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基于Pasternak弹性地基梁的穿河顶管管幕力学模型及管径优化
1
作者 牛野 《地质科技通报》 北大核心 2025年第2期322-329,共8页
支护管的受力特性分析是顶管管幕结构设计的基础,其保证了隧道开挖的安全。为了分析隧道开挖过程中顶管管幕力学特性,基于Pasternak模型构建管幕底部支护管力学解析模型,充分利用位移、转角、弯矩和剪力连续性条件,推导出支护管位移及... 支护管的受力特性分析是顶管管幕结构设计的基础,其保证了隧道开挖的安全。为了分析隧道开挖过程中顶管管幕力学特性,基于Pasternak模型构建管幕底部支护管力学解析模型,充分利用位移、转角、弯矩和剪力连续性条件,推导出支护管位移及内力方程,且计算结果更接近于工程实测应变,证明模型具有适用性。同时以秦淮新河段顶管管幕为例,通过分析支护管最大应变变化规律优选出合理的管幕直径。研究表明:初期管径对管幕底部支护管支护性能影响较大,后期随管径增大影响逐渐减小至平稳;开挖步长和管间间距对支护管支护性能呈正相关影响,小管径时对支护管最大应变影响更明显;管间距对支护管纵向应变影响较小,管幕卸载杠杆作用可有效将开挖区卸载值传递至非开挖区,从而保证管幕开挖面稳定性。 展开更多
关键词 穿河隧道 顶管管幕 Pasternak弹性地基梁 受力特性 管径优化
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黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向自振特性分析 被引量：1
2
作者 柳伟 汪过兵 《振动工程学报》 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不... 为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不等跨)连续修正Timoshenko梁与单跨修正Timoshenko梁自振特性之间的联系与区别。结果表明:对于黏弹性四参数地基上的修正Timoshenko梁,单跨梁的各阶自振频率小于两跨连续梁的各阶自振频率,单跨梁的偶数阶自振频率和衰减系数与两等跨连续梁的奇数阶自振频率和衰减系数相同,不等跨两跨连续梁奇数阶自振频率小于两等跨连续梁奇数阶自振频率;两等跨连续修正Timoshenko梁的偶数阶振型关于跨中支座对称,奇数阶振型关于跨中支座反对称。 展开更多
关键词 黏弹性四参数地基 两跨连续修正Timoshenko梁 回传射线矩阵法 横向振动 模态
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基于修正Winkler模型的有限深度地基支承梁振动抑制 被引量：1
3
作者 马建军 刘宗通 +3 位作者 王超圣 刘丰军 李达 高笑娟 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第6期138-149,共12页
弹性地基对其支承结构的振动通常具有抑制作用,其中的土-结构相互作用效应对结构物动力学特性的影响具有非线性能量汇的典型特征。基于修正Winkler模型将有限深度弹性地基等效为非线性能量汇系统的附加质量,开展了简谐激励下弹性地基对... 弹性地基对其支承结构的振动通常具有抑制作用,其中的土-结构相互作用效应对结构物动力学特性的影响具有非线性能量汇的典型特征。基于修正Winkler模型将有限深度弹性地基等效为非线性能量汇系统的附加质量,开展了简谐激励下弹性地基对其支承有限长梁的振动抑制效果分析和参数优化研究。采用Galerkin方法离散控制方程,应用增量谐波平衡法和弧长延拓法分析了弹性地基上简支梁的非线性动力响应。利用数值方法验证理论结果正确性,进而通过参数分析和多参数优化,揭示了有限范围地基对其支承梁动力响应的抑制效果,探明了弹性地基非线性刚度和阻尼的最佳参数范围。结果表明,通过工程技术手段将土体参数调整到最佳范围后,可实现有限长梁振幅衰减率达96%以上,且具有较宽的减振频带。 展开更多
关键词 修正Winkler模型 有限长梁 非线性能量汇 多参数优化 振动抑制
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建筑工程隔震支座更换施工技术 被引量：2
4
作者 李伟 《建筑机械化》 2024年第2期75-77,共3页
