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棋盘洲长江大桥超深圆形地连墙变形特性研究
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作者 黄生根 徐锐 +2 位作者 黄启坤 李梓俊 胡波 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期1-7,共7页
研究目的:目前对超深圆形地连墙的研究成果较少,对其变形特性的研究滞后于工程实践。本文结合棋盘洲长江公路大桥南锚锭超深圆形基坑工程,通过建立平面极坐标方程推导水平位移公式;利用FLAC3D软件建立不均匀地层条件的三维模型,对圆形... 研究目的:目前对超深圆形地连墙的研究成果较少,对其变形特性的研究滞后于工程实践。本文结合棋盘洲长江公路大桥南锚锭超深圆形基坑工程,通过建立平面极坐标方程推导水平位移公式;利用FLAC3D软件建立不均匀地层条件的三维模型,对圆形地连墙的力学特性和变形规律进行对比分析。研究结论:(1)基岩对地连墙嵌固作用明显;地连墙深层水平位移在同一深度区域差异性较小;(2)环向应力的变化规律与深层水平位移变化相似,环向应力最大值位置与深层水平位移最大值点相近,环向应力横向分布较为均匀,最大值点横向变化规律近似余弦函数;(3)本研究成果可为超深圆形地连墙整体力学特性和变形规律的分析提供借鉴,并可为实际工程应用提供参考。 展开更多
关键词 圆形深基坑 地下连续墙 数值模拟 圆拱效应
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圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系设计方法
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作者 凌贤长 卢凡 +1 位作者 丛晟亦 朱腾 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期113-122,共10页
采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系.在此基础上,根据桩间静力平衡和强度条件,建立圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系合理桩间距确定方法,以及抗滑桩悬臂段弯矩与剪力计算公... 采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系.在此基础上,根据桩间静力平衡和强度条件,建立圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系合理桩间距确定方法,以及抗滑桩悬臂段弯矩与剪力计算公式.由抗滑桩间挡土板受力机制,构建考虑土拱效应的挡土板土压力计算方法.依托某高速铁路路堑边坡工程,将建立的设计方法应用于工程实例,并验证设计方法的可靠性.研究结果可为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系实际工程应用提供一定参考. 展开更多
关键词 圆形抗滑桩 拱形挡土板 土拱效应 路堑边坡 设计方法
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圆拱桥下基于激光雷达的无人艇位姿检测
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作者 王浩铸 王建华 +3 位作者 郑翔 车文博 张梦迪 盘姿君 《应用激光》 北大核心 2025年第6期183-197,共15页
为解决卫星导航信号和通信信号受限、光照条件差的拱桥穿越问题,提出一种基于激光雷达点云拟合的无人艇位姿检测方法;该方法通过拟合圆形拱桥下的点云数据,提取拱桥的结构参数,计算场景坐标系中无人艇的当前位姿。针对拱桥内点云易受到... 为解决卫星导航信号和通信信号受限、光照条件差的拱桥穿越问题,提出一种基于激光雷达点云拟合的无人艇位姿检测方法;该方法通过拟合圆形拱桥下的点云数据,提取拱桥的结构参数,计算场景坐标系中无人艇的当前位姿。针对拱桥内点云易受到水波、障碍物反射干扰的问题,提出一种基于区域生长和可变阈值滤波的改进圆柱拟合方法;该方法将区域生长算法与基于坐标变换的圆柱拟合方法相结合,引入误差阈值,通过多次迭代提升阈值精度,剔除大于阈值的噪声点云,获取准确的拱桥结构参数。仿真实验和静态实测实验验证所提方法的准确性和稳定性,在动态实船实验中,姿态检测误差小于1.4°,位置检测误差小于圆柱半径的3%,可应用于无人船穿越圆形拱桥的自主导航。 展开更多
