一、强度计算中安全系数的计算(论文文献综述)
班新林[1](2021)在《高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究》文中指出我国高速铁路技术已经达到世界领先水平,运营里程占全世界高速铁路运营里程的一半以上,我国高铁一个显着的特点是桥梁占线路里程的比例高,平均大于50%,部分线路高达90%,其中标准设计的预应力混凝土简支梁桥又占桥梁里程的90%以上。标准简支梁桥的设计理论、建造模式及运营性能控制是我国高速铁路建设过程中面临的重大科学问题之一,成为保障高速铁路线路高平顺性与高速列车长期平稳运行的关键控制环节。以32m简支箱梁为核心的我国高铁标准简支梁建造技术已经发展成熟,但40m简支梁对我国长度约25m的动车组具有消振优势,并且在地形起伏较大区域、河流湖泊中桥梁下部基础造价较高等情况下可以节省大量工程投资,工程应用需求大。40m简支箱梁代表了高速铁路标准简支梁建造技术的发展方向,其中40m简支梁设计理论创新是亟需解决的问题。本文以高速铁路40m预应力混凝土简支箱梁为对象,研究内容涵盖动力学设计和静力学设计、容许应力法设计和极限强度理论设计、确定性分析和考虑参数随机性的可靠度分析,并且以实际工程应用目标打造一榀足尺试验梁,研究了系统的试验验证技术。开展的研究工作以及取得的创新性成果如下:(1)以动力系数和桥面加速度为控制指标,采用移动荷载列模型研究40m简支梁的竖向自振频率设计限值,研究结果论证了40m简支梁的消振效应,基频设计限值采用规范下限值即可。虽然混凝土结构本身较大的线质量,决定了桥面加速度不控制高铁简支梁的刚度设计,本文针对较小线质量40m简支梁基频限值的分析,可以为轻型桥梁结构和轨道结构的发展提供借鉴。另外,以车体加速度为控制指标,采用车桥耦合动力仿真模型,研究了40m简支梁的挠跨比、残余徐变变形和墩台不均匀沉降限值,根据是否为可调的工后变形,分别给出各自的研究原则,研究得到的挠跨比限值大于既有规范,不控制40m简支梁刚度设计。基于车体加速度随速度变化规律,采用运营速度给出单独考虑的残余徐变变形限值和墩台不均匀沉降限值,并给出工后变形变位的组合限值。(2)基于现行规范设计了一榀完全满足工程应用条件的高速铁路40m简支箱梁,设计考虑了运营状态设计指标、施工工况下混凝土应力以及横框结构的钢筋应力和裂缝宽度,设计结果满足规范要求。试验梁预制质量良好,基于研发的试验平台和加载系统,验证了40m简支梁抗弯性能、抗扭性能、抗裂安全系数、开裂荷载、预应力度和强度安全系数,结果满足设计要求。针对受力复杂的锚固区,试验验证了预应力张拉工况下结构受力安全。(3)使用桁架模型分析40m简支梁抗弯极限承载力,并与国内外规范公式进行对比,采用容许应力法设计的简支梁在采用极限状态法验算时,抗弯能力有5.9%~10.7%的富裕。提出了采用莫尔协调转角桁架模型、转角软化桁架模型、固角软化桁架模型的抗剪设计方法,考虑了混凝土软化本构模型,以试验测试数据为分析起点,以试验梁配筋为基础,得到了抗剪钢筋的屈服顺序以及混凝土结构极限剪应力。采用转角软化桁架模型分析得到40m简支箱梁纯扭状态的破坏全过程,随着扭转角的增加,得到混凝土主压应变、剪力流区厚度发展规律和钢筋屈服顺序。研究表明40m简支梁抗扭延性比为15.8,具有很好的塑性变形能力。针对锚固区受力特征,基于拉压杆理论创立了三种腹板模型和两种底板模型,结果表明预应力筋的劈裂力不控制足尺试验梁端配筋设计。(4)考虑二期恒载引起的跨中挠度和二期恒载加载龄期的随机性,分别采用一次二阶矩法和基于拉丁超立方抽样的蒙特卡洛法计算残余徐变变形的可靠度,结果表明增加二期恒载加载龄期可以有效控制残余徐变变形的发展。考虑截面抗弯刚度、线质量和阻尼比的随机性,研究了桥面加速度的可靠度;考虑轨道不平顺的高低幅值和残余徐变上拱幅值的随机性,研究了车体加速度的可靠度;加速度响应均符合极值I型分布规律。累积概率99%的加速度明显大于确定性计算结果,可以作为设计参考指标。
张朔[2](2021)在《山区高速公路弃渣场稳定性评估和综合安全控制技术研究》文中指出本文依托云南省交通运输厅科技示范课题项目“山区高速公路弃土场动态稳定性评价方法和综合安全控制技术研究”,以云南地区上百个弃渣场作为研究对象,采用资料收集、现场调查、室内外试验、理论分析和数值模拟的方法,对弃渣的物理力学性质、弃渣边坡的堆积演化特征、失稳破坏机制、稳定性评估方法和综合安全控制技术等相关内容展开了研究,成果如下:(1)现场调查和颗粒流数值模拟揭示了弃渣的运动分选行为造就了弃渣边坡具有明显的水平层位和沿坡面平行层位的堆积分带特征。上部坡率较缓,主要以细颗粒为主,颗粒充分填充;中部坡率较陡,主要以中细颗粒为主;下部坡率较缓,主要以中粗颗粒为主,少见细颗粒,空隙率较大。(2)根据对研究区域内50个山区高速公路弃渣场的弃渣物理力学试验发现:弃渣天然密度主要集中在1.65至1.95 g·cm-3,结构松散,空隙率较大;天然休止角主要集中在36°~40°范围内,约占统计总量的68%;弃渣颗粒度组成大致可分为4个维度,粒径范围普遍较大,中、粗砾为主要粒度组成,几乎不含细粒成分,弃渣间几乎不存在胶结。(3)引入弃渣粗细比K将弃渣分为三种类型:细粒弃渣,K≤0.5,天然休止角≤35°;混合型弃渣,0.5<K<1.0,36°<天然休止角<40°;粗粒弃渣,1.0≤K,41°≤天然休止角。随着弃渣粗颗粒含量的增多,天然休止角呈现先增大后趋于平缓的趋势,其敏感程度逐渐降低。(4)山区高速公路弃渣场常见病害主要有弃渣边坡前缘底鼓、侧向滑移挤出变形、局部变形裂缝、坡面冲刷、主体结构损毁失效、整体失稳脱坡破坏等。有限元数值模拟揭示的失稳破坏主要表现为坡顶下座,坡脚前缘底鼓,滑裂面从坡脚位置初步形成并逐渐向坡体内部延展贯通,是一个动态发展的过程。(5)基于山区高速公路弃渣的无黏性特性,引入无黏性土边坡中的安全系数计算公式到弃渣场边坡的稳定性定量评估中,可通过简便的天然休止角测量和坡角测量,实现以中粗颗粒弃渣为主的山区高速公路弃渣场便捷定量评估。(6)建立了弃渣边坡整形坡率控制、中部施加宽台阶的坡型控制、合理规划堆载顺序的堆积控制、主体结构配套设施控制和安全管理控制的山区高速公路弃渣场综合安全控制技术体系。图91 表39 参98
陈彬鑫[3](2021)在《淤地坝蓄水改造三维渗流和稳定性分析》文中认为淤地坝作为黄土高原地区的三大“亮点”工程之一,在治理黄土高原水土流失、改善生态环境和发展渔农产业等方面发挥了重要作用,具有非常明显的生态和社会效益。为缓解贫困山区的水资源短缺问题,现开展淤地坝蓄水改造的技术研究。淤地坝防渗条件较差,不具备蓄水能力。而对淤地坝改造前后的渗流和坝坡稳定性分析是蓄水改造的基础。目前对淤地坝的渗流和稳定性研究大多应用二维模型,对于三维性较强的淤地坝,其分析结果与实际情况有所不同,有必要开展三维渗流和稳定性分析。西廒沟在坝址处的河道狭窄,其横截面沿着坝轴线的变化较大,宜用三维的方法进行分析。本文利用ABAQUS软件建立三维模型,结合流固耦合原理和强度折减法,对该淤地坝的渗流和坝坡稳定性进行验算并对其三维特性进行分析。具体研究内容和结论如下:(1)查阅相关文献,对土石坝和淤地坝的渗流和稳定性分析方法进行了综合评述。(2)验证二维流固耦合模型,并分析二、三维模型计算结果的差异性。(3)考虑应力场-渗流场耦合,并采用强度折减法,对原西廒沟淤地坝在设计洪水位时的渗流和稳定性进行分析。原坝体为均质土坝,防渗条件差,蓄水后的渗流量为1.20×10-5m3/s,浸润线溢出点位置为11.54 m,下游溢出点容易发生流土破坏。下游坡受到渗透压力的作用产生一定的位移,对其稳定性造成不利影响,在强度折减后求得大坝的稳定安全系数为1.200,不符合规范要求,需进行防渗改造。(4)为使改造后的淤地坝满足土石坝设计规范的要求,结合前期的研究成果,本文采用土工膜改造方案:在上游添加土工膜防渗体,下游设置贴坡排水,并增加坝顶宽度至6 m,放缓上、下游边坡系数分别至2.5、2.0。(5)对土工膜改造后的大坝在竣工期、渗流稳定期和正常运行条件下遇地震三种工况下进行渗流和稳定性计算:(1)竣工期:竣工期大坝上下游边坡放缓,且未受到渗透水作用,大坝上、下游坡的稳定性较好。(2)渗流稳定期:土工膜的防渗效果良好,使得浸润线在土工膜前后发生急剧变化,由18 m降至6 m,坝体内部的水力坡降较小,渗流量减小为1.00×10-6m3/s,渗流溢出点高度为0.22 m。蓄水后大坝上游坡面的位移主要由静水压力引起的,位移的最大值为0.097 m,坝体其余部分的位移较小,下游边坡稳定安全系数为2.068。(3)正常运行条件遇地震:采用拟静力法计算大坝在7级地震荷载下的稳定安全系数。上、下游坝坡在受到地震惯性力的影响后稳定性降低,下游坝坡的稳定安全系数为1.230,上游坝坡由于有静水压力在水平方向提供反作用力下仍保持较高的安全水平,安全系数为2.150。(6)西廒沟淤地坝改造前后的渗流场和应力场的计算结果显示,由于侧向水流和土体之间的相互作用,淤地坝整体浸润线、水平位移、失稳破坏的滑裂面等均表现出明显的三维特性,淤地坝中心截面附近为最不利区域,应给予重点关注。
