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环间错台效应下基坑开挖引起临近地铁盾构隧道变形的能量计算法 被引量：43
1
作者 周顺华 何超 肖军华 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期53-60,共8页
针对基坑开挖直接引发临近运营地铁盾构隧道不均匀变形的计算问题,为克服将盾构隧道视为等效均质弹性地基梁的传统算法的不足,提出了能量计算法。采用Mindlin基本解计算基坑开挖引起的隧道附加应力,并通过坐标变换使其可以考虑隧道与基... 针对基坑开挖直接引发临近运营地铁盾构隧道不均匀变形的计算问题,为克服将盾构隧道视为等效均质弹性地基梁的传统算法的不足,提出了能量计算法。采用Mindlin基本解计算基坑开挖引起的隧道附加应力,并通过坐标变换使其可以考虑隧道与基坑轴线存在夹角的情况;将盾构隧道衬砌环视为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,并结合基坑开挖会导致盾构隧道发生环间错台的情况,建立隧道变形计算模型;利用最小势能原理建立变分控制方程,求解隧道的竖向、水平位移和环间错台量。将本文计算结果与现场实测数据和弹性地基梁法计算结果对比可知,本文算法的计算结果与现场实测数据吻合更好,而且计算效率更高。 展开更多
关键词 盾构隧道 基坑开挖 环间错台 附加应力 隧道变形 最小势能原理
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挡土墙支护边坡的最小势能稳定性分析方法 被引量：11
2
作者 温树杰 田亮 《建筑科学》 北大核心 2013年第7期20-23,共4页
对挡土墙加固边坡的稳定性分析方面,本文基于最小势能原理建立了单一地层圆弧滑裂面的计算模型,提出了新的方法,可以不进行滑体条块划分,直接得到滑裂面上的极限抗滑力,通过力矩平衡求得安全系数,最后通过界面计算程序对算例进行了分析... 对挡土墙加固边坡的稳定性分析方面,本文基于最小势能原理建立了单一地层圆弧滑裂面的计算模型,提出了新的方法,可以不进行滑体条块划分,直接得到滑裂面上的极限抗滑力,通过力矩平衡求得安全系数,最后通过界面计算程序对算例进行了分析。结果表明,该方法和工程实际中常用的Bishop法算出的安全系数非常接近,因此此方法是适用的。 展开更多
关键词 最小势能 挡土墙 边坡 稳定性
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基于能量法的锚杆失效模糊判别方法研究 被引量：8
3
作者 刘红军 李洪江 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1435-1441,共7页
从能量角度出发,在理想弹塑性土体模型下建立了拉力型锚杆的势能方程,在最小势能约束条件下推导出了锚杆拉拔荷载与锚固体长度的关系解析解,证明了锚杆极限锚固长度的存在,获得了不同土质环境下锚固长度的取值规律及其影响因素。引入模... 从能量角度出发,在理想弹塑性土体模型下建立了拉力型锚杆的势能方程,在最小势能约束条件下推导出了锚杆拉拔荷载与锚固体长度的关系解析解,证明了锚杆极限锚固长度的存在,获得了不同土质环境下锚固长度的取值规律及其影响因素。引入模糊理论原理构建了锚杆失效的能量法模糊判别模型,并对模型中的失效隶属函数和临界模糊区间作了具体分析。通过算例,将本文方法与工程实际进行对比,结果表明:本文的计算模型可行有效,能量法模糊判别不仅能对锚杆可靠度做较合理分析,并能对大多数锚杆破坏失效的案例作出解释。 展开更多
关键词 锚杆失效 模糊判别 最小势能 极限锚固长度 可靠度
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无拉力Winkler地基上梁的脱离问题 被引量：8
4
作者 何芳社 钟光珞 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 2004年第1期48-50,共3页
利用正弦级数和最小势能原理,解答了无拉力Winkler地基上梁的脱离问题.所采用的方法具有计算简单,收敛速度快的特点.计算结果表明,Winkler地基上梁弯曲时的线性解与非线性解有较明显的差异.
