摘要：In view of incomplete probability information multi-objective question, it used probabilistic perturbation method and Edgeworth series technique to study reliability optimization design. The first four moments of basic random variables are known under condition. It used the Ant Colony Algorithm to design cutting head roadheader, the optimized result indicated that cutting head load fluctuation and compared energy consumption were reduced obviously at the same time. This result enhanced roadheader operational reliability and energy effectively.

摘要：针对琼州海峡大埋深和高水压海底隧道管片设计问题,采用有限元数值方法模拟了混凝土管片的内力分布特性.研究表明,管片的最大轴力和弯矩随着隧道的埋深和直径的增加而增加,而随着土层泊松比的增加而减小.管片的最大弯矩位于隧道的顶板和底板处,最大轴力位于隧道两侧的直墙部位.基于有限元计算的管片内力分布与组合以及混凝土结构设计规范,实现了混凝土管片的截面设计.研究结果表明:琼州海峡海底盾构隧道管片不同于一般的地铁盾构管片,弯矩和轴力非常大,需进行双排配筋.

摘要：为探究隧道管片在地层作用下承受的内力,分别采用解析法和有限元方法对盾构隧道管片的内力分布特性进行了模拟分析,并且对两种计算方法得到的混凝土管片内力分布特性进行了比较分析.计算结果表明:有限元方法得到的管片内力分布与解析方法得到的结果相同,但在最危险的位置有限元法得出的结果偏大30%.根据有限元模拟分析得到的最大弯矩和最大轴力以及混凝土结构设计规范,完成了盾构隧道管片配筋设计.

摘要：以北京地铁四号线和武汉长江隧道工程为例,对其隧道管片接头接触特性进行精细三维有限元数值模拟,研究了隧道管片及其接头的应力应变分布,管片接头部分的接触状态、接触压力、接缝张开量.研究表明:隧道管片最大应变位置集中在管片螺栓手孔位置和接头受压区.随着接缝张开量的逐渐增大,接头部分由全断面接触状态变化到存在较大接缝张开量状态的过程中,接触应力分布线由以螺栓孔为中心的圆弧线逐渐变化到平直状态,最大应力值逐渐变大.计算结果表明:北京地铁与武汉长江隧道管片接头的张开比例分别达到50%和75%,研究成果为混凝土管片接头个性化设计提供依据.

摘要：混凝土结构设计原理课程是以理论力学、材料力学、弹塑性力学和概率论与数理统计理论等基础课程理论为基础。材料力学中的最大切应力理论、最大伸长线应变理论和平截面变形假定是推导混凝土梁极限承载力模型的基础。以概率论与数理统计理论指导,混凝土结构设计理论从经典的容许应力设计法发展到破损阶段设计法、极限状态设计法、以概率理论为基础的极限状态设计法。融会贯通学生3年所学到的数学和力学基础理论,使得混凝土结构设计原理课程理论联系实际,培养学生学习的主动性和自主学习能力。

摘要：根据隧洞围岩和混凝土衬砌的基本力学特性,采用有限元方法模拟计算混凝土衬砌的内力分布特性。计算结果表明,在弯矩和轴力共同作用下,在隧洞顶板跨中和底板的跨中以及直墙大部分,混凝土衬砌内表面为受拉状态;而在拱肩和直墙与底板相交的拐角,混凝土衬砌内表面为受压状态。有限元数值模拟结果表明,随着岩层弹性模量的降低,隧洞混凝土衬砌弯矩最大值增加。混凝土衬砌配筋设计结果表明,拱顶和直墙的大部分可以按照构造配筋;拱肩和直墙与底板相交的拐角需要计算配筋。

摘要：根据岩石Drucker-Prager塑性屈服准则和岩石的力学特性,利用ABAQUS软件建立岩石隧道掘进机(TBM)滚刀破岩的有限元模型,并模拟了滚刀的破岩过程,分析了滚刀破岩机理。模拟结果表明,不同的滚压深度对岩石破碎具有不同的效果。对于所选定的岩石力学参数,当滚压深度为4.8 mm时,岩石出现破碎。这对改进刀盘参数的设计,提高掘进效率具有一定的指导意义。

摘要：为了研究翻车机主梁钢结构疲劳特性,建立了翻车机的有限元计算模型,确定了其荷载和边界条件。有限元数值模拟了翻车机在卸煤过程中的应力分布特性。数值模拟结果表明,翻车机在卸煤过程中,其关键部位的名义应力幅值最大值为123.8 MPa,以该值作为翻车机疲劳计算的依据,分别基于我国、英国和国际焊接协会(IIW)的钢结构疲劳设计规范,比较分析了主梁钢结构疲劳特性。结果表明,基于IIW、我国和英国的钢结构疲劳设计规范得到的翻车机疲劳寿命分别为289万次、366万次和425万次。3种规范计算所得到的翻车机疲劳寿命最大相对误差为47%。

摘要：基于Drucker-Prager屈服准则,采用有限元方法模拟计算了完整和含有结构面岩石边坡的抗滑稳定性问题。研究结果表明,完整岩石边坡的抗滑稳定性主要与岩石的内聚力和内摩擦角有关,在极限状态下,边坡滑弧的形态近似为圆弧,并且滑弧通过边坡的坡脚。当岩层结构面近似平行于边坡,且靠近边坡可能滑弧塑性区时,与完整岩石边坡相对比,会改变原来塑性屈服区的形状,使得边坡的抗滑稳定性安全系数降低。当岩层结构面近似与边坡垂直时,与完整岩石边坡相对比,对原来塑性屈服区的形状和安全系数基本没有影响。

摘要：考虑盾构隧道施工中产生的地层损失,采用有限元法模拟了不同地层损失率条件下的盾构隧道管片的内力分布。将有限元模拟的盾构隧道施工引起的地表沉降与现场观测值的对比,确定了某地铁隧道施工引起的地层损失率。有限元模拟分析结果表明,地表的最大沉降近似与地层损失率成正比。根据有限元模拟分析结果,建立了隧道管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力与地层损失率的映射关系。与不考虑地层损失率相对比,实际的管片最大弯矩、最大轴力和最大剪力分别下降了22%,22%和75%。不考虑地层损失率计算得到的管片内力进行管片配筋设计是过分保守的,忽略了地层损失引起的地应力释放,同时在经济也是不尽合理的。