贾晓阳[4](2021)在《边坡应力分析的解析方法及稳定性分析》文中进行了进一步梳理本文将边坡视为平面应变问题,假设坡体是只受到重力作用的均质弹性体,根据复变函数方法推导获得了边坡的应力解析解。当坡体滑动时,在滑面处满足Mohr-Coulomb强度准则。以应力解析解为基础,根据极限平衡原理定义边坡的稳定安全系数,通过最优化方法寻找最危险滑动面,提出一种不需要将坡体分条的稳定分析方法。其主要研究内容和获得的成果如下:(1)使用保角变换将带有边坡的半无限域映射为ζ平面上的单位圆,以通过Schwarz-Christoffel变换得到的精确映射函数为基础,使用级数逼近方法获得了便于应力求解,同时具高精度的映射函数显式表达式。基于考虑体力的复势函数方程,推导出适用于本问题的应力边界条件,将待求的解析函数表示为幂级数,根据应力边界条件,直接建立求解解析函数系数的线性方程组,实现复势函数的求解以及应力的计算。(2)将得到的边坡应力解析解与通过ANSYS计算的数值解进行比较,验证本文解析解推导和求解的正确性,并依据解析解分析了泊松比和坡角对应力的影响。计算结果表明:边坡在仅受重力作用时,泊松比越小沿边坡坡面的切向压应力越大,坡脚的应力集中越明显;在坡顶面附近,坡体内的应力值较小,并且变化平缓。坡角对应力分布有很大影响,边坡角度较小时,坡面段的应力变化较为平缓,坡脚处的应力集中不明显,当边坡角度较大时,在坡脚附近存在明显的应力集中现象,并且随着边坡角度的增加,坡脚处的应力集中程度急剧增加。(3)将滑动面用分段二次多项式函数表示,当分段间隔足够小时,这种表示方式可以描述任意曲面形状。根据应力解析解求出曲面上每点的滑动力和抗滑力,并计算边坡稳定安全系数。以稳定安全系数为目标函数,多项式系数为设计变量构成优化模型,通过混和罚函数优化方法求出使稳定安全系数达到最小的多项式系数,其对应的曲面即为最危险滑动面。(4)在不同材料组合下,将本文方法所得到的边坡稳定安全系数与一些经典分析方法进行了对比,并依据本文方法分析了泊松比对边坡稳定性的影响。结果表明:本文方法所得到的边坡稳定安全系数与简化的Bishop法和有限元强度折减法的结果非常接近,且基本介于简化Bishop法和有限元法之间。得到的滑动面是向上凹的光滑曲线,可以很好地解释坡顶所出现的陡峭裂缝。通过算例分析发现坡体的泊松比越大,边坡的稳定安全系数越大,但随泊松比变化的影响不明显,而在其他参数相同时,边坡高度对稳定安全系数有较大影响,随着坡高的增加,稳定安全系数迅速减小。
张博[5](2021)在《工业汽轮机转静子组件稳态运行安全分析》文中研究表明工业汽轮机作为国家发展的重大装备,其制造的先进性是我国综合实力的重要体现。作为驱动设备,工业汽轮机已经广泛应用于化工、发电、核动力等行业。随着国民经济和近代工业的发展,传统蒸汽轮机技术在我国也有了快速的发展,总体上向着更高功率密度和更高进汽参数发展。在工业汽轮机广泛应用的同时,要保证汽轮机机组在恶劣环境下的安全可靠工作,必须进行转静子组件在运行状态下的强度计算和可靠性分析。本文以某型号高压工业汽轮机为研究对象,以通用有限元分析软件ANSYS/Workbench为平台,进行整机汽缸热固耦合分析,完成初始稳态运行下的强度校核,对汽轮机各压力级进行变工况计算,分析参数波动对汽轮机定功率运行的影响,对汽轮机末端第八级动叶盘进行动静强度校核,为服役期间的安全检查以及形成完整的汽轮机部件可靠性分析规范提供参考。以工业汽轮机汽缸及其组件为研究对象,对其水压试验工况、初始稳态运行、10万小时运行工况下的温度场、应力场和汽密性等进行计算,通过引入Norton-Bailey蠕变本构方程和Cocks-Ashby多轴韧度系数,进行考虑多轴效应的汽缸蠕变强度校核。研究结果表明,汽缸在水压试验工况、初始稳态及长时运行后的结构强度及汽密性满足正常工作要求,其中高温蠕变使汽缸原有应力场发生明显松弛,在进汽缸蒸汽室管口、进汽流道内和高温螺栓孔周蠕变积累较大,在服役期间安全检查时应当引起厂商重视。进行汽轮机主蒸汽温度及压力参数波动后,汽轮机定功率稳定运行的变工况简化计算,实现了各级蒸汽温度及压力变化的准确计算。编制汽轮机对流换热系数计算平台,通过Matlab驱动实现了汽轮机变工况重分析,分析进汽参数波动对汽轮机各级温度场、应力场及蠕变行为的影响。分析结果表明,进汽参数变化对各级温度场、应力场和应变场的影响规律和程度不同,但不会导致明显的位置重分布,对各级温度场和高温区域蠕变会产生较大影响,对前三级和末端两级的应力场影响较大。最后以汽轮机第八级动叶片组成的叶盘为研究对象,采用循环对称方法研究不同约束条件下叶片及叶盘的动静态特性,校核叶盘结构的静强度,并利用Campbell图和干涉图对叶盘进行振动安全分析。结果表明,叶盘动静态强度满足设计要求。
胡圣明[6](2021)在《高心墙堆石坝抗震稳定性分析与加固措施研究》文中研究指明我国西部地区水能资源丰富,高土石坝也多建于此。同时西部地区又属于地震频发区域,在汶川地震中,许多土石坝都遭受到了不同程度的破坏,因此对处于强震区域的土石坝进行抗震研究是十分有必要的。这些土石坝在强震作用下的破坏大多从坝顶开始,为提高坝体的抗震稳定性,在坝顶区域采取加筋措施成为目前高土石坝抗震的主要手段。但目前来说,对于土石坝的加筋机理研究还相对薄弱,需要展开进一步的研究。以坝高300m高黏土心墙堆石坝为研究对象,通过有限元软件对不同加筋方案下的加筋堆石坝进行静动力分析,并从坝坡稳定性和震后永久变形两个角度对加筋堆石坝的抗震性能进行评价,论文主要内容如下:(1)建立了坝高300m高黏土心墙堆石坝计算模型。为模拟出土工格栅在受拉时对土体所产生的等效附加应力,采用fortran语言对Duncan-Chang E-B模型子程序进行了改编。并通过有限元软件对各加筋方案下的堆石坝进行静力分析,结果表明:蓄水期过后,采取加筋措施能够减小坝顶布筋方向上的变形。(2)在动力分析时编写了考虑围压效应的Hardin-Drnevich模型。提取各单元静应力状态作为初始条件,对各加筋方案下的堆石坝进行动力分析。结果表明:在坝顶采取加筋措施后坝体的响应加速度,动位移,动剪切应变均有所减小,总体上对坝体的抗震性能产生积极的影响。(3)对不同加筋间距下坝坡时程稳定安全系数和滑动体震后永久变形进行了计算。结果表明:对坝顶采取加筋措施后,坝坡的稳定性能得到明显改善,随着加筋间距的缩短,坝坡最危险滑动面的位置会向坝体内部深层方向移动,滑动面上最小安全系数有所提升,安全系数小于1的累积时间和滑动体的永久位移逐渐减小,但加筋间距过密对坝体的抗震性能提升效果较小,通过对比不同工况下安全评价指标的变化规律,得出土工格栅的最佳铺设间距为3m。