关键词 无人艇 圆拱桥 激光雷达 圆柱拟合 位姿检测
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考虑空间拱效应和层间剪力的圆形竖井主动土压力分析
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作者 杨帅 吕兵 +2 位作者 李东声 刘洋 杨欢 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第10期1307-1319,共13页
以井壁后填土为无黏性土的圆形竖井为研究对象,假定滑裂面为过墙踵的直线.考虑环向应力系数沿径向线性变化,基于极限平衡法建立整个滑移土体的静力平衡方程,进而得到圆形竖井主动极限状态下滑裂面倾角的解析式.在此基础上,考虑空间拱效... 以井壁后填土为无黏性土的圆形竖井为研究对象,假定滑裂面为过墙踵的直线.考虑环向应力系数沿径向线性变化,基于极限平衡法建立整个滑移土体的静力平衡方程,进而得到圆形竖井主动极限状态下滑裂面倾角的解析式.在此基础上,考虑空间拱效应和层间剪力的影响,基于水平层分析法推导得到了圆形竖井主动土压力的理论解,进一步分析了竖井主动土压力强度的影响因素,并与现有的理论和试验结果进行了对比分析.结果显示:土体层间剪力会影响主动土压力强度沿深度方向的分布,且径高比、墙-土摩擦角越大,层间剪力的影响越明显,考虑层间剪力得到的土压力计算值可为竖井结构优化设计提供理论参考.该文的结果能够很好地描述土压力沿深度先增大后减小的变化趋势,且与模型试验和数值模拟结果吻合较好. 展开更多
关键词 主动土压力 圆形竖井 空间拱效应 层间剪力 环向应力系数
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甜水堡矿“三软”煤层巷道塑性区发育及支护技术研究
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作者 葛凯 岳佳泉 段崇营 《山东煤炭科技》 2025年第5期33-38,共6页
针对“三软”煤层巷道围岩变形严重问题,以甜水堡煤矿1304工作面为背景,结合理论分析和数值模拟等方法,掌握了甜水堡煤矿“三软”煤层巷道塑性区发育机理,提出并应用了圆弧拱断面+高预应力锚网索联合支护技术,有效控制了巷道围岩变形。... 针对“三软”煤层巷道围岩变形严重问题,以甜水堡煤矿1304工作面为背景,结合理论分析和数值模拟等方法,掌握了甜水堡煤矿“三软”煤层巷道塑性区发育机理,提出并应用了圆弧拱断面+高预应力锚网索联合支护技术,有效控制了巷道围岩变形。结果表明:巷道围岩塑性区发育机理为梯形断面应力场的差异性分布,造成两帮岩体呈现非对称塑性扩展特征。通过构建"弧拱形断面-锚网索协同支护"技术体系,运用FLAC^(3D)对比了多种断面形态与支护参数组合的变形特征,确定了采用圆弧拱形断面,与锚杆间排距为800 mm×800 mm、预紧扭矩为350 N·m的锚杆参数和间排距为1400 mm×1600 mm、预紧力为230 kN的锚索参数支护体系时,围岩应力分布更为均衡。工程实践显示,采用该技术方案后顶底板移近量较传统支护减少42.3%,顶板最大位移量控制在58 mm内,验证了支护参数设计的有效性。 展开更多
关键词 “三软”煤层 高强支护 圆弧拱断面 巷道围岩控制
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深大圆形竖井支护结构研究与应用
6
作者 唐伟 李孟 +2 位作者 李爱东 唐鹏 柴文勇 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第10期95-102,共8页