关键词 梁 无拉力WINKLER地基 正弦级数 最小势能原理
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改进的三维边坡最小势能稳定性分析方法 被引量：7
5
作者 孙加平 温树杰 +2 位作者 梁超 孙汉正 李铀 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期17-22,共6页
最小势能法是边坡稳定性分析的一种新方法,其关键在于确定滑体的总体势能函数。针对任意形状滑裂面的三维边坡,选取滑体中的某一单元体为研究对象,通过单元体上的静力平衡关系得到滑面上任一点的剪应力大小,提出了一种更加简便且合理的... 最小势能法是边坡稳定性分析的一种新方法,其关键在于确定滑体的总体势能函数。针对任意形状滑裂面的三维边坡,选取滑体中的某一单元体为研究对象,通过单元体上的静力平衡关系得到滑面上任一点的剪应力大小,提出了一种更加简便且合理的剪切势能计算方法,改进了边坡三维最小势能稳定性分析方法。相比于以往的研究,该方法在推求剪切势能函数时无需假定剪应力的方向,同时避免了剪应力方向向量繁琐的计算过程。为验证该方法的合理性,运用该方法计算了两个边坡的安全系数,得到了与其余分析方法较为一致的结果,表明该方法可以用于对称以及非对称滑面边坡的稳定性分析。 展开更多
关键词 最小势能 稳定性 剪切势能 非对称
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达点臂姿预测指标与机械臂仿人运动 被引量：7
6
作者 赵京 郭兴伟 谢碧云 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第23期21-27,共7页
从弹性系数的影响因素出发,完善最小势能指标。基于大量试验,得到影响扭簧系数的因素为主观因素和客观因素。标准化客观因素,用聚类分析方法对主观因素分类,利用多元线性回归方法得到弹性系数与目标点之间的具体数学表达通式。用最小势... 从弹性系数的影响因素出发,完善最小势能指标。基于大量试验,得到影响扭簧系数的因素为主观因素和客观因素。标准化客观因素,用聚类分析方法对主观因素分类,利用多元线性回归方法得到弹性系数与目标点之间的具体数学表达通式。用最小势能指标预测人臂达点臂姿,验证弹性系数,并与其他指标的预测结果对比。结果显示基于提出的弹性系数的最小势能指标能够准确预测更多人的臂姿。对机械臂进行仿人运动规划试验,证明最小势能指标的实用性。 展开更多
关键词 臂姿预测 最小势能 机械臂 仿人运动
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二维边坡稳定性分析的最小势能法新解 被引量：6
7
作者 孙加平 卜伟斐 +1 位作者 胡金木 温树杰 《力学与实践》 北大核心 2017年第4期349-353,共5页
针对最小势能法研究的不足,通过条块虚位移方向的静力平衡方程确定滑面上剪应力的解析解,构建了一种新的剪切势能计算模型.同时,提出了一种多地层边坡稳定性分析方法.算例结果表明:剪切势能对边坡稳定性系数会产生影响,使得计算结果更... 针对最小势能法研究的不足,通过条块虚位移方向的静力平衡方程确定滑面上剪应力的解析解,构建了一种新的剪切势能计算模型.同时,提出了一种多地层边坡稳定性分析方法.算例结果表明:剪切势能对边坡稳定性系数会产生影响,使得计算结果更为合理;运用文中方法计算得到边坡稳定性系数与极限平衡法的结果较为一致,表明文中的计算方法是可行且合理的;文中多地层边坡的计算模型,考虑了土层滑面长度以及法向力对边坡抗剪强度的贡献,且计算简便,易于工程人员使用. 展开更多
关键词 最小势能 滑面 剪应力 边坡 稳定性系数
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基于压缩特性曲线的密封结构简化计算方法
8
作者 柯金霖 韩波 《力学与实践》 2024年第2期342-349,共8页