王颖[7](2021)在《框架预应力锚杆加固边坡地震动稳定性分析》文中提出框架预应力锚杆支护结构是我国西北地区应用最广泛的支护形式之一,且由其加固的边坡工程大多处于地震扰动区,地震引起边坡的严重变形、甚至滑塌会严重威胁人民生命及财产安全,因此,进行框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性分析具有重要的现实意义。本文采用拟静力法、位移反分析法以及强度折减法,对框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性、变形及二者间的关系进行了研究,主要完成了以下的科研工作:(1)基于极限平衡理论,假设边坡潜在滑面为圆弧形,建立了考虑锚杆预应力的框架锚杆加固边坡地震动稳定性分析模型。模型中将预应力等效为沿坡面切向及法向的均布力,通过计算均布力产生的附加应力,进行边坡稳定性分析;在此基础上,建立潜在滑面的圆心坐标与安全系数之间的函数关系,借助MATLAB中的优化算法工具箱,动态搜索圆心所在的可能位置区域,得到边坡的最小安全系数。最后,结合某实际边坡工程进行计算,并与有限元结果进行对比分析。(2)采用位移反分析法,反演优化边坡土体力学参数,由均匀试验设计获取反分析样本,利用PSO-BP神经网络算法进行网络训练,将反演后的土体力学参数分别代入安全系数解析式和PLAXIS 3D有限元软件中,求解不同峰值加速度下边坡的安全系数及位移,通过非线性拟合法建立二者之间的关系式,由此得到边坡处于极限状态下坡顶、坡腰及坡脚的位移允许值,通过对比边坡实际发生的位移与位移允许值的大小关系,分析边坡的稳定性。(3)结合某边坡加固工程实例,采用强度折减法揭示地震作用下框架预应力锚杆加固边坡潜在滑面的形状、位置及滑移范围,计算边坡的安全系数,同时得到了边坡坡面的变形规律,综合三种边坡失稳判据,通过观察坡面的变形进行边坡稳定性分析。最后,通过改变锚杆间距与预应力、水平地震峰值加速度与竖向地震作用强度的大小,利用软件PLAXIS 3D进行框架预应力锚杆加固边坡的地震动稳定性及变形的有限元参数分析。
李巍[8](2021)在《基于极限分析上限法的土质围岩隧道开挖面稳定性研究》文中提出确保开挖面稳定性是隧道施工安全控制的核心问题。国内外城市隧道施工过程中,由于开挖面失稳造成地层坍塌进而引起邻近建筑物损坏、地下管线破裂的事故时有发生,危害巨大。现阶段针对隧道开挖面稳定性研究的理论模型由于未充分考虑复杂的隧道和地层条件,且求解过程也存在诸多简化,使得开挖面理论模型与实际情况之间存在一定差距,难以满足实际隧道工程的安全控制要求。为此,本文重点考虑地层土拱效应、地层强度参数空间变异性、隧道断面形状、地下水渗流以及饱和软黏土地层变形破坏特征等因素对隧道开挖面稳定性的影响,基于隧道开挖面破坏演化规律和破坏特征,采用极限分析上限法建立隧道开挖面稳定性分析模型。论文的主要研究内容及取得的研究成果如下:(1)考虑地层土拱效应,分别采用椭球体土拱理论和空间离散化技术构建的土拱区域地层速度场,建立隧道开挖面稳定性分析模型。研究结果表明:两种方法所构建的分析模型均显着提高了支护力上限解;地层内摩擦角对开挖面极限支护力的影响较其他参数更为显着;椭球体理论能有效预测地层土拱区域的松动土压力,相比速度场改进方法能提供更保守的稳定性分析结果;而通过构建土拱区域运动容许速度场,则可获得由上限法推导得到的土拱区域边界方程。(2)考虑地层空间变异性,分别建立了地层黏聚力和内摩擦角空间函数表达式,并基于空间离散化技术和牛角形刚体旋转破坏机制,建立了隧道开挖面稳定性分析模型。研究结果表明:随黏聚力不均匀系数n0/n2比值和各向异性参数k的增大,开挖面极限支护力呈非线性增大;当地层各向异性系数k<1,黏聚力各向异性有利于开挖面稳定,但当k>1时,则会降低开挖面稳定性;当采用地层平均内摩擦角φ0时,随内摩擦角各向异性参数Ω3的减小,开挖面破坏区域同时在纵向和横向上缩小。(3)推导了开挖面前方地层的地下水渗流水头分布的解析表达式,并研究了渗流作用对开挖面稳定性的影响规律。研究结果表明:解析模型与数值解吻合较好,具有较高的计算精度;开挖面极限支护力随地下水位hw/D的增大呈线性增大,开挖面破坏区域随地下水位hw/D的增大而倾向于向开挖面的前方延伸;随渗透系数比值kh/kv的增大,开挖面渗流水头降低,开挖面极限支护力呈非线性减小。(4)采用空间离散化技术研究了马蹄形、圆形、矩形和椭圆形四种断面形状对隧道开挖面稳定性的影响,包括开挖面失稳破坏模式、开挖面极限支护力和安全系数等。研究结果表明:圆形和矩形断面隧道开挖面所需的极限支护力较大,马蹄形和椭圆形所需极限支护力较小;在断面面积相同的情况下,隧道开挖面稳定性会随断面高宽比D/W的增大呈现先减小后增大的趋势;而对于开挖面破坏区域,断面形状会改变破坏区域的最优化几何形状;其中马蹄形和椭圆形开挖面破坏区域水平延伸范围较小。(5)基于饱和软黏土地层破坏特性,构建了隧道开挖面连续速度场,推导了开挖面极限支护力和稳定性系数计算公式,并给出了饱和软黏土地层隧道开挖面稳定性的相关无量纲参数计算图表。研究结果表明:相比圆形断面,马蹄形断面的隧道开挖面在饱和软黏土地层中稳定性更好;忽略饱和软黏土地层不均匀性将会高估开挖面的稳定性;针对原始连续速度场随覆跨比C/D无限延伸扩展的缺陷,提出了改进的连续速度场,有效提高了开挖面极限支护力和稳定性系数上限解。
孙林[9](2021)在《高水位填埋场地震响应数值分析与离心模拟验证》文中认为近年来,虽然焚烧处理在城市固体废弃物(MSW)无害化处置中的应用发展较快,然而填埋仍然是我国目前主要的MSW处置方式之一。由于用地紧张,我国填埋场普遍呈规模大、堆填高、边坡陡等特点。一旦填埋场发生失稳滑移,将对所在地区的社会经济、人民生命与财产以及生态环境造成重大危害。受城市固体废弃物厨余垃圾含量高的影响,我国填埋场渗沥液水位壅高现象明显。较高的渗沥液水位加剧了填埋场的失稳破坏的风险。另一方面,我国特殊的地理位置使得大多数填埋场位于地震多发地区,而地震加剧了高水位填埋场失稳破坏的不确定性。因此,关于高水位填埋场在地震下的响应及稳定性的研究显得非常必要。非线性分析已经被证明是一种合理、有效的地震响应分析方法,而离心模型试验也逐渐成为研究填埋场的地震响应及稳定性的一种重要手段。二者的结合可以更好地揭示填埋场的地震响应规律和失稳破坏机理。本文对填埋场常重力原型、超重力液相异质模型和超重力同质模型进行了数值建模,通过有限差分(FDM)非线性分析研究了填埋场的地震响应。就填埋场超重力同质模型的地震响应,将离心模型试验与FDM分析进行了对比和相互验证,揭示了堆体水位和地震影响下的填埋场堆体地震孔压响应规律、变形发展规律及潜在失稳破坏形式。通过安全系数时程分析了填埋场的地震稳定性及强度参数对填埋场地震稳定性的影响。本文主要研究工作及成果如下:1.基于合理的假定给出了填埋场常重力原型、超重力液相异质模型与超重力同质模型数值分析的控制方程,阐述了超重力液相异质模型与常重力原型以及超重力同质模型与常重力原型之间的相似关系,建立了相应的数值计算模型。根据数值分析假定和控制方程,对计算参数的取值进行了分析讨论。超重力同质模型与常重力原型渗流的差异性导致其不能完全满足超重力液相异质模型与常重力原型间各特征量的相似关系。填埋场地震响应分析采用反映固废非线性特性的滞后阻尼以及采用与平均主应力大小相关的最大动剪切模量比较合理和可行。但是,采用理想弹塑性模型与Mohr-Coulomb破坏准则反映固体废弃物的力学特性,忽略了固废的剪胀性,导致数值分析较之实际情况存在一定差异。2.采用FDM非线性分析研究了高水位填埋场常重力原型在不同地震动强度下的堆体孔压、加速度及位移响应和超重力液相异质模型在小震下的响应情况。比较了常重力原型与超重力液相异质模型的地震响应,证明了计算程序的有效性及相似关系的可信度。高水位填埋场常重力原型与超重力液相异质模型的地震响应结果满足理论分析给出的相似关系,二者的地震响应规律一致。就高水位填埋场常重力原型而言,其在地震剪切及张拉作用下堆体出现累积增长的负超静孔压,且在震后消散缓慢。随高程的增加,堆体水平峰值加速度增大;随地震动的加强,同一位置水平峰值加速度的增幅减小。3.