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埋地钢管局部悬空的挠度和内力分析 被引量：38
1
作者 王小龙 姚安林 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期218-222,共5页
在地质灾害作用下,埋地钢管下方的土壤下陷或流失会造成管道悬空,这给管道长期的安全运行构成了严重的威胁。对于埋地钢管在悬空时的失效问题曾有文献进行过研究,但均未推导出此种状态下埋地钢管的挠度和内力计算公式。该文基于Winkler... 在地质灾害作用下,埋地钢管下方的土壤下陷或流失会造成管道悬空,这给管道长期的安全运行构成了严重的威胁。对于埋地钢管在悬空时的失效问题曾有文献进行过研究,但均未推导出此种状态下埋地钢管的挠度和内力计算公式。该文基于Winkler假设的弹性地基梁理论,建立了埋地钢管在局部悬空时管道与土相互作用的力学模型。利用埋地钢管悬空段与非悬空段之间的变形协调性,通过求解管轴挠曲线微分方程,得出了埋地钢管在局部悬空时的挠度和内力计算公式。通过算例与有限元方法的结果进行了比较,结果表明:该方法在精度方面可满足工程要求。 展开更多
关键词 埋地钢管 挠度和内力 Winkler弹性地基梁 变形协调 局部悬空
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移动简谐荷载作用下Kerr地基梁的稳态响应研究 被引量：10
2
作者 黄强 黄宏伟 +1 位作者 张冬梅 黄栩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期14-20,共7页
利用双重Fourier变换以及围道积分方法得到了移动简谐荷载作用下Kerr地基梁的稳态响应解答。梁为Euler-Bernoulli梁,利用频散曲线分析了地基梁的共振频率和临界速度。分析了列车运行速度、荷载频率、地基压缩系数和剪切刚度对梁挠度响... 利用双重Fourier变换以及围道积分方法得到了移动简谐荷载作用下Kerr地基梁的稳态响应解答。梁为Euler-Bernoulli梁,利用频散曲线分析了地基梁的共振频率和临界速度。分析了列车运行速度、荷载频率、地基压缩系数和剪切刚度对梁挠度响应的影响,分析地基阻尼对地基梁临界速度和共振频率的影响。最后,建立地基-梁有限元模型,计算了静载和简谐荷载作用下梁挠度响应,与Kerr地基梁、Pasternak地基梁和Winkler地基梁的解析计算结果进行对比,发现静载作用下Kerr地基梁计算结果最为接近,Pasternak地基模型次之,Winkler地基梁误差最大,动载作用下地基梁模型仅在近处与有限元挠度时程响应结果较为接近。 展开更多
关键词 Kerr地基模型 地基梁挠度 频散曲线 地基阻尼 移动简谐荷载
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软土地层下穿开挖引发上覆电缆隧道挠曲变形分析
3
作者 王小龙 朱晶晶 +3 位作者 叶明鸽 胡卓 伍浩良 覃小纲 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期944-956,共13页
软土地区电缆隧道埋深浅、结构刚度低,易受下穿隧道近接施工的扰动影响,严重时可能导致变形超限、破损或开裂等结构病害.然而,评估软土隧道开挖对上覆电缆隧道扰动影响的理论方法仍相对欠缺.基于此,提出一种隧道扰动下电缆隧道挠曲响应... 软土地区电缆隧道埋深浅、结构刚度低,易受下穿隧道近接施工的扰动影响,严重时可能导致变形超限、破损或开裂等结构病害.然而,评估软土隧道开挖对上覆电缆隧道扰动影响的理论方法仍相对欠缺.基于此,提出一种隧道扰动下电缆隧道挠曲响应的有限差分理论分析方法,其中,假设电缆隧道符合Timoshenko梁,隧道周边地层简化为Winkler地基,采用有限差分法求解电缆隧道的变形和受力.计算结果与梁-弹簧法数值模拟结果吻合较好,验证了该方法的有效性.进一步对影响电缆隧道挠曲变形的主要因素进行了对比分析,结果表明:电缆隧道竖向位移随着隧道横截面宽度b和高度h的增加而减小,而弯矩随截面宽度b和高度h的增大而增大.相对而言,高度h对竖向位移和弯矩的影响更大.相较于高度为2.6m的电缆隧道,高度为4.4m的电缆隧道最大位移减小约30%,弯矩则增大约50%.当地层损失率V1为6%时,最大弯矩将超过混凝土极限抗拉弯矩,此时电缆隧道处于不安全状态. 展开更多
关键词 下穿开挖 地层损失 电缆隧道 挠曲变形 弹性地基梁 有限差分法
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基于弹性基础梁理论的球壳承压能力分析 被引量：3