飞机舱门以及机身口盖的密封结构对于气动外形以及机舱的气密性非常重要,然而不恰当的密封结构设计,会引起密封性欠缺或者气动表面齐平度不佳的问题。由于常用的密封结构变形分析方法涉及到材料非线性以及接触计算,导致分析过程需要消... 飞机舱门以及机身口盖的密封结构对于气动外形以及机舱的气密性非常重要,然而不恰当的密封结构设计,会引起密封性欠缺或者气动表面齐平度不佳的问题。由于常用的密封结构变形分析方法涉及到材料非线性以及接触计算,导致分析过程需要消耗巨大的计算成本。通过对密封件的压缩特性曲线拟合,并依据最小位能原理,可以构建出带有密封件加载特性的简化单元。利用商业软件以及简化单元分别对密封结构案例进行分析,结果表明简化单元在提高密封结构变形计算效率的同时,计算结果具有较好的精度,且计算精度与曲线的拟合优度相关,可以应用于舱门结构有限元分析,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 密封结构 线性简化 回弹变形 最小位能
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双肋拱桥横向稳定性分析 被引量：2
9
作者 罗征 孙学先 刘志峰 《兰州交通大学学报》 CAS 2007年第4期70-72,77,共4页
利用最小势能原理推导了肋拱桥结构在外荷载作用下侧倾稳定临界力的近似解析解.通过讨论横撑设置及刚度的变化并结合某座钢筋混凝土双肋系杆拱桥在成桥阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态... 利用最小势能原理推导了肋拱桥结构在外荷载作用下侧倾稳定临界力的近似解析解.通过讨论横撑设置及刚度的变化并结合某座钢筋混凝土双肋系杆拱桥在成桥阶段的稳定性有限元分析结果,探讨了横撑形式与类型对双肋拱桥的稳定系数和失稳模态的影响规律,并对该类桥梁的横撑设计提出了可供参考的建议. 展开更多
关键词 系杆拱桥 最小势能原理 稳定性 有限元
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考虑桩体变形的最小势能边坡稳定性分析方法 被引量：4
10
作者 温树杰 宋亮亮 梁超 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2017年第6期90-94,共5页
最小势能法是基于系统平衡时势能最小的边坡稳定性分析方法,因而势能的准确求解对计算结果的可靠性至关重要。针对抗滑桩三维加固边坡,考虑了由于桩土相互作用下桩体沿着边坡潜在滑动方向产生的转角变形,进而求得桩土相互作用下桩体以... 最小势能法是基于系统平衡时势能最小的边坡稳定性分析方法,因而势能的准确求解对计算结果的可靠性至关重要。针对抗滑桩三维加固边坡,考虑了由于桩土相互作用下桩体沿着边坡潜在滑动方向产生的转角变形,进而求得桩土相互作用下桩体以及桩土接触处的势能,然后基于最小势能原理建立抗滑桩加固边坡稳定性分析模型,并得到了与传统分析方法较为一致的结果;同时分析研究了抗滑桩在不同力学参数和边坡类型条件下对边坡安全系数的影响。研究结果表明:抗滑桩弹性模量对安全系数影响不明显;边坡横向相对半径大于4时,抗滑桩对边坡的安全系数影响较小。 展开更多
关键词 最小势能 抗滑桩 三维加固边坡 桩土相互作用 安全系数
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土钉加固边坡的最小势能稳定分析方法 被引量：4
11
作者 华中驰 温树杰 +2 位作者 李红卫 顾厚煜 李铀 《人民长江》 北大核心 2017年第3期61-65,共5页
针对土钉加固的多地层边坡,提出了一种基于最小势能原理,通过分析系统势能与虚位移来计算边坡安全系数的稳定性分析方法。通过与极限平衡法结果进行对比,并对结果进行讨论,验证了所提方法的合理性。计算结果表明,该方法与Bishop法、Janb... 针对土钉加固的多地层边坡,提出了一种基于最小势能原理,通过分析系统势能与虚位移来计算边坡安全系数的稳定性分析方法。通过与极限平衡法结果进行对比,并对结果进行讨论,验证了所提方法的合理性。计算结果表明,该方法与Bishop法、Janbu法的分析结果较为一致。该方法无需划分条块及迭代,计算过程相对于极限平衡法与有限元法来说更为简便,便于在岩土工程中推广应用。 展开更多
关键词 最小势能法 稳定性 边坡 土钉墙
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独塔对称自锚式悬索桥简化解析解研究 被引量：3
12
作者 周德 张羽龙 +2 位作者 王宁波 黄方林 周天睿 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期760-767,共8页
