摘要：采用理论力学方法,将辐照监督管结构拔插系统简化为弹簧球模型。在接触面上运动时,弹簧球的平衡与拔插力、配合尺寸过盈量、摩擦系数、弹簧刚度以及接触表面形状相关。通过建立该弹簧球模型的平衡方程,获得拔插力计算的解析解。结果表明,相对于有限元分析,应用解析解可以快速有效地优化结构设计,确定相关因素敏感性。

摘要：考虑桩—土在刚度、渗透性等方面的差异,建立端承型CFG桩—筏复合地基轴对称固结模型,推导桩间土的固结方程,并给出“单级等速加载”情况下固结方程的解析解;应用该解析解结合工程实例进一步研究置换率、桩—土压缩模量比、加荷速率地基设计参数对固结特性的影响。结果表明:桩的作用增大复合地基等价固结系数,固结速率随置换率、桩—土压缩模量比、加荷速率的增大而提升,该工程软土地基的置换率和桩—土压缩模量比适宜范围分别为0.03~0.06和100~150。

摘要：针对圆形水工隧洞,采用统一强度理论和弹脆塑性模型,考虑了不同工况下主应力顺序变化、不同拉压模量、中主应力以及软化等因素的综合影响,推导了圆形水工隧洞问题的弹塑性解答,探讨了不同拉压模量比、中主应力等对隧洞临界压力以及极限压力的影响.算例分析结果表明,对于圆形水工隧洞应正确考虑不同工况下第一主应力的变化,且应重视拉压模量差异的影响,传统的压力隧洞弹塑性解答假定岩土体具有相同的拉压模量,使得工程设计偏于保守,考虑拉压模量的不等可以更真实的反映岩土材料的力学特性,以期达到设计经济和安全.该结果为水工压力隧洞的弹塑性分析提供了理论依据,对工程设计具有一定参考价值.

摘要：考虑地层-结构相互作用的拟静力法广泛应用于隧道抗震设计和分析,而以拟静力法为基础推导出的解析解则更是备受工程设计人员所青睐,但现有解析方法仅适用于圆形或矩形隧道。以均质地层中的任意形状深埋隧道为对象,将衬砌简化为均质地层中的壳体,并考虑隧道内部中隔墙的影响,建立了远场剪切波作用下隧道结构和地层各自的控制方程,结合地层与结构之间不滑移和全滑移两种典型接触边界,运用复变函数及保角映射方法,推导出均质地层中任意形状深埋隧道地震响应的解析解。通过与有限元基准模型在相同计算条件下的结果对比,验证了本文解析方法的正确性。最后应用该解析表达式开展多工况参数化分析,揭示了地层–结构相对刚度比和中隔墙厚度等因素对不规则断面隧道结构的地震响应的影响规律。结果表明:隧道结构内力响应随地层-结构相对刚度的增大而增大,而位移响应则相反;不滑移条件下隧道的内力响应要大于全滑移条件的内力响应,而位移响应相比全滑移条件则较小;与不考虑中隔墙的隧道相比,当中隔墙厚度大于隧道衬砌厚度1.5倍时,中隔墙的存在将显著增大衬砌的最大内力响应。

摘要：除湿器是溶液除湿空调系统的重要组成部件。在已有叉流热质交换模型的基础上,通过合理简化给出了空气焓值、溶液等效焓值在除湿器内部的分布情况以及全热效率的解析解。解析解得到的焓值场分布情况与精确数值模型差分离散求解结果进行了比较,解析解得到的全热效率采用叉流除湿装置的实验结果进行验证,解析解与数值求解结果和实验结果很好的符合。该解析解可用于叉流除湿器的设计计算,也为叉流除湿器的场分布优化提供了条件。

摘要：扼要介绍笔者最近20a研究出的一种简明数学理论,此理论可广泛适用于推导功能梯度包括多层非均匀材料中三维弹性力学问题的解析解。此种梯度非均匀材料在工程和科学各领域有广泛应用。也介绍一些应用此理论的成果,这些应用包括弹性动力学、热弹性力学、煤层开挖引起的地表移动、道路结构设计和强度评价、静力触探、土-水耦合固结基础沉降以及断裂力学。