为在地震发生时充分保障建筑物和建筑居民的生命财产安全,建筑工程施工过程中的隔震支座施工技术得到广泛应用。作为一种技术成熟,且效果优越的抗震结构控制技术,建筑工程隔震支座施工技术已在世界范围内的多次地震灾害中展现出独有的... 为在地震发生时充分保障建筑物和建筑居民的生命财产安全,建筑工程施工过程中的隔震支座施工技术得到广泛应用。作为一种技术成熟,且效果优越的抗震结构控制技术,建筑工程隔震支座施工技术已在世界范围内的多次地震灾害中展现出独有的应用价值。但随着建筑工程隔震支座使用时间的延长,其性能表现很可能无法达到预期,所以必须对建筑工程隔震支座进行及时更换。基于此,文章结合具体建筑工程实例,详细探讨了建筑工程隔震支座更换施工技术的应用原理和主要步骤,并总结了建筑工程隔震支座更换施工技术的操作要点,以期为相关单位提供参考。 展开更多
关键词 建筑工程 隔震支座 更换 施工技术
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黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁横向自振特性分析
5
作者 柳伟 汪过兵 +1 位作者 赵志鹏 赵晓军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期1330-1338,共9页
基于修正Timoshenko梁理论,建立黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的横向振动控制方程,运用回传射线矩阵法推导出黏弹性Pasternak地基上两端简支修正Timoshenko梁自振频率和衰减系数的解析解,结合二分法和黄金分割法计算了经典边... 基于修正Timoshenko梁理论,建立黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的横向振动控制方程,运用回传射线矩阵法推导出黏弹性Pasternak地基上两端简支修正Timoshenko梁自振频率和衰减系数的解析解,结合二分法和黄金分割法计算了经典边界条件下黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的自振特性,对比分析了考虑剪切变形引起的转动惯量、梁长及不同的边界条件对结构自振特性的影响。研究表明:黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数小于经典Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数;梁越短,剪切变形引起的转动惯量对结构自振频率和衰减系数的影响越大,且对高阶的影响明显大于低阶;边界约束条件越强,振动能量衰减越明显。 展开更多
关键词 黏弹性Pasternak地基 修正Timoshenko梁 回传射线矩阵法 解析解 边界条件
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有限深度介质上梁非线性能量汇减振的Winkler地基实现 被引量：2
6
作者 刘宗通 马建军 郭颖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期237-245,共9页
土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用G... 土-结构相互作用对结构动力学特性的影响是一种具有非线性能量汇特征的效应。利用考虑土体质量的Winkler地基梁理论,将有限深度弹性介质等效为非线性能量汇系统的附加质量,建立简谐激励下弹性介质上简支梁系统的非线性动力学模型。采用Galerkin方法和增量谐波平衡法分析了弹性介质上简支梁的非线性动力响应。利用数值计算方法验证了理论结果的正确性,并分析了非线性能量汇的有效性。通过参数优化和分析,揭示了不同参数范围内Winkler地基的减振效果,讨论了其最佳参数范围。研究结果表明:在合理的参数范围内,弹性介质对其支承梁的动力响应有良好的抑制作用,能够快速有效地吸收共振条件下的振动能量,并具有良好的鲁棒性。优化后的非线性能量汇可使梁的共振幅值降低超95%,且具有较宽的减振频带。研究成果从非线性能量汇的角度展现了土-结构相互作用效应的减振机理,为基于弹性地基设计的结构振动抑制提供了理论依据。 展开更多
关键词 土-结构相互作用 Winkler地基梁理论 非线性能量汇 增量谐波平衡法 减振
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解析型弹性地基Timoshenko梁单元 被引量：15
7
作者 李静 蒋秀根 +3 位作者 王宏志 罗双 夏文忠 李潇 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期221-229,248,共10页