自锚式悬索桥在初步设计阶段,需频繁修改设计和变更计算参数,工作量大,迫切需要一种快速求解的方法,使设计人员迅速了解桥梁受力状态及其随参数变化的情况。为此,根据独塔对称自锚式悬索桥的受力特点,基于最小势能原理,提出一种求解内... 自锚式悬索桥在初步设计阶段,需频繁修改设计和变更计算参数,工作量大,迫切需要一种快速求解的方法,使设计人员迅速了解桥梁受力状态及其随参数变化的情况。为此,根据独塔对称自锚式悬索桥的受力特点,基于最小势能原理,提出一种求解内力和变形的简化解析方法。将自锚式悬索桥分离为加劲梁体系和主缆体系,分别计算恒载和活载作用下的吊索力。根据加劲梁梁端与主缆锚固点在顺桥向变形协调条件,求出活载作用下主缆水平分力,由此推导出独塔对称自锚式悬索桥内力和变形的简化解析解。并以主跨(150+150) m九乔路自锚式悬索桥为算例,分别采用本文方法和有限元法进行对比计算分析。研究结果表明:2种方法的计算结果吻合较好,且分布规律基本一致,竖向挠度和索力的计算值2种方法相差在15%以内。本文提出的简化方法可为独塔对称自锚式悬索桥的初步设计及其优化提供参考。 展开更多
关键词 自锚式悬索桥 独塔 对称 最小势能 简化解析解
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最小势能原理中总势能表达式的理解 被引量：1
13
作者 郭空明 徐亚兰 《山西建筑》 2015年第25期244-245,共2页
介绍了最小势能的原理,就最小势能原理中弹性体总势能表达式的理解难点进行了说明,通过一个简单系统中能量的变化,着重阐述了外力势能的含义,并得出了一些有助于深入理解弹性体总势能的结论。
关键词 最小势能原理 总势能 外力势能
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考虑钉锚耦合的支护体系最小势能分析 被引量：2
14
作者 王辉 赵雪 程建华 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期253-258,共6页
为了深入探讨锚杆复合土钉支护体系的真实受力状态,提出了一种稳定性分析的新思路。基于钉锚耦合作用,将预应力施加影响考虑为一定范围土钉加固效果的弱化,建立了计算模型。势能函数考虑两部分:第一部分为预应力影响范围,包含附加应力... 为了深入探讨锚杆复合土钉支护体系的真实受力状态,提出了一种稳定性分析的新思路。基于钉锚耦合作用,将预应力施加影响考虑为一定范围土钉加固效果的弱化,建立了计算模型。势能函数考虑两部分:第一部分为预应力影响范围,包含附加应力下的滑体势能和锚杆势能;第二部分为不受预应力影响范围,包括滑体势能和土钉势能。最后根据最小势能原理进行虚位移求解和安全系数计算。研究结果表明:考虑钉锚耦合的稳定性分析可以反映复合支护体系的真实受力状态;最小势能法无需假定滑裂面形状,计算过程简单,优势明显。 展开更多
关键词 耦合 最小势能 稳定性分析 预应力 土钉 锚杆
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考虑初始变形的钢管脚手架稳定性分析 被引量：2
15
作者 赵元一 徐佳 赵成成 《施工技术（中英文）》 CAS 2021年第23期132-135,共4页
以结构力学的能量方程为基础,采用结构变分和欧拉(Euler)方程,对既定边界条件的受压杆件进行驻值求解。基于第一类曲线积分,以一阶近似泰勒级数结合压杆轴向变形的解析表达式,推导出多项式及三角级数的半解析方程,经实例验证,其结果与... 以结构力学的能量方程为基础,采用结构变分和欧拉(Euler)方程,对既定边界条件的受压杆件进行驻值求解。基于第一类曲线积分,以一阶近似泰勒级数结合压杆轴向变形的解析表达式,推导出多项式及三角级数的半解析方程,经实例验证,其结果与理论解一致。考虑杆件初始变形后,以常规临界压力为基础,结合已有全微分方程,得出轴力作用下杆件的挠度方程,以材料屈服应力为控制标准,归纳出杆件的初始挠度与临界压力关系。通过实际算例的对比分析可知,多项式级数的半解析临界压力与已有结果较一致且能根据计算精度自行选择,初始变形对杆件临界压力影响较大,是影响压杆承载力的主要因素。 展开更多
关键词 脚手架 稳定性 最小势能原理 半解析解
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弹性力学最小势能原理 被引量：2
16
作者 魏淑强 《清远职业技术学院学报》 2008年第2期116-117,共2页