摘要：基于西原模型,假设黏塑性体的偏应变张量的一阶导数与瞬态偏应力张量和稳态偏应力张量之差成正比,得到围岩黏塑性区的本构方程。采用拉普拉斯变换与逆变换,推导了圆形隧道黏弹-黏塑性解析解。当t?0时,该解退化成线弹性本构模型的解答;当t??时,该解退化成理想弹塑性本构模型的解答。通过工程实例,分析了围岩位移场、应力场和黏塑性区半径随时间的变化规律。当支护力保持不变时,围岩不同位置位移、围岩黏塑性区半径将随时间增长而持续增大并趋于稳定;围岩黏弹-黏塑性特征对径向应力和黏弹性区切向应力影响较小,对黏塑性区切向应力影响较大,越靠近洞壁处,切向应力随时间变化越剧烈。此外,不同支护力作用下洞壁处的切向应力在支护初期均较大,因此应采用及时支护的策略;考虑到围岩黏弹-黏塑性特征对支护力的影响,建议采取让压支护技术以保证围岩和衬砌的稳定性。

摘要：为防止冻害,寒区隧道的设计需考虑冻胀力荷载。阐明寒区隧道围岩的不均匀冻胀性,推导考虑围岩不均匀冻胀性的寒区圆形隧道冻胀力解析解。围岩不均匀冻胀系数k=1时,本文解退化为赖远明围岩均匀冻胀时的弹性解。理论分析和计算分析表明,围岩均匀冻胀情况下,圆形隧道衬砌不会受到冻胀力作用。赖远明算例中计算得到冻胀力,是由于其采用的冻结围岩弹性模量小于未冻结围岩弹性模量,这与工程实际情况相反。其他冻胀力解析解采取了特殊的假定,而这些假定与工程实际情况相差较大,造成了计算所得冻胀力偏大。围岩不均匀冻胀性是引起寒区隧道围岩中冻胀力的重要原因,在合理的围岩弹性模量和不均匀冻胀系数取值范围内,解析解的计算结果和实际情况吻合较好。随着围岩不均匀冻胀系数k的增大,衬砌受到冻胀力作用,冻胀力的量值随k值增大而增大。当k值一定,冻胀力与冻结围岩弹性模量与未冻结围岩弹性模量的比值EII/EIII呈反比线性关系。

摘要：在实腹钢梁或钢桁架下部张拉预应力高强钢索形成预应力张弦梁结构,然而钢索的预应力对温度变化敏感,因此火灾是危及张弦梁结构安全性的重要灾害,求解高温下结构的力学特征解析解是进一步研究其火灾安全性能的理论基础。考虑高温下钢材材性的衰减、非线性热应变以及几何形变的耦合,建立张弦梁结构高温下梁单元与索单元建立基本平衡微分方程,分别推导出在均布荷载作用下张弦梁结构在均匀温度场及非均匀温度场中,结构跨中挠度、预应力索水平张力和撑杆轴力的解析解;并且基于张弦梁结构力学特征解析解,对比分析了张弦梁结构热力耦合数值分析模型的可靠性,可为后继设计张弦梁受火试验方案及研究其受火破坏机理提供参考。

摘要：震害调研表明,活动性断裂带区域的隧道灾害最为严重。针对错动作用下穿越活动性断裂带隧道的纵向响应进行了研究,推导了隧道纵向力学响应的解析解并进行了验证。考虑断裂破碎带围岩力学性质较差且处于错动变形的主要影响区,将隧道沿纵向进行分区,包括错动影响区、过渡影响区和非影响区。采用Pasternak双参数弹性地基梁,假定不同分区的地基参数和计算模式不同,建立了满足变形和内力连续的隧道纵向力学解析模型并进行了求解。解析计算结果与数值模拟结果、室内试验数据基本一致,验证了解析解的正确性。结果表明:错动作用下,活动性断裂带区域的隧道内力和变形发生了显著变化;隧道纵向挠曲变形与错动方向一致,但在断裂带与上下盘交界区域发生了反向的挠曲;在正断层错动下,纵向弯矩在断裂带与上下盘交界区域达到最大值,且上、下盘区域的隧道拱顶分别出现受拉和受压区域;断裂带区域内的剪力远大于其他区域,且受到较大弯矩,隧道结构易发生破坏。上述计算结果与实际调研结果相一致,表明了提出的解析计算方法可用于活动性断裂带错动下的隧道纵向响应分析。最后,针对地基系数和断裂带宽度两个关键参数进行了敏感性分析,得到了有益规律,可为该类区域的隧道设计和施工提供技术支撑。