摘要：研究目的:推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点:基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法:通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型(图1),然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序(图2)验证了推导公式的正确性。重要结论:基于前人研究基础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。

摘要：传统桩基局部冲刷坑模型主要采用对称形态的坑体来分析,然而实际问题中局部冲刷坑体常为非对称,这使得桩基处于更不利的状态。评价桩基承载力的关键之一是合理计算冲刷坑造成的土体应力状态变化。而对于桩周形成非对称冲刷坑时土体应力变化,目前仍然没有较为完善和严格的理论分析方法。针对该问题,根据已有试验得到的非对称局部冲刷坑形态,提出非对称冲刷坑内土体应力计算的平面应变简化模型;并基于弗拉曼解在半无限空间中的应用,将冲刷坑以上土体看做荷载并引起土体内应力重分布,得到非对称冲刷坑下土体应力分布计算的平面应变解析解。通过有限元中的"生死单元法"模拟非对称局部冲刷坑的形成过程,并将有限元得到的冲刷坑内土体应力结果与解析解计算结果进行对比,验证解析解的正确性。随后基于该方法考虑桩尺寸的影响,得到非对称局部冲刷坑形成后桩周土体的垂直及水平有效应力计算方法,并与有限元计算结果进行了对比。结果表明:在考虑桩尺寸时,解析解计算结果略保守。在此基础之上,对非对称冲刷坑参数的敏感性进行分析,指出桩上、下游侧冲刷深度差值对桩周土体的应力影响较大,得到了非对称冲刷坑下桩周土体的垂直有效应力及水平有效应力差的变化规律,研究结果可为工程设计提供参考。

摘要：为响应国家“绿水青山就是金山银山”的发展理念,对废弃矿坑的开发再利用成为热点,而采用合理的稳定性评价方法对废弃矿坑边坡加固设计是后续工作的关键。但这类矿坑边坡通常形状近似圆形或椭圆形,三维空间效应不容忽略,基于传统平面应变假设的简化方法对其进行稳定性分析似乎不太合理。在FLAC3D强度折减法的基础上,提出了一种针对近似圆形矿坑边坡稳定性分析的轴对称模型简化计算方法。基于计算结果的对比分析表明:(1)对于这种类似圆形凹坡,轴对称模型计算的安全系数比传统平面应变模型更准确,减少了计算时间,并且轴对称模型对于各种复杂程度不同的边坡类型同样适用;(2)轴对称模型计算的安全系数与三维模型计算的安全系数非常接近,而传统平面应变模型计算的安全系数偏于保守;(3)将轴对称模型计算结果与现有研究对比,表明两者结果相符,并将其进一步应用于长沙冰雪世界项目矿坑边坡加固工程的稳定性分析中,证明其可为类似工程的边坡稳定性评价提供参考。

摘要：为了探索有限元分析模型的合理性,为波形钢板结构分析和内力计算提供可靠依据,以实际工程为依托,论述将三维实体模型简化为平面模型时板体刚度和荷载折减系数对模型的影响,并考虑土体参数及结构参数,采用平面应变模型在ANSYS有限元分析软件上建立有限元分析模型,用以分析结构受力状态。利用土体弹塑性模型、结构线弹性模型和考虑土体与结构间接触问题的综合分析方法对低拱型波形钢板桥梁的应力应变状态进行探索,并将分析结果与CHBDC(加拿大桥梁设计规范)设计方法进行对比,总结结果不同的原因和简化模型的合理性。最终确定采用平面应变模型对波形钢板结构进行简化分析。

摘要：赣州蓉江新区凤岗大道至蓉江四路过江隧道穿越章江,是一座地质情况复杂、覆岩厚度薄、覆跨比极小的小净距矿山法施工的水下隧道,也是江西省第一座、国内第七座矿山法施工的过江隧道。本文通过对荣江四路隧道在过江段的设计实例进行总结,论述矿山法隧道在过江段的主体结构设计以及内力计算结果等,为今后类似工程设计拓宽了思路。

摘要：随着城市交通基础建设的用地越来越紧张,隧道与路基并线设计与施工现象越来越多。以镜水路南延工程(路基)与杭绍台高速公路(隧道)并线施工为依托,根据工程特点与施工便利性,提出了先隧后路、先路再隧、部分开挖路堑,再施工隧道,待隧道支护完成且贯通后,再开挖剩余边坡的3种施工方案,并通过二维平面应变模型对施工方案进行优化。结果表明:采用不同施工方案对围岩变形具有较为明显的影响,采用先隧后路时,围岩变形最小;对支护结构受力、围岩塑性区具有一定影响,采用先隧后路时,支护结构受力极差较小,受力较为均匀,充分发挥支护承载能力,有利于结构安全。采用先路再隧时,塑性区范围较小,但大部分发生塑性破坏。通过综合各种因素考虑,先隧后路优势较为明显。本方案可为类似的工程的规划、设计与施工提供参考。

摘要：针对新设桩基对既有隧道的影响,分别采用三维实体模型和平面应变模型进行分析,并结合平面应变问题的基本理论和附加应力扩散原理,说明平面应变分析的不足和三维分析的合理性,同时利用对称性讨论三维模型的简化问题。

摘要：基于桩端土的锥形虚土桩模型,研究端土应力扩散效应对楔形桩扭转振动阻抗的影响。首先将桩侧土和桩端土划分多个薄层,采用平面应变模型求解得到桩(虚土桩)侧土的剪切复刚度,然后利用Laplace变换技术和阻抗函数递推法得到虚土桩顶部阻抗,并将其作为楔形桩的实际支撑刚度,进一步推得楔形桩桩顶扭转振动阻抗频域响应解析解;最后,分析虚土桩扩散角对楔形桩扭转振动阻抗的影响。研究表明:随着虚土桩扩散角的增大,楔形桩桩顶扭转动刚度逐渐增大,动阻尼逐渐减小。