随着城市地下空间逐步开发与利用,为解决在既有城市建成区安全、快速修建深大竖井的技术问题,研究圆形竖井支护结构体系,以期达到绿色、低碳工程建设的目的。以粤港澳大湾区城际铁路工程为依托,采用理论计算、数值模拟、对比分析研究方... 随着城市地下空间逐步开发与利用,为解决在既有城市建成区安全、快速修建深大竖井的技术问题,研究圆形竖井支护结构体系,以期达到绿色、低碳工程建设的目的。以粤港澳大湾区城际铁路工程为依托,采用理论计算、数值模拟、对比分析研究方法,对超深圆形竖井地下连续墙支护结构的力学特性及其影响因素进行分析研究,结合现场监测数据统计分析和调研比较,验证理论计算结果的正确性。研究结论:(1)圆形竖井支护结构的受力特征以环向受压为主,空间拱效应明显,能充分发挥混凝土材料的抗压特性,更好地控制支护结构受力性能,节约工程材料及成本;(2)开挖进尺和地连墙垂直度是影响支护结构力学特性的主要因素,开挖进尺影响基坑开挖过程中的支护结构稳定性,地连墙垂直度影响支护结构的整体刚度及安全性。相较于传统矩形基坑,圆形竖井支护结构既能提高竖井施工效率,又能提高基坑整体稳定性及安全性,还能更好地控制基坑变形及对周边环境的影响。 展开更多
关键词 铁路隧道 圆形竖井 支护结构 力学特性 拱效应 开挖进尺
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In-Plane Elastic Stability of Arches under a Radial Concentrated Load
7
作者 Yongjun Xu Xiaoming Gui +1 位作者 Bin Zhao Ruiqi Zhou 《Engineering(科研)》 2014年第9期572-583,共12页
This paper is concerned with the in-plane elastic stability of arches subjected to a radial concentrated load. The equilibrium equation for pin-ended circular arches is established by using energy method, and it is pr... This paper is concerned with the in-plane elastic stability of arches subjected to a radial concentrated load. The equilibrium equation for pin-ended circular arches is established by using energy method, and it is proved that the axial force is nearly a constant along the circumference of the circular arches. Based on force method, the equation for the primary eigen function is derived and solved, and the approximate analytical solution of critical instability load is obtained. Numerical examples are given and discussed. 展开更多
关键词 IN-PLANE ELASTIC Stability BUCKLING Critical Load circular arch Force Method
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圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡性能与参数分析 被引量:2
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作者 凌贤长 邢文强 +2 位作者 唐亮 卢凡 丛晟亦 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期517-525,共9页
