基于两阶段法的堆载对公路桥梁桩基础影响分析

首先基于布西奈斯克解,将表面作用有集中荷载时半无限弹性体的应力变形解在荷载作用区域利用复合辛普森公式进行数值积分,得到了表面处于不同形式的分布荷载作用下土体自由场水平及竖直方向应力和变形的计算公式。结合有限差分法及Mindlin位移解分别推导出弹性地基中桩顶作用有集中荷载时单桩桩、土单元的位移,两者结合便得到主动桩的分析方法。通过将堆载作用下的土体自由场位移施加于桩上把上述自由场分析及主动桩分析结合起来,推导出堆载作用下被动单桩的竖向和水平向承载特性的分析方法。选取地表附近作用有矩形均布荷载的计算工况,通过与有限元计算结果的对比验证了所提出的分析方法的正确性;将所提出的方法计算结果与某处工程案例中实测数据结果进行对比,分析表明利用该方法分析堆载对邻近桩基的水平及竖向影响是合理可靠的。     

中阶煤有效弹性力学性质研究

煤的力学性质是制定钻完井与煤层气开发方案和工程措施的重要依据,也是影响煤层气储层改造效果的重要因素。煤内部含有大量的内生裂隙、构造裂隙和微孔隙,在不同应力条件下其力学参数具有显著差异。目前关于煤在不同应力条件下的有效力学参数变化规律及其内在原因的研究成果还较为欠缺,通过三轴压缩试验,可对不同应力状态下中阶煤有效弹性力学性质进行研究。研究表明,不同应力作用下煤的变形受孔隙、裂隙影响显著;在弹性变形阶段,随着围压的增加,中阶煤的有效弹性模量及有效泊松比有增加趋势,煤的有效弹性模量及有效泊松比与围压间呈非线性关系,且当围压增大到一定程度后有效弹性模量及有效泊松比趋于恒定。对应力状态影响煤有效弹性力学性质进行分析,给出了基于三轴压缩试验的含张裂缝中阶煤有效弹性模量及有效泊松比经验公式,同时对公式的适用性进行了分析。     

矩形巷道孔边应力的弹性分析

对已有的矩形巷道孔边应力研究成果进行了归纳,并提出其存在的问题。在此基础上,利用隧洞围岩应力复变函数分析法中的解析函数通式和单位圆外域-洞室外域共形映射函数计算方法,计算了不同跨高比和侧压力系数下的矩形巷道孔边应力,分析并获得了其对孔边应力分布的影响规律。给出了原岩垂直应力分量 和水平分量 单独作用下矩形巷道顶板和侧帮中点的应力集中系数,并与相关研究结果进行了比较分析,结果表明,矩形巷道的计算断面与理论断面边界线间的误差对孔边应力计算值有较大的影响。采用共形映射函数计算方法获得的计算断面更逼近理论断面,采用解析函数通式进行围岩应力计算时不产生精度损失,研究成果更接近于矩形巷道理论值,可供巷道设计及围岩稳定性分析作理论参考。     

Numerical study on screening of surface waves using a pair of softer backfilled trenches

Vibration screening effectiveness of a pair of in-filled trenches is numerically studied under conditions of plane strain using PLAXIS 2D in a linear elastic, isotropic, and homogeneous half-space acted upon by a steady-state vertical excitation. Barrier efficiency is analyzed in terms of reduction of vertical and horizontal vibration components with respect to the variations in barrier geometry and in-fill material parameters. The geometric features are normalized with respect to Rayleigh wavelength of vibration in soil. The in-fill trench material is considered to be softer and accordingly assigned lower shear wave velocities than the half-space. Non-dimensional design charts are developed and the key parameters participating in wave screening process are identified. Some recommendations are made regarding the optimal selection of these parameters. Comparison with a few published results shows close agreement. Such an isolation scheme may be advantageous in circumstances where a single trench requires unrealistic depth.     

