正台阶环形开挖法有限元模拟

正台阶环形开挖法是针对不良土体的一种常用的开挖方法,对IV级和V级围岩进行正台阶环形开挖法的有限元数值模拟。结果表明:在较差的围岩情况下,正台阶环形开挖法环状开挖受力较为均匀,但对于沉降的控制一般,对于沉降控制要求较高的地段应谨慎使用;对于围岩岩质较差但不需要控制沉降的地段,正台阶环形开挖法环状开挖留核心土法有较明显的优势。     

基于改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型的表面裂纹扩展规律预报

很多学者对表面裂纹形状变化规律进行了研究,但是理论上仍存在较大缺陷,因此现有方法预报结果的准确性有待考察。文章作者们提出了一个改进的统一疲劳裂纹扩展速率模型,本模型合理考虑了材料的非线性效应和裂纹前缘的三维约束效应及三维约束大小在前缘各点的分布函数。通过引入等效厚度的概念及法线方向扩展的假定较好地考虑了裂纹前缘各点对扩展之后形状比变化规律的影响,预报得到的裂纹前缘形状能够观察到明显的边界点扩展滞后现象,同时本模型预报结果与试验结果及传统模型预报结果进行了比较,证明本模型提高了表面裂纹扩展规律预报的精度。     

轴向荷载作用下K型管节点焊缝周围应力分布的参数公式

应用分区产生网格的方法产生了K型节点的有限元模型,计算了在轴向荷载作用下K型节点焊缝周围的热点应力分布情况,并与相关试验结果进行对比分析,验证了所提出的有限元模型的可行性和准确性。通过对1152个K节点模型分析,研究了几何参数对K型节点焊缝周围热点应力分布的影响,发现在几何参数取不同值时热点应力的分布随几何参数的变化发生改变,而且热点应力的位置也随着几何参数的变化在冠点和鞍点之间移动。并在此几何参数分析的基础上,提出了K型节点焊缝周围应力集中系数分布的参数公式,并对参数公式进行了误差分析。对于绝大多数K节点模型,拟合得到的参数公式所计算的焊缝周围应力分布结果是精确可靠的,所以提出的参数公式为工程中K节点疲劳设计和分析提供了参考方法。     

爆炸消除焊接残余应力的数值模拟

焊接残余应力及其控制技术是重大工程结构物(例如反应堆、潜艇等)建造中关注的核心问题之一。爆炸法消除残余应力是近年来发展起来的高效、低成本的1种新技术,但对其机理的研究仍然相当缺乏。本文利用非线性有限元软件ABAQUS对爆炸消除焊接残余应力技术进行了数值模拟,同时考察了焊缝中夹杂的裂纹缺陷对爆炸载荷的响应。研究对象为70 mm厚的超厚钢板对接焊缝,焊接坡口为X型。本文主要完成了以下2项研究工作。1)将盲孔法测得的焊接残余应力分布预置到模型中,计算了爆炸载荷作用下不同布药方式时焊接残余应力的再分布,并将其与对应的实测结果进行比较。研究结果表明,金属材料的塑性流动是爆炸消除焊接残余应力的根本因素。2)在模型的焊缝区引入面状裂纹来表征焊缝中的凝固裂纹,利用ABAQUS用户自定义子程序开发的基于虚拟裂纹闭合法的三维断裂单元,计算能量释放率对爆炸载荷的响应。研究结果表明,爆炸载荷并不一定会导致裂纹的扩展。因此,本文的研究方法和结果对于爆炸消除焊接残余应力在工程应用领域具有指导意义。     

隧道开挖中的应力旋转和裂隙塑性变形问题研究

通过对隧道开挖过程进行三维数值模拟,分析了隧道开挖过程中主应力方向的旋转变化,研究了主应力旋转与隧道裂隙塑性变形的关系,验证了"考虑应力主轴旋转的广义塑性原理"的正确性,并将数值模拟结果和相关试验成果进行了对比,得出了一致性的结论。研究结果表明,应力旋转基本在隧道开挖前后10 m左右的距离内完成,隧道开挖过程中的应力旋转可以引起裂隙塑性变形的突变,且对竖向和斜向裂隙的影响较大;可以根据应力旋转的变化规律合理地选择支护时机,依据应力旋转对裂隙的影响对隧道的重点部位进行超前加固。     

可回收锚索锚固段应力分布及锚固长度研究

以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律．研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态进行锚固段长度设计的方法,并应用到锚索支护参数设计中．工程实践表明,所提出的锚索锚固段长度设计方法是合理可行的．     

公路隧道初期支护结构与围岩特性分析

以湖北某高速公路隧道为工程背景,针对IV级围岩,利用有限元程序,通过数值模拟的方式,分析了采用台阶开挖和环形开挖时初期支护结构的变形和应力特征,结果表明:采用环形法所产生的应力和位移总体较台阶法小,从安全的角度考虑,环形开挖较好.此外,在初期支护后,应该对隧道的局部位置进行加强处理,以免出现初期支护的局部破损、降低其整体性.     

橡胶沥青同步碎石应力吸收层的设计研究

针对橡胶沥青同步碎石应力吸收层的使用特性,在McLeod经验设计法的基础上,提出了以抗剪强度作为力学设计指标,并形成了橡胶沥青同步碎石应力吸收层的力学—经验设计法,同时给出设计示例;对采用两方法设计的应力吸收层进行了性能对比。研究结果表明:力学—经验法设计能设计出具有更高的抗剪强度、抗拉强度和动稳定度的同步碎石应力吸收层,值得推广应用。     

橡胶沥青在道路中的应用概况

橡胶沥青混合料较传统沥青混合料具有减薄路面、降低噪音和延长道路使用寿命的技术经济优势,在我国的道路工程中具有广泛的应用,如橡胶沥青应力吸收层、橡胶沥青抗滑表层、半柔性路面等。介绍了橡胶沥青的生产工艺、技术指标和物理性能的影响因素、橡胶沥青混合料在道路工程中的推应用情况及不足之处。