠性和安全性,该研究成果可进一步丰富超大扁平断面隧道的修建技术,并为今后类似的工程提供一定的借鉴。     

隧道围岩压力和锚杆轴力的特性分析

结合江西武吉高速公路隧道15个典型断面的监测信息.分析围岩压力和锚杆轴力的稳定值和稳定时间变化规律.结果表明,锚杆未能充分发挥支护作用,应加强锚杆锚固力;隧道位置、施工方法及围岩级别对围岩压力和锚杆轴力的稳定时间有影响.利用围岩压力经验公式计算值与实际监测值进行比较,分析了经验公式对实际隧道工程的适用性.结果表明,深浅埋法计算值比实测值大;系数法和普氏法计算值与实测值相近,但计算结果有赖于参数的选取;泰沙基法计算深埋隧道的围岩压力误差较大.考虑隧道埋深和围岩级别的影响,获得围岩压力与隧道埋深的乘幂关系,以及围岩压力与围岩级别的指数拟合公式.通过监测数据获得的一些规律性结论,可为隧道结构设计和结构计算提供参考.     

CD法开挖隧道的顶板破坏机理分析

在隧道修建过程中，CD法被广泛用于软弱围岩隧道和大断面隧道的修建。工程经验表明，CD法比全断面法更能够减少对隧道的扰动，降低顶部围岩塌陷的可能性，但目前对该经验的认识仍缺乏足够深入的了解。比如，CD法隧道顶部的塌陷机理，相比全断面法的定量优势比较等。为此，提出了一种预测CD法开挖隧道顶板破坏机理的运动学方法。推导了确定塌块形状的理论解。所提出的方法与全开挖方法进行了比较，证明了方法的合理性和CD法开挖的优越性。研究发现，与全断面开挖的结果相比，CD法开挖可以显著降低顶板坍塌的高度，提高顶板稳定性的安全系数。     

Experimental and theoretical studies on the lateral collapse of mechanically lined pipes

The mechanically lined pipe, which consists of a thin non-corrosive liner and a carbon steel pipe, is an economical way to transport acidic fluid in offshore applications. However, it is prone to lateral loading and potentially develops plastic collapse and liner separation during the operational stage. The present study examines its crushing performance using small-scale 2-inch lined pipes manufactured by a customized hydroforming facility. The lined pipes comprised a seamless GB45 carbon steel tube and a grade T2 copper liner. Four ring specimens extracted from lined pipes and two single-layer rings were crushed on a universal testing machine in a quasi-static manner. The tube was found to develop an ovalized shape initially and then changed into a "∞" shape in the end. The carrier and liner were found to stay together throughout the crushing process, with slight liner separation taking place. The manufacture and lateral collapse processes were also reproduced with finite element models and nonlinear analytical formulation. The analytical model was established based on the principle of virtual work and nonlinear ring theory, assuming small strain and finite rotation. It showed that the analytical and numerical simulation results agreed with the experimental results. The influence of major parameters of the problem was also studied based on the full-scale lined pipe. Amongst other findings, manufacture-related plastic hardening is shown to affect the load-carrying capacity and the growth of separation during lateral collapse.     

典型道路塌陷探测方法应用及原因分析

我国城市化快速扩张，道路塌陷事故呈多发、频发、复发态势，严重威胁社会安全，造成不良社会影响。在建设韧性城市大背景下，预防道路塌陷，已成为城市建设管理的重要任务。因此，确定有效地进行道路塌陷的探测方法、分析典型道路塌陷的原因具有重要的现实意义。通过对某一典型区域产生空洞前后的物探数据对比，确定探测方法的适用性;通过管道内窥检测、道路沉降监测对塌陷发展过程进行分析，并提出相关建议，为道路塌陷防治提供基础依据。     

深埋TBM隧洞岩性界面区围岩破坏特征与支护技术研究

为保证深埋TBM隧洞岩性界面区域的安全、高效施工，综合应用现场调查、微震监测等手段开展顺隧洞轴向岩性界面区域的围岩破坏特征、微震活动特征研究，并在此基础上开展岩性界面区域破坏围岩支护技术研究。研究结果表明： 1）由于岩性界面区域应力集中，开挖卸荷后围岩更容易破坏，且隧洞围岩南硬北软的特征导致不同类型的破坏以蚀变带为界分布在隧洞两侧，破坏分布具有明显的区域性； 2）岩爆、结构型塌方破坏与微震活动具有良好的空间相关性； 3）当岩爆等级较低时，以结构型塌方为主体进行支护，随着岩爆等级升高，支护及防控的主体逐渐过渡为岩爆。