为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长... 为规避当前施工方法的不足,发展安全、高效和可靠的施工方法。依托东北地区某高速铁路路堑边坡工程,采用适于机械钻孔的圆形抗滑桩代替现行矩形抗滑桩,预制拱形挡土板,本文提出一种新型拱形板-桩墙支挡体系;并构建有限元模型,分析桩长、桩径、桩间距以及拱形挡土板矢跨比对新型拱形板-桩墙支挡体系支护性能的影响;揭示不同参数下桩顶水平位移与桩身内力的变化规律。研究结果表明:桩长与桩身弯矩和剪力大小呈正相关关系,与桩顶水平位移呈负相关关系。桩长超过14 m时,其对桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力的影响效应明显减弱;随着桩间距增大,桩顶水平位移增大但变化幅度逐渐减小。拱形挡土板矢跨比增大时,桩顶水平位移、桩身弯矩和剪力均减小。影响拱形板-桩墙体系支挡性能的因素依次为桩间距、桩长、桩径和矢跨比。研究结果为圆形抗滑桩-拱形挡土板支挡体系在实际工程中的应用提供新思路。 展开更多
关键词 高速铁路 路堑边坡 圆形抗滑桩 拱形挡土板 三维数值模型 正交分析 机械钻孔 支护性能
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非圆弧拱面内自由振动实用解析
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作者 胡常福 朱顺顺 +1 位作者 张鑫 罗文俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期125-133,共9页
针对非圆弧拱面内线性自由振动没有解析的现状,提出了一种变系数平衡微分方程近似解析方法来解决该问题。基于笛卡尔直角坐标系下非圆弧拱线性应变与Hamilton原理,推演了非圆弧拱面内自由振动变系数平衡微分方程;基于陡拱与浅拱面内振... 针对非圆弧拱面内线性自由振动没有解析的现状,提出了一种变系数平衡微分方程近似解析方法来解决该问题。基于笛卡尔直角坐标系下非圆弧拱线性应变与Hamilton原理,推演了非圆弧拱面内自由振动变系数平衡微分方程;基于陡拱与浅拱面内振型没有显著差异的基本假定,将该变系数平衡微分方程对应的常系数平衡微分方程的通解,代入变系数平衡微分方程,得到该变系数平衡微分方程的不平衡差;当该不平衡差沿全拱积分为零时自振频率误差最小,进而得到非圆弧拱面内自振频率高精度实用解析。基于所提出的变系数平衡微分方程近似解析方法,推演了非圆弧两铰拱与无铰拱面内自振频率实用解析,并阐明了非圆弧拱与同参数直梁面内自振频率的逻辑关系。抛物线、悬索线、悬链线与组合线等常用非圆弧两铰拱与无铰拱自由振动算例结果表明:该研究的基本假定得到了严格检验;自振频率与有限元结果吻合较好,非圆弧拱前十阶自振频率中,两铰拱自振频率最大相对误差为7.71%,无铰拱自振频率最大相对误差为4.34%;非圆弧拱与同参数直梁面内自振频率的比例系数,可为行业规范条文修订提供参考。 展开更多
关键词 非圆弧拱 自由振动 HAMILTON原理 变系数微分方程 实用解析
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离散侧向平移支撑圆弧拱的自由振动分析 被引量:1
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作者 陈隆凯 蔡勇 +1 位作者 吕晓勇 谢金 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期275-285,共11页
拱通常采用离散侧向平移支撑增加其面外稳定性,而离散侧向平移支撑会产生振型耦合效应,显著影响拱的振动特性。为研究等间距离散侧向平移支撑对两铰圆弧拱自由振动的影响,通过假定拱的耦合振型,基于Hamilton原理求解离散侧向平移支撑圆... 拱通常采用离散侧向平移支撑增加其面外稳定性,而离散侧向平移支撑会产生振型耦合效应,显著影响拱的振动特性。为研究等间距离散侧向平移支撑对两铰圆弧拱自由振动的影响,通过假定拱的耦合振型,基于Hamilton原理求解离散侧向平移支撑圆弧拱的自振频率,并与有限元数值结果比较。同时,还探究了拱的面外长细比、圆心角以及侧向支撑的数量和位置对拱的临界刚度及最大基频的影响。研究结果表明:假定的耦合振型可以描述复杂的离散侧向平移支撑拱的弯扭振型,并能准确预测拱的自振频率和支撑临界刚度。侧向平移支撑拱的基频随支撑刚度的增加呈现多种增长模式,根据振型变化情况将其划分为第1类、过渡和第2类增长模式,不同增长模式之间的转换取决于拱的面外长细比、拱的圆心角、支撑数量以及支撑位置。当拱的面外长细比和拱的圆心角的组合靠近第1类增长模式和其他增长模式的分界线时,拱的支撑临界刚度和最大基频显著增大。支撑位置靠近两端翼缘时可能会改变拱的基频振型,但支撑位置在剪切中心附近时,拱的基频最大。拱基频在第1类增长模式时,支撑数量的增加显著提高拱的最大基频,在过渡增长模式时,支撑数量的增加对最大基频的影响减弱,而在第2类增长模式下,拱的最大基频随支撑数量的增加基本不发生变化。 展开更多