4
作者 熊志鑫 罗培林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期690-695,共6页
为解决球壳的承压能力问题,从平板大挠度方程出发,假设板发生对称的球冠式初始弯曲变形,就能得出承受静水压力的球冠平衡方程,此方程可以简化成受横向载荷和轴向压力作用的弹性基础梁的平衡方程。通过弹性基础梁的屈曲问题,建立了球壳... 为解决球壳的承压能力问题,从平板大挠度方程出发,假设板发生对称的球冠式初始弯曲变形,就能得出承受静水压力的球冠平衡方程,此方程可以简化成受横向载荷和轴向压力作用的弹性基础梁的平衡方程。通过弹性基础梁的屈曲问题,建立了球壳弹塑性失稳的极限强度和压杆临界应力的关系。在研究材料拉伸曲线的基础上,可以改进切线模量理论的计算方法,得出更简便、规范的切线模量因子算法。通过与大量深潜器球壳失稳的实验数据和数值数据比较,表明基于弹性基础梁理论的算法具有较高的准确性,可以推广用于计算承受均匀外压球壳的极限荷载。 展开更多
关键词 大挠度 弹性基础梁 球壳 弹塑性 切线模量 承压能力
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塌陷作用下埋地悬空管道的力学响应分析 被引量：11
5
作者 许利惟 刘旭 陈福全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期212-219,228,共9页
地面塌陷会使得管道弯曲发生下沉或悬空现象,进而埋地管道会发生局部应力集中现象,是威胁管道安全运行的重要因素。根据管道的受力特点,将管道分为埋地段和悬空段,分别简化为Vlasov弹性地基梁和简支梁模型进行分析。依据管道的变形协调... 地面塌陷会使得管道弯曲发生下沉或悬空现象,进而埋地管道会发生局部应力集中现象,是威胁管道安全运行的重要因素。根据管道的受力特点,将管道分为埋地段和悬空段,分别简化为Vlasov弹性地基梁和简支梁模型进行分析。依据管道的变形协调条件,得到了管道的挠度和内力计算公式。结合管道的运行状态,利用解得的内力计算公式,对管道的应力状态进行了分析和计算,为理论模型合理的应用范围提供了判别依据。通过与数值模拟结果和Winkler模型计算结果的对比,采用Vlasov模型对该类问题进行分析是可行的,其计算结果优于Winkler模型的计算结果。分析了管道尺寸、管道埋深、塌陷区域尺寸、以及管道材料对塌陷作用下悬空管道的影响,并进行归一化分析,发现塌陷区域尺寸对管道安全运行的影响最大。 展开更多
关键词 塌陷作用 挠度和内力 埋地悬空管道 Vlasov弹性地基梁模型 局部应力集中
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大断面隧道施工对既有基坑围护结构挠曲位移影响规律研究 被引量：1
6
作者 于广明 王铁 +3 位作者 王有旗 谢彬 张博阳 张琳 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期81-92,共12页
城市地铁工程建设中,常在地铁车站基坑建设后进行区间隧道建设,同时接入车站的出入场线隧道断面增大,对既有基坑结构造成严重影响.本文针对地铁大断面隧道出入场对既有基坑围护结构产生有害影响的工程问题,依托青岛市地铁4号线大河东站... 城市地铁工程建设中,常在地铁车站基坑建设后进行区间隧道建设,同时接入车站的出入场线隧道断面增大,对既有基坑结构造成严重影响.本文针对地铁大断面隧道出入场对既有基坑围护结构产生有害影响的工程问题,依托青岛市地铁4号线大河东站区间工程,研究既有基坑围护结构受隧道施工影响产生的挠曲位移.首先,综合全覆土压力与Terzaghi松弛土压力两种计算方法确定隧道断面垂直土压力及其对应的侧向土压力、掌子面土压力,并采用Mindlin应力解计算基坑围护结构上的附加应力;然后,计算并分析平衡状态下基坑围护结构上的横向附加应力;最后,考虑基坑围护结构的横向附加荷载,采用Midas GTS NX有限元软件构建隧道-土体-基坑围护结构3者共同作用的挠曲计算模型,分析基坑围护结构的挠曲位移变化规律.研究结果表明:随着大断面隧道向基坑方向的推进,基坑中下部围护结构会发生较大挠曲变形,在实际施工中应重点监测.研究成果可为车站基坑支护结构的设计优化、隧道接近与进站施工过程中的安全防控等方面提供理论依据. 展开更多
关键词 大断面隧道 基坑围护结构挠曲位移 Mindlin水平应力解 梁-弹簧体系
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