采用双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型,建立了弹性地基一般梁挠度控制方程,求解得到了挠度方程解析通解,构建了双参数弹性地基深梁的挠度、截面弯曲转角及剪切角的解析位移形函数。建立了梁模型、梁基模型等两种势能泛函,利用最... 采用双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型,建立了弹性地基一般梁挠度控制方程,求解得到了挠度方程解析通解,构建了双参数弹性地基深梁的挠度、截面弯曲转角及剪切角的解析位移形函数。建立了梁模型、梁基模型等两种势能泛函,利用最小势能原理,构造了两个双参数弹性地基深梁单元,给出了单元列式。分析表明:梁模型单元在均布荷载作用下误差为0.221%,非均布荷载作用下误差为0;梁基模型单元在均布荷载作用下误差为0,在两端集中力作用下误差为6.597%,在跨中集中力作用下误差为102.716%;同时,该文提出的双参数Timoshenko梁模型单元不存在剪切闭锁的问题。 展开更多
关键词 有限元 Pastemak地基模型 TIMOSHENKO梁 弹性地基梁 解析形函数 势能原理
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解析型Timoshenko梁有限单元 被引量：10
8
作者 许晶 李世尧 +2 位作者 王斌泰 李静 蒋秀根 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期492-498,共7页
为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式... 为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析.结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到 19.785%.同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与 Euler 梁单元的计算结果进行对比.对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 10.769%.本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题. 展开更多
关键词 TIMOSHENKO梁 解析形函数 势能原理 刚度矩阵 有限元法
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运动分布荷载作用下弹性地基上无限大板瞬态响应 被引量：21
9
作者 孙璐 邓学钧 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期72-78,共7页
基于坐标变换和线性系统叠加原理，首先建立了用于处理运动荷载作用下的板的动力响应的积分表示公式——广义Ｄｕｈａｍｅｌ积分；然后利用积分变换方法求得了板的位移脉冲响应函数，并且得到了运动分布荷载下弹性地基上无限大板瞬态响... 基于坐标变换和线性系统叠加原理，首先建立了用于处理运动荷载作用下的板的动力响应的积分表示公式——广义Ｄｕｈａｍｅｌ积分；然后利用积分变换方法求得了板的位移脉冲响应函数，并且得到了运动分布荷载下弹性地基上无限大板瞬态响应的精确解。该解答对于无限大板精确成立，而对于有限尺寸板，则在一定时间内精确成立，并且给出了时间界限的估计值。 展开更多
关键词 运动分布荷载 弹性波 弹性地基 瞬态响应
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弹性地基板计算的无单元法 被引量：26
10
作者 张伟星 庞辉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期138-144,共7页
本文用天单元法研究了弹性半空间地基板的弯曲问题，由滑动最小二乘法和变分原理导出了地基极的无单元法刚度矩阵，编制相应的无单元法计算程序，并给出算例。结果表明方法可行，且具有更加广泛的工程应用前景。
关键词 弹性地基板 无单元法 滑动最小二乘法
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弹性地基上自由边矩形板承受冲击荷载的动力响应解析解 被引量：7
11
作者 张选兵 吉小明 葛修润 《振动与冲击》 EI CSCD 2000年第4期31-34,共4页
利用双参变量的Stockes变换[2 ] ,给出弹性地基上自由边矩形板承受冲击荷载的动力响应问题的cc型级数的解析解 ,并运用钟万勰[7] 提出的对线性定常结构动力系统的精细时程积分法 ,以弹性地基上自由边矩形板中心承受矩形波冲击荷载为例 。
关键词 自由边矩形板 冲击荷载 动力响应 弹性地基
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半空间地下结构与土相互作用的链杆法研究 被引量：4
12