对不同堆体水位的填埋场超重力同质模型在不同地震动强度下的堆体孔压、加速度与位移的响应情况以及堆体体应变、塑性区、剪应变的发展变化进行了 FDM非线性分析研究,阐述了堆体水位高度和地震动强度对填埋场地震响应及稳定性的影响,揭示了填埋场潜在的失稳破坏形式。对高水位填埋场超重力同质模型与常重力原型的地震响应进行了比较,分析了流体渗流差异对二者地震响应的影响。结果表明,尽管渗流差异致使二者地震响应不完全满足相似关系,但彼此呈现的孔压、加速度与位移响应较为接近。受地震过程中剪切与张拉作用,超重力同质模型堆体在地震作用过程中亦产生负超静孔压,但在震后能够快速消散。常重力原型较超重力同质模型超静孔压消散速率明显偏小,通常情况下其在任一时刻的孔压变化值更小,超静孔压幅值更大。此外,地震过程中堆体的剪应变、塑性区和位移的发展变化表明,较大地震动下填埋场超重力同质模型固废堆体呈潜在的非圆弧形滑面,其起始点分别位于右侧堆体边坡坡肩下方坡面和左侧堆体边坡坡脚区域,并呈坡脚牵引式破坏。4.比较了填埋场地震响应超重力同质模型FDM非线性分析结果与离心试验观测结果,发现二者的地震孔压、加速度响应规律及震后变形较为相似,共同揭示了填埋场在地震下的孔压、加速度响应和变形发展规律以及潜在的堆体地震失稳破坏模式及机理。分析了离心试验和FDM非线性分析的地震响应差异的影响因素:计算假定、参数取值、本构模型缺陷、试验因素等均在不同程度上导致了试验与数值分析之间的偏差。根据此前的研究成果,对同质离心模型试验预测原型填埋场地震响应的可行性进行了讨论。结果表明,由同质离心模型试验观测结果和相似关系,可近似预测原型填埋场的地震响应,但所得堆体顶部的沉降量及超静孔压的幅值偏小。5.基于填埋场超重力同质模型FDM非线性分析存储的不同时刻的动力反应信息,通过安全系数时程分析了不同堆体水位的填埋场在不同地震动强度下的稳定性。研究了固体废弃物强度参数对填埋场地震稳定性的影响。强度参数根据破坏应变推荐值取值时,低水位填埋场在地震作用下均表现出较好的稳定性;高水位填埋场在地震不大时稳定性良好,但在较大地震动下出现了失稳现象。增大破坏应变后强度参数提高,高水位填埋场在相同地震动下安全系数有所提高,但在最大一级地震动下仍出现了失稳现象。因此,动力分析中固废强度参数的确定仍有待进一步研究。
安晓凡[10](2020)在《岩质边坡多层弯曲倾倒分析方法研究》文中认为倾倒是边坡失稳的一种典型模式,其破坏机理与常见的滑动模式截然不同。伴随着国内外水利水电、露天矿、交通等大型工程项目的建设,岩体的倾倒变形和失稳现象被广泛揭露出来,成为制约相关工程建设的关键问题。目前对于此类边坡的研究仍然缺乏深入的结论性成果,致使工程界在处理相关问题过程中存在争议和难点。本文以岩质边坡的倾倒破坏模式为研究对象,重点针对多层弯曲倾倒,运用工程地质分析、理论解析和数值模拟的方法,揭示了倾倒体的变形演化特征、力学作用机理和失稳规律。系统性研究了多层弯曲倾倒边坡的稳定性分析与评价方法,以及关键参数对分析结果的影响。主要研究内容和成果如下:(1)分析总结了国内外已报道的较为详细的76个边坡倾倒实例,从边坡岩体几何特征、工程地质特征和失稳诱因三个方面分析归纳了边坡倾倒的变形演化规律和破坏特征;基于Goodman-Bray分类提出了一种更为全面的倾倒边坡分类系统,包括基本倾倒模式、组合倾倒模式、蠕变模式、悬臂模式和顺层倾倒五个基本大类,拓宽了边坡倾倒破坏的研究范围,为倾倒边坡稳定性量化分析夯实了地质基础。(2)针对反倾层状岩质边坡,剖析了不同于块体倾倒机制的多层弯曲倾倒破坏特征,重新概化并建立了其相应的解析分析模型;针对该模型提出了一种新的稳定性分析方法,该方法通过对岩体施加水平荷载的方式使边坡达到极限状态,以水平极限加速度为标准获取边坡的安全系数。以一物理模型试验为背景验证了该方法的适用性,分析结果显示:倾倒体的受力特征、极限加速度和安全系数在弯折面倾角变化时表现出良好的一致性,且均能反映边坡的稳定性态。(3)对比论证了离散元模拟在岩质边坡块体倾倒和多层弯曲倾倒稳定性分析中的可行性,提出了这两种倾倒边坡数值分析的要点。针对典型倾倒体模型试验的标定分析证明,离散元能取得良好的模拟效果,且能反映边坡岩体倾倒失稳的内在应力场渐进变化过程。数值试验结果显示:块体倾倒表现出显着的运动学特征,而弯曲倾倒表现出明显的叠合悬臂梁结构性特征。关键力学参数的敏感性分析显示:岩体抗拉强度对多层弯曲倾倒边坡的稳定性影响很大,因此对这类边坡进行强度折减分析时,除了降低岩体和结构面的抗剪强度外,还需考虑折减岩体抗拉强度。(4)研究了结构面空间形态(倾角和间距)、边坡形态(坡角)和岩体强度对层状岩质边坡极限失稳模式、倾倒破坏特征和安全系数的影响。重点分析了关键力学参数和几何参数对反倾层状岩质边坡破坏面形态的影响。典型的多层弯曲倾倒折断面是由坡脚开始发育的、逐渐贯穿至后缘面的直线型,其倾角一般大于层面法线,两者夹角通常在0°~20°之间。弯折面倾角随节理摩擦角的增大而增大,而节理粘聚力和岩体抗拉强度对其几乎没有影响;坡角越大弯折面倾角越大,岩层倾角越大弯折面倾角越小;陡坡脚的反向陡倾边坡破坏面往往是深层的,主倾倒体内还会发育出一条或多条次生破坏面。(5)以德尔西水电站左岸边坡为例,详细分析了其地质、地貌特征和施工过程中的相关监测数据。典型的反向陡倾岩体结构和特殊的岩性组成(薄层片麻岩)是该边坡发生弯曲倾倒的先决条件,而工程开挖、强降雨等外界因素触发并加剧了岩层的变形。离散元模拟结果显示:底部1493m高程以下的岩体开挖导致整个边坡发生深层弯曲倾倒失稳,破坏面呈倾角为21°的近似直线型;控制边坡底部高程的开挖高度和角度能够有效降低倾倒变形的程度。提出一种预应力锚索的模拟方式,研究了不同支护强度、加固位置和施作时机条件下锚索的受力状态和岩体的变形特征,评价了各方案预应力锚索的加固效果和边坡的稳定性。针对易于发生倾倒破坏的高边坡,提供了在开挖、加固过程中的防治建议。
二、强度计算中安全系数的计算(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、强度计算中安全系数的计算(论文提纲范文)
(1)高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 铁路标准简支梁发展 |
1.3 铁路标准简支梁动力设计参数 |
1.3.1 铁路桥梁动力学研究方法 |
1.3.2 动力设计参数 |
1.4 高速铁路32m简支箱梁结构设计 |
1.4.1 设计指标 |
1.4.2 高速铁路32m简支梁设计 |
1.5 铁路桥梁基于可靠度的设计研究 |
1.6 高速铁路40m简支箱梁研究意义 |
1.7 本文技术路线与主要研究内容 |
2 基于桥梁动力响应的竖向自振频率限值研究 |
2.1 车桥消振理论 |
2.2 跨度32m、40m简支梁动力响应规律对比 |
2.3 基于动力系数的竖向自振频率限值 |
2.4 基于桥面加速度的竖向自振频率限值 |
2.5 本章小结 |
3 基于车体加速度的变形变位设计限值研究 |
3.1 车桥耦合计算理论 |
3.2 基于列车运行舒适度的变形变位分析原则 |
3.2.1 挠跨比计算原则 |
3.2.2 残余徐变变形计算原则 |
3.2.3 墩台不均匀沉降计算原则 |
3.3 挠跨比限值 |
3.4 残余徐变变形限值 |
3.5 不均匀沉降限值 |
3.6 工后变形变位组合限值 |
3.7 车体加速度峰值规律 |
3.8 本章小结 |
4 足尺试验梁设计 |
4.1 设计原则 |
4.2 结构设计 |
4.3 结构计算 |
4.3.1 运营阶段设计计算 |
4.3.2 预应力工况实体有限元计算 |
4.3.3 横框配筋计算 |
4.4 本章小结 |
5 足尺试验梁试验 |
5.1 试验梁预制 |
5.2 试验加载系统 |
5.2.1 台座系统 |
5.2.2 七点加载模式 |
5.2.3 静载试验自动控制系统 |
5.3 整体受力性能测试 |
5.3.1 设计荷载测试 |
5.3.2 偏载试验 |
5.3.3 抗裂安全性能测试 |
5.3.4 预应力度及强度安全性能测试 |
5.4 终张拉梁端应力测试 |
5.5 本章小结 |