关键词 圆弧拱 自由振动 侧向支撑 临界刚度 振型
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圆竹-钢组合拱桥变形控制关键技术 被引量:2
11
作者 叶伟 廖奎立 +1 位作者 郝建宇 胡祖安 《林产工业》 北大核心 2024年第9期41-46,共6页
为探究圆竹-钢组合拱桥拱圈等部位的变形控制技术,以武夷山玲珑大桥为研究对象,通过Midas Civil软件建立模型,分析其在设计阶段,不同荷载组合下,不同的桥面系、拱圈截面、横向连接和拱脚连接方式下的拱圈竖向与横向位移。结果表明:采用... 为探究圆竹-钢组合拱桥拱圈等部位的变形控制技术,以武夷山玲珑大桥为研究对象,通过Midas Civil软件建立模型,分析其在设计阶段,不同荷载组合下,不同的桥面系、拱圈截面、横向连接和拱脚连接方式下的拱圈竖向与横向位移。结果表明:采用组合桥面系、横向连接以及提高拱圈与拱脚的刚度能在一定程度上减少拱圈等部位的变形。为更有效地控制变形,还需要结合实际施工过程中的变形控制技术和软件对各个施工阶段的模拟。综合应用设计阶段的分析和施工阶段中的变形控制技术,可以有效预防和控制圆竹-钢组合拱桥的变形问题,确保结构的安全性和稳定性。研究结果可为其他类似圆竹结构工程的建设提供参考。 展开更多
关键词 圆竹-钢组合拱桥 拱圈 Midas Civil软件 设计阶段 施工阶段 变形控制
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山西东风煤矿平顶U型巷道支护应用分析
12
作者 任国伟 《江西煤炭科技》 2024年第3期75-78,共4页
平顶U型巷道支护方案是针对软煤层(直壁)半圆拱巷道的优化支护技术。基于摩尔-库伦准则,可以确定半圆拱巷道与平顶U型巷道围岩的围岩塑性比例关系,即两种不同巷道围岩边缘位移分布规律相似,塑性面积占比近似相等。利用数值模拟方法,分... 平顶U型巷道支护方案是针对软煤层(直壁)半圆拱巷道的优化支护技术。基于摩尔-库伦准则,可以确定半圆拱巷道与平顶U型巷道围岩的围岩塑性比例关系,即两种不同巷道围岩边缘位移分布规律相似,塑性面积占比近似相等。利用数值模拟方法,分析半圆拱巷道和平顶U型巷道中U型钢支架在围岩相互作用下的承载特性,认定U型钢支架可以满足上述两种巷道围岩支护的要求。通过在东风煤矿3204工作面回采巷道的应用以及对围岩位移的现场测量,验证了理论分析和数值模拟的准确性。 展开更多
关键词 软煤层 平顶U型巷道 半圆拱巷道 围岩承载特性 支护技术
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解析型几何非线性圆拱单元 被引量:7
13
作者 丁敏 石家华 +4 位作者 王斌泰 王宏志 邓婷 罗双 蒋秀根 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1-8,29,共9页
为研究圆拱结构几何非线性内力和位移计算以及平面内稳定分析问题,基于圆拱几何非线性静力分析模型,构造了解析位移形函数,进而利用能量法和势能变分原理,构造了解析型几何非线性圆拱单元,给出了单元列式;同时将该文模型通过理论退化,... 为研究圆拱结构几何非线性内力和位移计算以及平面内稳定分析问题,基于圆拱几何非线性静力分析模型,构造了解析位移形函数,进而利用能量法和势能变分原理,构造了解析型几何非线性圆拱单元,给出了单元列式;同时将该文模型通过理论退化,得到了不考虑轴向变形的无压缩圆拱模型,进一步得到了解析型无压缩几何非线性圆拱单元,并将此单元应用于圆拱的平面内稳定分析。研究结果表明:采用本单元模型进行平面内分岔失稳分析得到的失稳临界荷载系数与经典Timoshenko模型、Dinnik模型及静力法模型计算结果一致,相对误差为0%;平面内分岔失稳的临界荷载与平面内极值点失稳的临界荷载一致。该文单元具有解析型、高精确性以及良好的适用性,可用于任意工况下圆拱结构几何非线性位移、内力和平面内稳定分析。 展开更多