水库蓄放水对库底岩石介质弹性波速影响的数值模拟

为了解水库水体加、卸载及渗透过程中,库底岩石介质有效应力变化对弹性波速的影响,以及弹性波速变化与孔隙压力、有效应力变化之间的定量关系,以四川省紫坪铺水库为例,在前期已建立库区地质构造与水文地质结构模型,并推导出岩石介质变形与流体渗流耦合数学模型的基础上,进一步建立了有效应力对岩石弹性波速影响的数学模型,利用有限元方法定量计算了库底岩石介质的孔隙压力、附加有效应力和弹性波速的变化。结果表明:在水库水体加、卸载及渗透过程中,地下岩石介质弹性波速增量值的变化并不明显,最大变幅仅为±0.013km/s,变化范围主要集中在库底5km以上的局部区域;弹性波速增量值与附加有效应力变化同步,与水库水位变化形态相似;不同观测点弹性波速变化量的大小与埋藏位置、深度及附加有效应力的变化幅度有关,同一观测点,弹性纵波波速变化幅度大于弹性横波波速。文中数值模拟的结果与一些学者通过环境噪声方法获得的紫坪铺水库附近区域相对波速变化的反演结果在变化形态上大体一致,但变化幅度略有差异。     

Time-harmonic response of transversely isotropic multilayered half-space in a cylindrical coordinate system

With the aid of the analytical layer-element method, a comprehensive analytical derivation of the response of transversely isotropic multilayered half-space subjected to time-harmonic excitations is presented in a cylindrical coordinate system. Starting with the governing equations of motion and the constitutive equations of transversely isotropic elastic body, and based on the Fourier expansion, Hankel and Laplace integral transform, analytical layer-elements for a finite layer and a half-space are derived. Considering the continuity conditions on adjacent layers׳ interfaces and the boundary conditions, the global stiffness matrix equations for multilayered half-space are assembled and solved. Finally, some numerical examples are given to make a comparison with the existing solution and to demonstrate the influence of parameters on the dynamic response of the medium.     

边坡加固中预应力锚索地梁内力计算

根据 Winkler假定 ,利用结构力学理论建立了锚索地梁的力学模型。用 V isual C + + 编制了相应软件 ,并计算了一个实例。 计算结果表明 ,该力学模型实用可靠 ,可推广使用。     

地球深部物质科学——在静高压大腔体实验研究方面的某些进展

介绍近年来使用静态超高压大腔体实验技术 ,在模拟地球内部的高温高压条件下 ,对地球物质进行的若干物理和化学性质的实验研究。高压同时高温条件下多种岩石样品的弹性波速就位测量揭示出物质的声软化现象和振幅效应 ;高温高压下陨石和岩石的熔融结晶实验发现了陨石硅酸盐相的不混溶现象以及玄武岩熔体结构的变化 ,在玄武岩转变为榴辉岩的实验中观测到了刚玉相 ;在高温高压水的实验中 ,发现了冰 Ⅶ 的亚稳相和熔融前效应以及超临界水及其稀溶液的一些新性质。这些实验结果为探索地球深部物质的性质和状态以及迁移和演化提供了新的依据。     

湖南道县辉长岩包体的组构与波速各向异性研究及其意义

辉长岩包体的主要造岩矿物斜长石、单斜辉石的组构测定结果表明 :条带状辉长岩的斜长石组构为结晶b轴的优选定向 ,推测其成因是在重力作用占主导并伴有低应力的情况下形成的。宏观呈块状的辉长岩 ,在微观组构上仍有定向线理存在。经由组构、岩石密度、矿物组成计算得到的理论波速各向异性与实测波速得到的一致 ,从而表明地震波的各向异性对矿物组构的强烈依赖性。推测道县辉长岩包体的波速各向异性反映了下地壳地震波的一般特征。其组构特征反映了该区中、新生代下地壳的变形特征。     

用邦德矩阵法推导各向异性介质的弹性常数

弹性波各向异性介质是描述地球内部物质的比较符合实际的一种模型 ,而其弹性常数的个数是研究地震波传播特性的关键所在。横向各向同性介质 (TI)及裂隙各向异性介质 (EDA)均可视为具无穷次对称轴的介质 ,在此假设基础上 ,利用邦德矩阵法能够方便快捷地推导出具有五个相互独立常数的弹性刚度矩阵