6 基于桁架模型的极限承载能力分析 |
6.1 混凝土结构承载力分析理论 |
6.2 抗弯承载力分析 |
6.2.1 桁架模型 |
6.2.2 基于规范的承载力计算 |
6.3 抗剪承载力分析 |
6.3.1 整体抗剪承载力 |
6.3.2 基于弥散应力单元的抗剪承载力计算 |
6.4 抗扭承载力分析 |
6.4.1 转角软化桁架模型 |
6.4.2 基于规范的承载力计算 |
6.5 本章小结 |
7 锚固区受力分析及配筋验算 |
7.1 简支梁D区设计理论 |
7.2 AASHTO规范计算 |
7.2.1 锚固力效应计算 |
7.2.2 腹板配筋验算 |
7.2.3 底板配筋验算 |
7.3 拉压杆模型计算 |
7.3.1 腹板配筋验算 |
7.3.2 底板配筋验算 |
7.4 本章小结 |
8 徐变可靠度和车桥动力可靠度研究 |
8.1 时变可靠度理论 |
8.2 动力可靠度理论 |
8.2.1 首次超越失效机制 |
8.2.2 极值分布 |
8.3 可靠度计算方法 |
8.3.1 一次二阶矩法(FOSM法) |
8.3.2 蒙特卡洛法(Monte Carlo Method) |
8.3.3 拉丁超立方抽样(Latin hypercube sampling,LHS) |
8.4 残余徐变变形可靠度分析 |
8.4.1 40m简支箱梁残余徐变变形设计计算 |
8.4.2 徐变时变分析模型 |
8.4.3 一次二阶矩法可靠度分析 |
8.4.4 基于拉丁超立方的蒙特卡洛法可靠度分析 |
8.5 桥面竖向加速度可靠度分析 |
8.5.1 基本工况 |
8.5.2 基于可靠度的桥面加速度计算 |
8.5.3 参数灵敏度分析 |
8.6 车体竖向加速度随机性分析 |
8.6.1 基本工况 |
8.6.2 基于可靠度的加速度计算 |
8.6.3 参数灵敏度分析 |
8.7 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
学位论文数据集 |
(2)山区高速公路弃渣场稳定性评估和综合安全控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 弃渣场相关法律法规及规范重要论述 |
1.2.2 山区交通工程弃渣体构成及力学特性研究现状 |
1.2.3 山区交通工程弃渣场工程稳定性研究现状 |
1.2.4 山区交通工程弃渣场评估方法研究现状 |
1.2.5 山区交通工程弃渣场综合安全控制技术研究现状 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 山区高速公路弃渣场稳定性评估要点及潜在工程问题 |
2.1 山区高速公路弃渣场工程稳定性评估依据 |
2.1.1 国家相关法律法规 |
2.1.2 国家技术标准及规范 |
2.2 山区高速公路弃渣场工程稳定性主要评估内容 |
2.3 山区高速公路弃渣场工程稳定性主要评估过程 |
2.4 当前评估中的不足及潜在工程问题 |
2.5 本章小结 |
3 山区高速公路弃渣场工程特征及弃渣物理力学特性 |
3.1 山区高速公路弃渣场主要类型及特征 |
3.1.1 弃渣场基本类型 |
3.1.2 弃渣场主要特征 |
3.2 山区高速公路弃渣堆积演化过程 |
3.2.1 实际弃渣堆放过程 |
3.2.2 弃渣堆积演化模型概化 |
3.2.3 弃渣堆放过程模拟 |
3.2.4 弃渣运动及堆积演化过程分析 |
3.3 山区高速公路弃渣物理力学特性研究 |
3.3.1 弃渣体物理力学性质 |
3.3.2 弃渣天然休止角与颗粒粗细比相关性分析及分类 |
3.4 本章小结 |
4 山区高速公路弃渣场常见病害及失稳破坏机制 |
4.1 弃渣场常见病害 |
4.2 弃渣场失稳破坏模式 |
4.3 弃渣场失稳变形过程 |
4.4 弃渣场失稳破坏机制 |
4.4.1 依托工程概况 |
4.4.2 工程地质条件及计算参数 |
4.4.3 计算模型及模拟过程 |
4.4.4 失稳破坏过程及机制 |
4.5 本章小结 |
5 山区高速公路弃渣场稳定性评估方法 |
5.1 主要评估方法 |
5.1.1 基于弃渣无黏性特征的稳定性便捷评估 |
5.1.2 基于传统计算方法的稳定性评估 |
5.1.3 基于现场调查和工程验算的主体结构评估 |
5.2 工程应用 |
5.2.1 研究区工程概况 |
5.2.2 K58+060弃渣场稳定性评估 |
5.2.3 K119+500弃渣场稳定性评估 |
5.2.4 K121+900弃渣场稳定性评估 |
5.2.5 不同定量稳定性评估方法结果对比分析 |
5.3 本章小结 |
6 山区高速公路弃渣场综合安全控制技术 |
6.1 基于弃渣天然休止角的整形坡率控制 |
6.2 基于宽台阶阻断机制作用下的弃渣坡型控制 |
6.3 基于弃渣合理规划堆积的堆载优化控制 |
6.4 基于主体结构配套设施安全的控制技术 |
6.4.1 拦挡工程结构安全及控制要点 |
6.4.2 排洪排涝工程结构安全及控制要点 |
6.5 基于综合管理的弃渣场安全控制技术 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(3)淤地坝蓄水改造三维渗流和稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 淤地坝概况 |
1.2.1 淤地坝结构特点 |
1.2.2 淤地坝发展现状 |
1.3 淤地坝防渗改造的主要措施及土工膜防渗的相关研究 |
1.3.1 淤地坝防渗改造的主要措施 |
1.3.2 目前土工膜防渗的相关研究 |
1.4 国内外对渗流及稳定性的研究现状 |
1.4.1 渗流和稳定性分析的发展过程 |
1.4.2 考虑流固耦合的渗流及稳定性计算 |
1.4.3 三维的渗流和稳定性计算 |
1.5 本文主要内容 |
第2章 计算原理 |
2.1 流固耦合理论 |
2.1.1 渗流场和应力场的相互影响 |
2.1.2 渗流场和应力场的耦合方程 |
2.2 强度折减法 |
2.2.1 传统安全系数的计算方法 |
2.2.2 强度折减基本理论 |
2.2.3 强度折减法的破坏准则 |
2.2.4 强度折减法在ABAQUS中的实现 |
2.3 土体本构模型 |
2.3.1 土体本构模型概述 |
2.3.2 摩尔-库伦弹塑性模型 |
第3章 三维模型与二维模型的计算结果对比 |
3.1 二维模型计算 |
3.2 模型验证 |
3.3 三维模型计算 |
第4章 西廒沟淤地坝渗流和稳定性分析 |
4.1 工程概况 |
4.2 坝体模型 |
4.2.1 网格划分 |
4.2.2 荷载和定解条件 |
4.2.3 材料参数 |
4.3 计算结果 |
4.3.1 渗流计算结果及分析 |
4.3.2 稳定性计算结果及分析 |
第5章 西廒沟淤地坝改造方法 |
5.1 淤地坝蓄水改造思路 |
5.2 土石坝和淤地坝设计标准 |
5.3 西廒沟淤地坝蓄水改造方案 |
第6章 改造后坝体在不同工况下的渗流和稳定性计算 |
6.1 计算工况 |
6.2 竣工期大坝上、下游边坡稳定性分析计算 |
6.2.1 下游边坡稳定计算 |
6.2.2 上游边坡稳定计算 |
6.3 渗流稳定期的渗流和稳定性计算 |
6.3.1 渗流分析 |
6.3.2 稳定性分析 |
6.3.3 改造前后数据对比 |
6.4 地震荷载下的稳定性分析 |
6.4.1 坝体抗震稳定性分析的拟静力法 |
6.4.2 下游边坡的抗震稳定分析 |
6.4.3 上游边坡的抗震稳定分析 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)边坡应力分析的解析方法及稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 关于边坡应力计算的研究 |
1.2.2 关于边坡稳定性分析方法的研究 |
1.3 本文的研究内容 |
第2章 映射函数 |
2.1 映射函数的精确表达式 |