处于稳定平衡状态的弹性体,真实的位移使弹性体的总势能取最小值,这就是最小势能原理。
关键词 最小势能原理 虚功原理 弹性力学
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任意桥梁截面自由扭转常数计算的快速方法
17
作者 张恒 《铁道建筑技术》 2022年第2期44-47,98,共5页
计算任意截面的自由扭转常数可采用有限元分析方法,位移法有限元计算出的自由扭转常数比理论值偏大且网格剖分尺寸大小明显影响计算速度。本文从弹性理论圣维南自由扭转问题基本假设出发,针对悬臂梁模型采用基于位移的最小势能原理和基... 计算任意截面的自由扭转常数可采用有限元分析方法,位移法有限元计算出的自由扭转常数比理论值偏大且网格剖分尺寸大小明显影响计算速度。本文从弹性理论圣维南自由扭转问题基本假设出发,针对悬臂梁模型采用基于位移的最小势能原理和基于应力的最小余能原理两种方法,推导势能泛函和余能泛函表达式,并求得泛函的极小值从而推导出相应的有限元方程,得到两种计算自由扭转常数公式。根据推导出的有限元方程,采用三角形单元编写程序进行两种截面的计算并与理论值对比。对比结果表明,采用两种方法计算自由扭转常数并取其平均值作为最终结果相较于采用单一位移法计算其精度大幅提高,两种方法互相参考有利于解决计算结果偏大和计算量过大的问题。 展开更多
关键词 截面特性 自由扭转常数 最小势能原理 最小余能原理 有限元 方法
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三边固定一边自由矩形板弯曲的混合能量法 被引量：1
18
作者 陈英杰 马巨海 +1 位作者 刘春辉 付宝连 《燕山大学学报》 CAS 2005年第3期201-204,共4页
应用混合变量的最小势能原理计算复杂边界条件矩形板的弯曲问题,给出了三边固定一边自由矩形板在静水压力作用下弯曲问题的封闭解析解,并给出了具有实际价值的计算结果。
关键词 混合能量法 矩形板 最小势能 静水压力 解析解
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薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题研究 被引量：1
19
作者 吴贺贺 《山西建筑》 2018年第4期180-181,共2页
采用最小势能原理对薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题进行分析,推导了翼板上翼板的正应力理论解。采用有限元软件ABAQUS对理论解进行验算,发现计算结果吻合良好。薄壁悬臂箱梁的宽跨比B/L和腹板高度与翼缘板宽度之比h/B是影响剪力滞效应的两个... 采用最小势能原理对薄壁悬臂箱梁的剪力滞问题进行分析,推导了翼板上翼板的正应力理论解。采用有限元软件ABAQUS对理论解进行验算,发现计算结果吻合良好。薄壁悬臂箱梁的宽跨比B/L和腹板高度与翼缘板宽度之比h/B是影响剪力滞效应的两个主要因素,随着宽跨比的增大和高宽比的减小,剪力滞效应越明显。 展开更多
关键词 薄壁悬臂箱梁 剪力滞 最小势能原理
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基于非局部弹性模型的圆弧滑裂面土坡稳定性分析 被引量：1
20
作者 谢帮华 扶名福 李云生 《南昌大学学报（理科版）》 CAS 北大核心 2015年第4期352-358,共7页
根据提出的两种非局部计算元件,建立两种非局部弹性模型。结合最小势能原理研究了基于非局部弹性模型下圆弧滑裂面土坡的稳定性,并对非局部材料参数进行了讨论与分析。研究了材料参数对土坡安全数的影响,从微观的角度分析了宏观工程的... 根据提出的两种非局部计算元件,建立两种非局部弹性模型。结合最小势能原理研究了基于非局部弹性模型下圆弧滑裂面土坡的稳定性,并对非局部材料参数进行了讨论与分析。研究了材料参数对土坡安全数的影响,从微观的角度分析了宏观工程的作用机理,发现带微观性质的非局部材料参数变化时,土坡安全系数变化很明显。当讨论土体相关参数对安全系数的影响时,基于非局部模型的土坡稳定安全系数对内摩擦角的变化比较敏感。结果表明,采用非局部弹性模型分析土坡的稳定性更可靠,该研究可为工程中土坡治理提供参考依据。 展开更多
关键词 非局部弹性模型 最小势能 安全系数 土坡稳定
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