关键词 圆拱 解析型单元 变分原理 几何非线性 平面内稳定分析
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临轨半圆形深大基坑支护结构分析
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作者 李洪年 高强 张磊 《路基工程》 2024年第6期126-132,共7页
依托苏州某临轨半圆形深基坑工程,工程后期需要下穿隧道,在支护选型过程中,穿越隧道区域采用可回收的CSM工法桩且增大下穿区域支撑布置间距,其余区域采用灌注桩及三轴止水帷幕,对基坑开挖全过程进行数值模拟分析,并进行现场监测。结果表... 依托苏州某临轨半圆形深基坑工程,工程后期需要下穿隧道,在支护选型过程中,穿越隧道区域采用可回收的CSM工法桩且增大下穿区域支撑布置间距,其余区域采用灌注桩及三轴止水帷幕,对基坑开挖全过程进行数值模拟分析,并进行现场监测。结果表明:“伞形”支撑可充分利用半圆形基坑的拱效应,基坑支挡体系呈现圆弧区域变形小,直边区域变形大的特点,直边区域比拱形区域变形大12.5%左右,能较好地控制对基坑自身及周边环境的影响。 展开更多
关键词 粉土 半圆深基坑 临轨 拱效应 “伞形”支撑 变形监测 风险预警 稳定性
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压弯圆弧拱平面内稳定承载力设计方法的理论与试验研究 被引量:11
15
作者 郭彦林 林冰 郭宇飞 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期8-15,共8页
对压弯圆弧拱平面内稳定承载力设计方法进行理论研究,考虑材料非线性、残余应力、初始几何缺陷、矢跨比和支承条件的影响,提出热轧圆管截面、焊接工字形截面和焊接箱形截面压弯圆弧拱平面内稳定承载力的设计建议公式。在数值计算的基础... 对压弯圆弧拱平面内稳定承载力设计方法进行理论研究,考虑材料非线性、残余应力、初始几何缺陷、矢跨比和支承条件的影响,提出热轧圆管截面、焊接工字形截面和焊接箱形截面压弯圆弧拱平面内稳定承载力的设计建议公式。在数值计算的基础上,分别对全跨竖向均布荷载和半跨竖向均布荷载作用下的焊接工字形截面两铰圆弧钢拱的平面内稳定承载力进行试验研究,试验结果与有限元计算结果吻合良好。 展开更多
关键词 圆弧拱 平面内稳定 承载力 设计方法 试验
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土-结爆炸冲击相互作用模爆试验相似设计方法 被引量:15
16
作者 凌贤长 胡庆立 +1 位作者 欧进萍 陆钦年 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1249-1253,共5页
模爆试验是研究爆炸冲击荷载作用下地基动力性能、土-结爆炸冲击相互作用及埋地防护结构抗爆能力与破坏机理等的重要手段之一。模型相似设计是确保模爆试验能够尽可能真实地反映原型爆炸冲击动力性状的关键之一。以上覆饱和砂土层对浅... 模爆试验是研究爆炸冲击荷载作用下地基动力性能、土-结爆炸冲击相互作用及埋地防护结构抗爆能力与破坏机理等的重要手段之一。模型相似设计是确保模爆试验能够尽可能真实地反映原型爆炸冲击动力性状的关键之一。以上覆饱和砂土层对浅埋地下圆拱直墙式防护隧道免遭炸弹触地爆炸触发地冲击波破坏的保护效应为研究目的,基于目前广泛应用的Bockinghamπ定理,采用量纲分析方法,并且结合考虑土-结体系非线性爆炸冲击动力响应、土-结接触面爆炸冲击动力响应以及爆炸地冲击波-结构动力相互作用等的相似性,求解土-结爆炸冲击相互作用模爆试验的模型设计相似关系。 展开更多
关键词 模型相似设计 Bockinghamπ定理 土—结爆炸冲击相互作用 模爆试验 圆拱直墙式防护隧道
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钢管混凝土支架构件—圆弧拱破坏机理研究 被引量:9
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作者 单仁亮 肖禹航 +4 位作者 刘珂铭 戴旭 赵伟 闫伟 陈宇翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1918-1929,共12页