2.2 映射函数的可用表达式 |
2.1.1 J(ζ)在讨论域内不含有奇点的证明 |
2.1.2 映射函数的级数逼近 |
2.3 算例 |
2.4 本章小节 |
第3章 边坡在重力作用下的应力解析解 |
3.1 考虑体力时应力分量的复势函数表示 |
3.2 应力边界条件的复势函数表示 |
3.3 复势函数及应力的求解 |
3.3.1 应力边界条件方程的建立与求解 |
3.3.2 无穷远处的附加应力边界条件 |
3.4 解析解和数值解的比较 |
3.5 算例与分析 |
3.5.1 坡底面出现拉应力 |
3.5.2 泊松比对应力的影响 |
3.5.3 坡角对应力的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 以应力解析解为基础的边坡稳定性分析 |
4.1 确定滑动面的原理 |
4.1.1 滑动面上的应力分布 |
4.1.2 极限平衡原理和安全系数 |
4.2 滑动面的参数表示 |
4.3 最危险滑动面的搜索 |
4.3.1 安全系数的计算方法 |
4.3.2 滑动面的约束条件 |
4.3.3 最危险滑动面的优化计算 |
4.4 与其他方法的比较分析 |
4.5 算例分析 |
4.5.1 泊松比对安全系数的影响 |
4.5.2 坡高对安全系数的影响 |
4.6 简化的稳定性分析方法 |
4.6.1 计算原理 |
4.6.2 算例分析 |
4.7 本章小节 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(5)工业汽轮机转静子组件稳态运行安全分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 汽轮机结构强度研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 汽轮机高温蠕变强度研究现状 |
1.2.2 汽轮机变工况研究现状 |
1.2.3 汽轮机叶片振动特性与强度研究 |
1.3 本文主要研究内容 |
2 工业汽轮机转静子强度理论和变工况计算方法 |
2.1 汽缸有限元计算方法 |
2.1.1 汽缸热固耦合分析的有限元计算方法 |
2.1.2 蠕变计算的有限元计算方法 |
2.1.3 旋转对称叶片的自由振动有限元计算 |
2.2 高温蠕变强度理论基础 |
2.3 汽缸变工况热力计算方法 |
2.3.1 水和水蒸汽热力参数计算方法 |
2.3.2 汽缸变工况计算方法 |
2.4 叶片共振及强度分析 |
2.4.1 汽轮机叶片强度安全性考核方法 |
2.4.2 汽轮机叶片及叶盘结构共振分析方法 |
2.5 本章小结 |
3 工业汽轮机汽缸高温强度分析 |
3.1 汽轮机汽缸结构与工作参数 |
3.1.1 汽缸有限元模型 |
3.1.2 汽缸材料特性 |
3.1.3 汽缸额定工况边界条件 |
3.2 汽轮机额定工况强度计算 |
3.2.1 汽缸水压试验校核 |
3.2.2 汽缸初始稳态温度场 |
3.2.3 汽缸初始稳态应力场 |
3.2.4 汽缸初始稳态位移场 |
3.2.5 汽缸长时蠕变强度分析 |
3.3 汽缸密封面汽密性分析 |
3.3.1 水压密封性能计算 |
3.3.2 初始稳态工况密封性能计算 |
3.3.3 蠕变工况密封性能计算 |
3.4 本章小结 |
4 工业汽轮机变工况参数计算及敏感性分析 |
4.1 汽轮机变工况热力参数计算 |
4.1.1 水和水蒸汽热力参数计算 |
4.1.2 对流换热系数计算平台 |
4.1.3 Matlab驱动的汽轮机变工况简化计算 |
4.2 汽轮机进汽参数变化敏感性分析 |
4.2.1 温度场变化 |
4.2.2 应力场变化 |
4.2.3 应变场变化 |
4.2.4 位移场变化 |
4.3 本章小结 |
5 工业汽轮机末级叶盘结构动静强度分析 |
5.1 叶片及叶盘结构的频率分析 |
5.1.1 叶片三维模型 |
5.1.2 不同约束条件下的模态分析 |
5.1.3 预应力模态计算及共振分析 |
5.1.4 基于干涉图法的汽轮机叶盘共振分析 |
5.2 叶盘结构的强度校核 |
5.2.1 轮槽-叶片模型的建立 |
5.2.2 不同边界条件下的叶片受力分析 |
5.2.3 叶片强度校核 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(6)高心墙堆石坝抗震稳定性分析与加固措施研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 土石坝的动力反应分析 |
1.2.2 边坡稳定性分析 |
1.2.3 加筋技术的应用 |
1.3 本文研究内容及研究路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究路线 |
第二章 计算原理与方法 |
2.1 土的静动力本构模型 |
2.1.1 Duncan-Chang E-B模型 |
2.1.2 考虑围压效应的Hardin-Drnevich模型 |
2.2 动力反应计算方法 |
2.2.1 动力平衡方程 |
2.2.2 自振特性 |
2.2.3 动力方程求解 |
第三章 加筋技术理论研究 |
3.1 加筋土结构与加筋材料简介 |
3.1.1 加筋土结构的组成 |
3.1.2 土工格栅简介 |
3.1.3 土工格栅加筋土计算方法 |
3.2 土工格栅加筋机理及应用 |
3.2.1 摩擦加筋理论 |
3.2.2 准粘聚力理论 |
第四章 加筋堆石坝静动力分析 |
4.1 计算模型的建立和参数介绍 |
4.2 加筋模拟方案 |
4.2.1 土工格栅布置方案 |
4.2.2 土工格栅模拟方法 |
4.3 加筋堆石坝动力反应计算过程 |
4.4 坝体静力有限元计算结果 |
4.4.1 坝体静力反应分析 |
4.4.2 结构自振频率计算 |
4.4.3 坝体动力反应分析 |
第五章 加筋堆石坝动力稳定性分析 |
5.1 坝坡稳定性分析 |
5.1.1 计算原理与参数 |
5.1.2 最危险滑动面的确定 |
5.1.3 有限元动力时程稳定性分析 |
5.2 震后永久变形分析 |
5.2.1 计算理论 |
5.2.2 计算结果分析 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(7)框架预应力锚杆加固边坡地震动稳定性分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 地震作用下边坡稳定性分析方法研究现状 |
1.2.1 拟静力法 |
1.2.2 Newmark滑块分析法 |
1.2.3 模型试验法 |
1.2.4 有限元分析法 |
1.3 框架预应力锚杆边坡支护结构研究现状 |
1.3.1 内力分析 |
1.3.2 动力响应分析 |
1.3.3 稳定性分析 |
1.3.4 变形分析 |
1.4 基于位移参数的反分析法研究现状 |
1.5 现有研究中存在的主要问题 |
1.6 主要研究内容与技术路线 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
第2章 考虑预应力的框架锚杆加固边坡地震动稳定性分析 |
2.1 引言 |
2.2 考虑锚杆预应力的附加应力计算方法 |
2.2.1 法向条形荷载引起的附加应力计算 |
2.2.2 切向条形荷载引起的附加应力计算 |
2.2.3 滑面上附加应力的计算 |
2.3 动力稳定性分析 |
2.3.1 锚固边坡地震动稳定性计算方法 |
2.3.2 水平地震力的计算 |
2.3.3 锚杆抗拔承载力的计算 |
2.4 最危险滑面的搜索 |
2.4.1 搜索模型 |
2.4.2 模型可实现的搜索方法 |
2.5 工程算例及数值验证 |
2.5.1 工程概况 |
2.5.2 算例分析 |
2.5.3 数值验证及对比分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于BP神经网络的框架锚杆加固边坡土体力学参数反演分析 |