作者 王瑞民 华毅杰 武建勋 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期495-498,共4页
根据弹性地基上的半无限平面理论，利用计算弹性地基梁的链杆法，将地基的弹性刚度矩阵与上部结构刚度矩阵相协调、综合，引进上部结构与地基土的综合刚度矩阵，解决了结构与土的相互作用问题，计算方法简单、实效．
关键词 弹性地基 链杆法 梁 地基 地下结构 土壤
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弹性地基上框架结构内力计算方法 被引量：5
13
作者 汪基伟 提桂娟 冷飞 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期563-567,共5页
将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉... 将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉的结点,消除这些结点对地基刚度的贡献,进而考虑地基与地基梁的脱开问题;由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵,建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式,形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法,算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现,不同地基模型对结构的总沉陷影响较大,但对结构内力、地基反力和沉陷差影响较小。 展开更多
关键词 平面框架 弹性地基梁 地基模型 平面杆系有限元
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双参数弹性地基板的动力问题 被引量：5
14
作者 何芳社 黄义 郭雅云 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2006年第1期130-134,共5页
针对目前带自由边的双参数弹性地基板的边界条件及基本方程在使用上的混乱情况,为了板与地基动力相互作用理论的严密性和计算的可靠性,将板和地基作为一个总系统,利用H am ilton动力变分原理,重新系统地审视了双参数弹性地基上板动力问... 针对目前带自由边的双参数弹性地基板的边界条件及基本方程在使用上的混乱情况,为了板与地基动力相互作用理论的严密性和计算的可靠性,将板和地基作为一个总系统,利用H am ilton动力变分原理,重新系统地审视了双参数弹性地基上板动力问题的基本理论,给出了地基附加质量影响的明确计算公式,建立了考虑地基附加质量影响的基本方程和边界条件,并对边界条件的简化进行了讨论.所得的结果还可推广到位于层状地基上的板的分析. 展开更多
关键词 板 双参数弹性地基 Hamilton变分原理 地基附加质量 边界条件
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确定岩土边坡潜在破裂面的组合优化法 被引量：7
15
作者 冯紫良 冯时恩 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期561-564,共4页
提出了一种可用于复杂应力状态下土坡稳定分析的新方法 .该法利用可靠度理论建立判断土体破裂线的准则 ,将有限元网格中的单元和节点作为组合优化的对象 ,结合Dijkstra最短路径算法确定土坡中最危险的潜在破裂面 .较详细地叙述了这种基... 提出了一种可用于复杂应力状态下土坡稳定分析的新方法 .该法利用可靠度理论建立判断土体破裂线的准则 ,将有限元网格中的单元和节点作为组合优化的对象 ,结合Dijkstra最短路径算法确定土坡中最危险的潜在破裂面 .较详细地叙述了这种基于有限元分析技术和组合优化法来确定土坡中最危险的潜在破裂面的原理和实施过程 ,并给出了计算实例 .最后对这种方法作出了讨论 . 展开更多
关键词 边坡稳定 破裂面 优化 最短路径 有限元
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锚杆格构梁模型试验及格构梁内力计算 被引量：4
16
作者 王娟娟 邓军涛 门玉明 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期64-68,76,共6页
在锚杆格构梁室内模型试验的基础上,对格构梁的受力特点及规律进行了探讨。试验在坡体后缘加载,通过在格构梁上布设压力盒得出了格构梁底部土体压力的分布规律及锚杆上粘贴的应变片测试了锚杆的受力情况,并采用半无限体弹性地基梁理论... 在锚杆格构梁室内模型试验的基础上,对格构梁的受力特点及规律进行了探讨。试验在坡体后缘加载,通过在格构梁上布设压力盒得出了格构梁底部土体压力的分布规律及锚杆上粘贴的应变片测试了锚杆的受力情况,并采用半无限体弹性地基梁理论对锚杆格构梁的内力进行了计算。 展开更多
