国家自然科学基金(51379113)
- 作品数：21 被引量：139H指数：8
- 相关作者：王兆清李树忱谢璨晏勤李金更多>>
- 相关机构：山东建筑大学山东大学中交第二公路勘察设计研究院有限公司更多>>
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- 相关领域：理学建筑科学交通运输工程矿业工程更多>>
- 复杂条件下深基坑多层支护方法及数值模拟研究被引量：15
- 2018年
- 海相沉积土岩复合地层,其上部淤泥质土承载力低易变形,合理选择支护方式对此条件下深基坑工程的稳定性显得尤为重要。而对于建筑物密集的区域,施工场地狭小,满足不了台阶式支护等对施工场地的要求,因此该文针对此种复杂地质条件,提出了多层支护结构的深基坑支护方式及其数值分析方法。运用有限差分软件FLAC^(3D)实现了多层支护结构的数值模拟,分析了采用不同支护结构时深基坑围护桩桩体挠曲位移、桩顶水平位移和竖向位移的变化规律。结合现场试验、监测数据研究了深基坑多层支护结构的变形特性和支护作用。与传统深基坑支护形式对比,多层支护结构能减少20%的锚索用量(密度上),优化了支护方式。研究成果对海相沉积土岩复合地层条件下的深基坑工程具有重要的理论和工程指导意义。
- 蔡建军谢璨李树忱李术才赵世森
- 关键词：深基坑复合地层纤维混凝土
- 平面弹性问题的位移-应力混合重心插值配点法被引量：4
- 2018年
- 提出数值分析平面弹性问题的位移-应力混合重心插值配点法。将弹性力学控制方程表达为位移和应力的耦合偏微分方程组,采用重心插值近似未知量,利用重心插值微分矩阵得到平面问题控制方程的矩阵形式离散表达式。使用重心插值离散位移和应力边界条件,采用附加法施加边界条件,得到求解平面弹性问题的过约束线性代数方程组,应用最小二乘法求解过约束方程组,得到平面弹性问题位移和应力数值解。数值算例结果表明,重心Lagrange插值方法的计算精度可达到10^(-10)量级。位移-应力混合重心插值配点法的计算公式简单、程序实施方便,是一种高精度的无网格数值分析方法。
- 王兆清张磊徐子康李金
- 关键词：弹性力学问题微分矩阵配点法
- 膨胀性黄土隧道钢拱架–格栅联合支护力学特性研究被引量：39
- 2017年
- 为了研究膨胀性黄土隧道围岩与支护结构作用机制,解决膨胀力作用下的隧道支护难题,利用弹性薄壳理论建立了联合支护的力学分析模型,引入等效截面法和膨胀力参数得到了改进的围岩–支护特征曲线。基于上述模型和方法,对该黄土隧道初期支护的力学特性进行分析,提出适用于膨胀性黄土隧道的"格栅拱架+钢拱架+喷射混凝土"联合支护方式。结果表明:所建立的模型和方法对膨胀围岩条件下初期支护的力学特性分析具有较好的适用性,从理论角度解释该隧道原始初期支护发生破坏的原因;与"钢拱架+喷射混凝土"和"格栅+喷射混凝土"支护方式相比,提出的联合支护方式在膨胀性黄土隧道中更具优势,充分发挥了不同材料的承载特性,保证了隧道的稳定性。
- 李树忱晏勤谢璨吴静
- 关键词：隧道工程联合支护
- 锚杆加固作用下圆形隧道复合岩体围岩特征曲线解析方法研究被引量：20
- 2017年
- 传统收敛约束法中通常将锚杆作为支护结构求解独立的支护特征曲线,但是锚杆无法构成单独的支护体系,需和围岩共同作用形成承载体系。基于隧道开挖弹塑性力学解析解,考虑锚杆对围岩的加固效应,通过均匀化方法,推导了锚杆加固作用下的圆形隧道复合岩体围岩特征曲线解析解。将所推导的解析解与数值计算结果进行对比,结果表明:推导的锚杆加固作用下复合岩体围岩特征曲线解析解与FLAC^(3D)计算结果吻合较好,说明将锚杆与围岩作为复合承载体系是合理的,同时说明该方法的准确性。通过对比有无锚杆支护状态下的围岩特征曲线,说明了锚杆对围岩变形具有较好的控制作用。该解析解考虑锚杆的预应力和支护时机,为锚杆加固作用下的隧道稳定性分析提供了相对简单快速的计算方法。
- 晏勤李树忱谢璨王曼灵丁奎
- 关键词：隧道工程收敛约束法锚杆加固
- 不规则板弯曲问题的重心插值正则区域法研究
- 2015年
- 正则区域法可将不规则区域嵌入规则矩形区域中,能有效解决复杂区域上的偏微分方程的边值问题。文章利用重心插值正则区域法研究不规则板的弯曲问题,分析了在不规则板嵌入的矩形区域上的离散不规则板弯曲问题的控制方程和边界条件,建立了矩形区域内的离散代数方程组;采用最小二乘法对离散代数方程组进行求解,并对不规则板上任意节点的挠度值与其对应的解析解进行了比较与分析。结果表明:重心插值正则区域法的计算公式简单,程序实施方便;利用重心有理插值法可插值得到不规则区域内任意节点函数值,求出不规则板上任意点的挠度值;利用重心插值正则区域法解决任意不规则板的弯曲问题上的计算精度可高达10-8以上。
- 庄美玲王兆清纪思源张磊
- 关键词：配点法微分矩阵
- 基于平面问题的位移压力混合配点法被引量：11
- 2018年
- 引入压力变量,将弹性力学控制方程表达为位移和压力的耦合偏微分方程组,采用重心插值近似未知量,利用重心插值微分矩阵得到平面问题控制方程的矩阵形式离散表达式.采用重心插值离散位移和应力边界条件,采用附加法施加边界条件,得到求解平面弹性问题的过约束线性代数方程组,采用最小二乘法求解过约束方程组,得到平面问题位移数值解.数值算例验证了所提方法的有效性和计算精度.