3.1 引言 |
3.2 边坡位移反分析法的一般理论 |
3.2.1 基本原理 |
3.2.2 目标函数的建立 |
3.2.3 反演基础信息 |
3.3 基于PSO-BP神经网络的土体力学参数反演 |
3.3.1 建立边坡反演模型 |
3.3.2 网络样本获取 |
3.3.3 位移反分析实施过程 |
3.3.4 网络预测结果 |
3.4 根据坡体位移进行边坡稳定性分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于强度折减法的边坡地震动稳定性与变形的关系研究 |
4.1 引言 |
4.2 强度折减法 |
4.2.1 强度折减的方式 |
4.2.2 失稳判据 |
4.3 工程概况 |
4.4 建立数值分析模型 |
4.4.1 地震动参数选取 |
4.4.2 模型建立 |
4.5 计算结果分析 |
4.5.1 边坡稳定性计算结果分析 |
4.5.2 边坡变形计算结果分析 |
4.6 边坡地震动稳定性与变形的有限元参数分析 |
4.6.1 锚杆间距对边坡地震动稳定性及变形的影响 |
4.6.2 锚杆预应力对边坡地震动稳定性及变形的影响 |
4.6.3 水平地震峰值加速度对边坡地震动稳定性及变形的影响 |
4.6.4 竖向地震作用对边坡地震动稳定性及变形的影响 |
4.7 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
附录B 攻读学位期间所参与的项目基金及项目 |
(8)基于极限分析上限法的土质围岩隧道开挖面稳定性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 极限平衡法在隧道开挖面稳定性分析中的应用 |
1.2.2 极限分析法在隧道开挖面稳定性分析中的应用 |
1.2.3 数值模拟在隧道开挖面稳定性分析中的应用 |
1.2.4 模型试验在隧道开挖面稳定性分析中的应用 |
1.3 当前各研究方法的优缺点分析 |
1.4 本文研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 考虑地层土拱效应的隧道开挖面稳定性研究 |
2.1 基于椭球体理论改进的开挖面牛角形刚体旋转破坏机制 |
2.1.1 椭球体理论 |
2.1.2 几何形状 |
2.1.3 内外功率计算 |
2.1.4 极限支护力求解 |
2.1.5 结果分析与讨论 |
2.2 考虑土拱区域速度场分布的开挖面稳定性极限分析模型 |
2.2.1 数值模拟 |
2.2.2 理论模型几何形状 |
2.2.3 区域I的破坏机制生成 |
2.2.4 区域II的破坏机制生成 |
2.2.5 内外功率计算 |
2.2.6 结果分析与讨论 |
2.3 本章小结 |
3 考虑地层空间变异性的隧道开挖面稳定性研究 |
3.1 考虑空间变异性的地层强度公式 |
3.1.1 地层强度随埋深的变化 |
3.1.2 地层强度随主应力作用方向的变化 |
3.2 考虑地层空间变异性的开挖面稳定性极限分析 |
3.2.1 三维破坏面上各点黏聚力和内摩擦角表达式 |
3.2.2 开挖面破坏机制 |
3.2.3 极限支护力求解 |
3.3 结果分析与讨论 |
3.3.1 极限支护力 |
3.3.2 开挖面破坏模式 |
3.4 本章小结 |
4 考虑地下水渗流作用的隧道开挖面稳定性研究 |
4.1 开挖面渗流作用数值模拟分析 |
4.1.1 数值模型 |
4.1.2 开挖面渗流场分布 |
4.2 开挖面渗流作用解析解 |
4.2.1 Laplace渗流平衡方程 |
4.2.2 开挖面渗流场边界条件 |
4.2.3 开挖面渗流水水头分布解析式推导 |
4.2.4 开挖面渗流水头分布 |
4.2.5 渗透系数各向异性 |
4.3 考虑地下水渗流作用的开挖面稳定性极限分析模型 |
4.3.1 开挖面三维破坏机制 |
4.3.2 功能计算 |
4.3.3 渗流水做功 |
4.4 结果分析与讨论 |
4.4.1 极限支护力对比 |
4.4.2 地下水水位对开挖面稳定性的影响 |
4.4.3 开挖面极限支护力计算图表 |
4.4.4 渗透性各向异性的影响 |
4.5 本章小结 |
5 考虑开挖面形状的隧道开挖面稳定性研究 |
5.1 等效隧道开挖面 |
5.2 基于空间离散化技术的断面离散化 |
5.3 基于空间离散化技术构建不同断面形状的开挖面破坏机制 |
5.3.1 几何形状 |
5.3.2 内外功率计算 |
5.3.3 极限支护力 |
5.3.4 安全系数 |
5.4 结果分析与讨论 |
5.4.1 极限支护力 |
5.4.2 安全系数 |
5.4.3 开挖面破坏模式 |
5.5 本章小结 |
6 饱和软黏土地层隧道开挖面稳定性研究 |
6.1 饱和软黏土地层开挖面稳定性极限分析模型 |
6.1.1 问题定义 |
6.1.2 马蹄形开挖面破坏机制 |
6.1.3 连续速度场分布 |
6.1.4 内外功率计算 |
6.1.5 开挖面极限支护力 |
6.2 饱和软黏土地层开挖面数值模拟分析 |
6.2.1 数值模型 |
6.2.2 极限支护力比 |
6.2.3 开挖面破坏区域 |
6.3 结果分析与讨论 |
6.3.1 与数值模拟结果对比 |
6.3.2 与既有研究文献结果对比 |
6.3.3 与饱和软黏土地层圆形断面对比 |
6.3.4 饱和软黏土地层马蹄形隧道稳定性计算图表 |
6.3.5 饱和软黏土地层开挖面破坏机制 |
6.4 饱和软黏土地层开挖面连续速度场的改进 |
6.4.1 改进的连续速度场 |
6.4.2 结果分析与讨论 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(9)高水位填埋场地震响应数值分析与离心模拟验证(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 城市固体废弃物填埋场失稳的影响 |
1.1.2 渗沥液水位壅高加剧填埋场失稳破坏的风险 |
1.1.3 地震作用增加填埋场失稳破坏的不确定性 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 城市固体废弃物静力、动力特性研究 |
1.2.2 边坡稳定性研究 |
1.2.3 城市固体废弃物填埋场稳定性研究 |
1.2.4 离心机振动台试验岩土渗流模拟 |
1.3 本文主要研究工作 |
1.3.1 技术路线 |
1.3.2 主要研究工作 |
第2章 填埋场地震响应分析数值模型与方法 |
2.1 引言 |
2.2 数值模型及方法 |
2.2.1 填埋场地震响应数值分析假定 |
2.2.2 控制方程及相似关系 |
2.2.3 FDM分析方法简述 |
2.2.4 填埋场常重力原型与超重力模型数值建模 |
2.3 填埋场地震响应分析计算参数 |
2.3.1 基本物理参数 |
2.3.2 剪切强度参数 |
2.3.3 固废模量衰减曲线与滞后阻尼 |
2.3.4 最大动剪切模量G_(max) |
2.4 本章小结 |
第3章 填埋场常重力原型与超重力液相异质模型地震响应分析 |
3.1 引言 |
3.2 常重力原型地震响应分析 |
3.2.1 静力分析 |
3.2.2 输入地震动 |
3.2.3 孔压响应 |
3.2.4 加速度响应 |
3.2.5 堆体体应变与超静孔压 |
3.2.6 堆体位移 |
3.3 超重力液相异质模型地震响应分析 |
3.3.1 输入地震动 |
3.3.2 孔压响应 |
3.3.3 加速度响应 |
3.3.4 堆体体应变与超静孔压 |
3.3.5 堆体位移 |
3.4 高水位填埋场常重力原型与超重力液相异质模型地震响应比较 |
3.4.1 初始孔压及水平位移比较 |
3.4.2 输入地震动比较 |
3.4.3 孔压响应比较 |
3.4.4 加速度响应比较 |
3.4.5 堆体位移比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 填埋场超重力同质模型地震响应及与常重力原型的比较 |