关键词 锚杆格构梁 模型试验 半无限弹性地基梁 内力
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厚圆板与弹性地基的动力相互作用分析 被引量：3
17
作者 曹彩芹 王春玲 +1 位作者 黄义 赖金星 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第3期356-359,共4页
用半解析单元法分析了厚圆板基础与弹性地基的三维动力相互作用,提出了一种新的半解析位移函数.采用在水平两方向解析,竖向进行离散化的方法,使三维动力相互作用的问题简化为一维数值计算问题,大大减少了计算工作量.数值计算表明:在结... 用半解析单元法分析了厚圆板基础与弹性地基的三维动力相互作用,提出了一种新的半解析位移函数.采用在水平两方向解析,竖向进行离散化的方法,使三维动力相互作用的问题简化为一维数值计算问题,大大减少了计算工作量.数值计算表明:在结构和地基相互作用分析中,地基的计算厚度可取为地基深度H与基础的半径R之比H/R大于10,地基的计算面积可取为地基计算面积与基础面积之比S1/S2大于30. 展开更多
关键词 弹性地基 厚圆板 相互作用 半解析单元法
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土工结构安全系数的有限元计算 被引量：295
18
作者 宋二祥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期1-7,共7页
定义土工结构安全系数为其极限承载力与所需承载力之比，给出了按此定义计算土工结构安全系数的有限元法。在计算中讨论了弧长控制法的应用。作为算例，首先计算了一座土坝的安全系数，并与Ｂｉｓｈｏｐ方法的计算结果相比较，二者相当... 定义土工结构安全系数为其极限承载力与所需承载力之比，给出了按此定义计算土工结构安全系数的有限元法。在计算中讨论了弧长控制法的应用。作为算例，首先计算了一座土坝的安全系数，并与Ｂｉｓｈｏｐ方法的计算结果相比较，二者相当吻合。此外，还计算了用土工织物加强路基的安全系数。 展开更多
关键词 安全系数 有限元 土工结构 计算 建筑结构
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盾构管片拼装过程中破裂现象的可靠度分析 被引量：4
19
作者 董明钢 张雷 +1 位作者 姚海明 冯紫良 《地下空间与工程学报》 CSCD 2006年第6期916-920,925,共6页
对于盾构管片在拼装过程中常常发生的破裂现象,文章根据现场调查和有限元计算,分析了引起盾构管片拼装过程中破裂的主要影响因素,建立了判断破裂发生的极限状态方程,并结合工程实例应用随机有限元技术计算了109种组合情况下的可靠度指标... 对于盾构管片在拼装过程中常常发生的破裂现象,文章根据现场调查和有限元计算,分析了引起盾构管片拼装过程中破裂的主要影响因素,建立了判断破裂发生的极限状态方程,并结合工程实例应用随机有限元技术计算了109种组合情况下的可靠度指标,获得了可靠度指标随各个随机变量标准差而变化的等值线分布规律。研究结果能够较好地对于目前工程中常见的管片施工开裂现象进行定量的解释。 展开更多
关键词 可靠度 盾构 管片 破裂
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考虑地基分布反力的弹性基础板有限元计算 被引量：3
20
作者 刘晓青 李同春 李文虎 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2004年第2期51-54,共4页
按平面问题与薄板弯曲问题描述基础板,建立了基础板同地基接触面上的节点位移与板中心面位移之间的转换关系式.假设板上荷载按分布力形式传递到地基中,根据半无限空间上某节点力与该处的位移关系,用高斯积分法建立了地基表面分布力与节... 按平面问题与薄板弯曲问题描述基础板,建立了基础板同地基接触面上的节点位移与板中心面位移之间的转换关系式.假设板上荷载按分布力形式传递到地基中,根据半无限空间上某节点力与该处的位移关系,用高斯积分法建立了地基表面分布力与节点位移关系表达式.据此,再根据地基与板间的位移协调及静力平衡条件,建立了以板的中心面位移为未知量的有限元方程.算例表明,考虑地基分布反力十分必要. 展开更多
关键词 分布反力 弹性基础板 半无限地基 有限单元法 薄板弯曲 节点位移
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