以钢管混凝土支架支护深井软岩巷道为背景,对钢管混凝土支架组成构件中的四分之一圆弧拱进行六分点等值加载,以研究试验试件的矢跨比和钢纤维体积掺量对试件力学性能的影响。实验表明,钢管混凝土圆弧拱试件拱底处主要受压弯剪应力影响,... 以钢管混凝土支架支护深井软岩巷道为背景,对钢管混凝土支架组成构件中的四分之一圆弧拱进行六分点等值加载,以研究试验试件的矢跨比和钢纤维体积掺量对试件力学性能的影响。实验表明,钢管混凝土圆弧拱试件拱底处主要受压弯剪应力影响,最先发生局部破坏;拱顶处主要受压应力影响,拱底和拱顶均为试件最薄弱截面。矢跨比越大,能够承受的荷载和刚度越大。1%~1.5%钢纤维体积掺量的试件的柔性增强,极限荷载与无钢纤维试件差别不大。继续增加钢纤维掺量,试件刚度增加,但试件极限荷载降低,钢纤维体积掺量在1%~1.5%较为合适。再通过数值模拟进一步研究试件危险截面的受力形式和试件的截面尺寸、矢跨比、壁厚对承载力的影响。与此同时,结合试验分析和数值模拟结果,从试件截面强度、局部失稳、整体失稳三方面进行理论分析,给出钢管混凝土圆弧拱局部失稳的原因和承载力的计算公式。最后,结合实际工程情况,提出钢管混凝土设计方案。 展开更多
关键词 钢管混凝土 圆弧拱 支架 局部失稳 整体失稳
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跨中集中荷载作用下弹性约束圆弧拱的稳定性分析 被引量:6
18
作者 曾有艺 易壮鹏 颜东煌 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期904-909,942,共6页
研究了跨中集中荷载作用下两端由不同转动刚度弹性约束的铰支圆弧拱的面内稳定性。由变形几何关系、变分原理得到了拱的非线性平衡方程,建立了外荷载、结构内力、径向位移的对应关系,通过定义拱的深浅参数和约束刚度参数进行分析,并得... 研究了跨中集中荷载作用下两端由不同转动刚度弹性约束的铰支圆弧拱的面内稳定性。由变形几何关系、变分原理得到了拱的非线性平衡方程,建立了外荷载、结构内力、径向位移的对应关系,通过定义拱的深浅参数和约束刚度参数进行分析,并得到了跳跃屈曲和分岔屈曲的发生条件及存在区间。通过数值分析可知本文方法所得屈曲路径和屈曲荷载与有限元法所得结论吻合良好,极值点、临界荷载相对差值在1%左右。对不同结构参数区间圆弧拱在集中荷载作用下的屈曲路径和临界荷载进行了分析,结果表明约束刚度对屈曲路径和临界荷载起决定性的作用,深浅参数决定屈曲发生条件、屈曲形式、极值点对数。 展开更多
关键词 转动弹性约束 圆弧拱 集中荷载 屈曲 变分原理
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环境温度对圆拱形钢结构模态频率的影响研究 被引量:7
19
作者 刘哲 丁阳 宗亮 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期183-190,共8页
为研究圆拱形钢结构模态频率在环境温度下的时变特征,本文以潍坊市白浪河摩天轮钢结构为研究对象,首先采用数值模拟和实测数据统计分析的方法揭示其模态频率的温度影响规律,然后采用BP神经网络建立起该结构模态频率与环境温度之间的回... 为研究圆拱形钢结构模态频率在环境温度下的时变特征,本文以潍坊市白浪河摩天轮钢结构为研究对象,首先采用数值模拟和实测数据统计分析的方法揭示其模态频率的温度影响规律,然后采用BP神经网络建立起该结构模态频率与环境温度之间的回归模型,并基于该模型消除环境温度对结构模态频率的影响.结果表明:环境温度主要通过使结构材料的力学性能和结构状态发生改变来影响圆拱钢结构的模态频率;白浪河摩天轮结构模态频率随温度升高而降低,在监测时间内频率最大变化幅度为3.04%;该结构面内振型频率所受温度影响高于面外振型,其中结构状态改变是面内振型频率变化的主要因素;BP神经网络模型可以正确反映模态频率和环境温度之间的变化关系,利用建立的频率-温度回归模型可有效消除环境温度对结构模态频率的影响. 展开更多
关键词 环境温度 圆拱形钢结构 模态频率 BP神经网络
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