4.1 引言 |
4.2 填埋场超重力同质模型静力分析 |
4.2.1 初始孔压 |
4.2.2 堆体初始位移与变形 |
4.2.3 初始剪应变与固废塑性屈服情况 |
4.3 填埋场超重力同质模型地震响应分析 |
4.3.1 输入地震动 |
4.3.2 孔压响应 |
4.3.3 加速度响应 |
4.3.4 堆体体应变与超静孔压 |
4.3.5 堆体塑性区 |
4.3.6 堆体位移及变形 |
4.3.7 堆体剪应变 |
4.4 高水位填埋场超重力同质模型与常重力原型地震响应比较 |
4.4.1 孔压响应比较 |
4.4.2 加速度响应比较 |
4.4.3 堆体体应变比较 |
4.4.4 堆体位移比较 |
4.5 本章小结 |
第5章 填埋场地震响应超重力同质模型数值计算与试验的比较和分析 |
5.1 引言 |
5.2 离心模型试验简述 |
5.2.1 试验模型简述 |
5.2.2 试验方案 |
5.3 填埋场地震响应超重力同质模型数值分析与试验的比较 |
5.3.1 孔压响应比较 |
5.3.2 加速度响应比较 |
5.3.3 堆体震后位移比较 |
5.4 超重力同质模型数值分析与试验结果差异性的影响因素 |
5.4.1 数值计算假定对结果差异性的影响 |
5.4.2 边界条件及参数取值对结果差异性的影响 |
5.4.3 试验因素对结果差异性的影响 |
5.5 同质离心模型试验预测原型填埋场地震响应的可行性 |
5.5.1 同质离心模型试验预测原型填埋场孔压响应的可行性 |
5.5.2 同质离心模型试验预测原型填埋场加速度及位移响应的可行性 |
5.6 本章小结 |
第6章 高水位填埋场地震稳定分析 |
6.1 引言 |
6.2 填埋场超重力同质模型地震稳定性动力安全系数时程分析 |
6.2.1 基于FLAC3D的动力安全系数时程分析的实现 |
6.2.2 填埋场超重力同质模型安全系数时程及地震稳定分析 |
6.2.3 强度参数对填埋场稳定性的影响 |
6.3 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 研究工作展望 |
参考文献 |
附录A |
作者简历 |
(10)岩质边坡多层弯曲倾倒分析方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究意义和目的 |
1.2 岩质边坡倾倒破坏类型 |
1.2.1 岩质边坡失稳模式 |
1.2.2 边坡倾倒破坏分类基础 |
1.3 岩质边坡稳定性分析方法 |
1.4 倾倒边坡解析分析方法研究进展 |
1.4.1 块体倾倒 |
1.4.2 多层弯曲倾倒 |
1.4.3 块体-弯曲倾倒和次生倾倒 |
1.5 倾倒边坡数值分析方法研究进展 |
1.5.1 连续介质模拟方法 |
1.5.2 非连续介质模拟方法 |
1.6 倾倒边坡物理模型试验研究进展 |
1.6.1 基底摩擦试验 |
1.6.2 倾斜台面试验 |
1.6.3 模型开挖试验 |
1.6.4 离心机模型试验 |
1.6.5 振动台试验 |
1.7 论文的主要研究内容和技术路线 |
1.8 论文的创新点 |
2 边坡倾倒破坏模式与机理分析 |
2.1 引言 |
2.2 边坡倾倒破坏实例分析 |
2.2.1 基于Goodman-Bray的边坡倾倒分类 |
2.2.2 倾倒边坡的几何特征 |
2.2.3 倾倒边坡的工程地质特征 |
2.2.4 倾倒失稳诱因 |
2.3 边坡倾倒破坏类型和机理分析 |
2.3.1 基本倾倒模式 |
2.3.2 组合倾倒模式 |
2.3.3 深层倾倒 |
2.3.4 拉裂倾倒 |
2.3.5 顺层边坡倾倒 |
2.4 本章小结 |
3 边坡多层弯曲倾倒解析分析模型 |
3.1 引言 |
3.2 边坡多层弯曲倾倒几何模型 |
3.2.1 边坡弯曲倾倒渐进破坏过程 |
3.2.2 失稳模式和几何模型 |
3.3 多层弯曲倾倒模型的解析方法 |
3.3.1 分析思路和方法 |
3.3.2 稳定性判别标准 |
3.3.3 安全系数定义 |
3.4 倾倒区后缘位置确定 |
3.4.1 极限弯曲倾倒深度 |
3.4.2 不同荷载条件下的敏感性 |
3.5 极限平衡方程建立 |
3.5.1 基于力矩平衡的多层弯曲倾倒方程 |
3.5.2 滑动块体静力平衡方程 |
3.5.3 极限状态方程 |
3.6 模型验证和参数敏感性分析 |
3.6.1 模型试验和计算参数 |
3.6.2 求解过程和参数敏感性分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于离散元的岩质边坡倾倒破坏分析 |
4.1 引言 |
4.2 倾倒边坡离散元强度折减分析方法 |
4.3 边坡块体倾倒离散元分析 |
4.3.1 Goodman-Bray模型的局限性 |
4.3.2 数值模型建立 |
4.3.3 边坡块体倾倒特征分析 |
4.3.4 关键力学参数的敏感性 |
4.4 边坡多层弯曲倾倒离散元分析 |
4.4.1 模型建立和参数选取 |
4.4.2 模型的边界效应 |
4.4.3 力学参数校准和敏感性分析 |
4.4.4 弯曲倾倒破坏特征 |
4.5 本章小结 |
5 边坡多层弯曲倾倒失稳条件和规律 |
5.1 引言 |
5.2 数值分析方案设计 |
5.3 层状边坡的极限失稳模式 |
5.4 层状边坡极限破坏特征分析 |
5.4.1 多层弯曲倾倒 |
5.4.2 上部倾倒-下部滑动 |
5.4.3 推移式倾倒 |
5.4.4 顺层边坡倾倒 |
5.4.5 下盘边坡失稳 |
5.4.6 安全系数变化规律 |
5.5 软硬互层反倾边坡倾倒失稳特征 |
5.6 本章小结 |
6 德尔西水电站左岸边坡倾倒变形分析与加固措施研究 |
6.1 边坡工程地质特征 |
6.1.1 基本地质条件 |
6.1.2 分步开挖过程 |
6.1.3 典型监测数据分析 |
6.2 左岸边坡开挖稳定性分析 |
6.2.1 模型建立和计算参数 |
6.2.2 开挖过程模拟 |
6.2.3 倾倒岩体的破坏特征 |
6.2.4 优化开挖和安全系数 |
6.3 左岸边坡预应力锚索加固研究 |
6.3.1 预应力锚索模拟方法 |
6.3.2 左岸倾倒体预应力锚索加固方案 |
6.3.3 加固模拟结果分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:攻读博士学位期间完成的科研成果 |
四、强度计算中安全系数的计算(论文参考文献)
- [1]高速铁路预制40m简支箱梁设计理论研究[D]. 班新林. 中国铁道科学研究院, 2021(01)
- [2]山区高速公路弃渣场稳定性评估和综合安全控制技术研究[D]. 张朔. 安徽理工大学, 2021(02)
- [3]淤地坝蓄水改造三维渗流和稳定性分析[D]. 陈彬鑫. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]边坡应力分析的解析方法及稳定性分析[D]. 贾晓阳. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [5]工业汽轮机转静子组件稳态运行安全分析[D]. 张博. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]高心墙堆石坝抗震稳定性分析与加固措施研究[D]. 胡圣明. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]框架预应力锚杆加固边坡地震动稳定性分析[D]. 王颖. 兰州理工大学, 2021(01)
- [8]基于极限分析上限法的土质围岩隧道开挖面稳定性研究[D]. 李巍. 北京交通大学, 2021(02)
- [9]高水位填埋场地震响应数值分析与离心模拟验证[D]. 孙林. 浙江大学, 2021(06)
- [10]岩质边坡多层弯曲倾倒分析方法研究[D]. 安晓凡. 西安理工大学, 2020(01)