- 王兆清徐子康
- 关键词：弹性平面问题配点法无网格
- 轨道交通U形梁底板横向抗裂及预应力布置研究
- 2019年
- 针对目前轨道交通U形梁底板横向仅布置普通钢筋的构造特点,为了提高轨道交通U形梁底板横向抗裂性能和安全性能,以青岛地区某无砟轨道交通U形梁为研究对象,采用有限元仿真分析方法,研究U形梁底板横向抗裂和应力分布,并提出一种横向预应力布置方式。研究结果表明:跨中底板的横向拉应力主要由自重和设计荷载引起,而梁端底板的横向拉应力则受纵向预应力、自重等多因素影响。设计荷载作用下,结构最大横向拉应力为1.71 MPa;在1.3倍超载作用下,最大横向拉应力达到2.04 MPa,超过规范要求,结构安全储备较低,横向抗裂性能较弱。布置横向预应力后,U形梁跨中底板底面横向拉应力明显减小,达到-0.117 MPa,且拉应力的分布趋于均匀,结构安全性显著提高。研究结果可为U形梁底板抗裂及横向配筋设计提供借鉴。
- 董旭董旭周海灿邓振全李树忱
- 关键词：U形梁横向应力横向预应力配筋设计
- 极坐标下薄板弯曲问题的重心有理插值法
- 2016年
- 利用重心有理插值配点法(BRICM)研究了极坐标下薄板的弯曲问题,该方法是以重心有理插值近似未知函数强迫微分方程在离散节点处成立,得到微分方程的离散代数方程组,进而采用重心有理插值的微分矩阵将离散代数方程组表达为矩阵的形式。利用置换法施加边界条件,求解微分方程组。数值算例结果表明,该方法在解决极坐标下薄板弯曲问题上公式简单,程序实施方便且计算精度高。
- 庄美玲王兆清张磊纪思源
- 关键词：极坐标重心有理插值边界值
- 隧道二衬顶部缺陷泡沫混凝土填充效果分析被引量：2
- 2017年
- 针对隧道二衬浇筑后其拱顶位置常留有空洞缺陷的问题,介绍了一种利用低密度、低弹模、高变形性的泡沫混凝土新材料填充上述缺陷的新方法。以福建某山岭隧道工程为例,利用ABAQUS软件分析采用该方法后二衬支护结构的安全可靠度。结果显示:该方法能够有效解决二衬结构拱顶位置空洞缺陷的问题,控制围岩拱顶变形,防止二衬结构受力不均与局部受力过大。
- 丁奎李树忱周小勇俞文生马腾飞谢璨晏勤
- 关键词：二衬泡沫混凝土可靠度
- 不同尺寸裂隙岩石损伤破坏特性光弹性试验研究被引量：12
- 2018年
- 为了充分认识试件尺寸与裂隙倾角对裂隙岩石损伤破坏的影响,开展了不同试件尺寸、不同裂隙倾角的光弹性单轴压缩试验。利用反射式光弹仪直观形象地记录试件损伤破坏全过程的彩色条纹变化,基于光学-应力定律计算得到裂隙岩石损伤破坏过程中试件表面的全场应力应变,分析岩石裂隙扩展失稳的尺寸效应及裂隙倾角对岩石强度及破坏模式的影响,研究裂隙岩石损伤—扩展—破坏的力学机制。试验结果表明：裂隙岩石单轴压缩的应力应变曲线可分为弹性阶段,塑性阶段,峰后软化阶段,残余阶段不明显;裂隙岩石峰前阶段的弹性模量随着试件高宽比的增加而增大,随着裂隙倾角的增加而减小;单轴抗压强度随着高宽比的增加呈减小趋势;峰后的软化阶段受试件尺寸与裂隙倾角的共同影响,裂隙倾角与高宽比越大,岩石的破坏越具有突然性,即脆性越明显;岩石损失破坏时最大应变与应力分布在预制裂纹中心,损伤首先从预制裂纹处发生。随着加载的不断进行,最大应变与应力的位置转变为裂纹的两端,逐渐向平行于轴向加载方向发展直至试件端部。岩石损失破坏时,最大应变与应力分布在预制裂纹中心,损伤首先从预制裂纹处发生。随着加载的不断进行,最大应变与应力的位置转变到裂纹的两端,裂纹逐渐向平行于轴向加载方向发展直至试件端部。
- 谢璨李树忱晏勤李景龙赵世森
- 关键词：裂隙岩石光弹性尺寸效应
