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考虑任意荷载作用的刚性挡土墙非极限被动土压力理论研究
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作者 姚嘉楠 王艳萍 +4 位作者 袁辉 徐长节 方甫官 杨明雄 钟旭 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1197-1205,共9页
经典的土压力理论仅能计算挡土墙平动模式下的极限土压力。为了更接近真实工程情况,需要发展任意荷载作用及任意位移模式下的墙后黏性填土的非极限土压力理论。采用等效均布荷载的概念,将填土表面作用的任意类型荷载转化为均布荷载作用... 经典的土压力理论仅能计算挡土墙平动模式下的极限土压力。为了更接近真实工程情况,需要发展任意荷载作用及任意位移模式下的墙后黏性填土的非极限土压力理论。采用等效均布荷载的概念,将填土表面作用的任意类型荷载转化为均布荷载作用,在经典的土压力理论基础上,将刚性挡土墙看作理想刚塑性体和一系列弹簧的组合体,得到了黏土的土体刚度系数,由此改进了Coulomb土压力理论,推导了可以考虑任意荷载作用的任意位移模式下土体的非极限被动土压力一般计算方法。研究结果表明,被动土压力的分布和大小、合力作用点的位置与挡土墙的位移模式、黏聚力大小和填土表面作用荷载密切相关,当等效均布荷载、黏聚力均为0时,该方法退化为Coulomb土压力理论。模型验证结果表明,理论计算值和试验实测值吻合较好,证明该计算方法对于计算非极限状态下黏性土的被动土压力具有一定的理论意义,对工程实践也具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 非极限被动土压力 任意位移模式 刚性挡墙 黏土 任意荷载作用 黏聚力
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B样条函数法的任意荷载近似计算方法
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作者 张友华 袁波 +1 位作者 徐子杰 郑世宇 《贵州大学学报(自然科学版)》 2024年第2期26-33,共8页
为优化B样条函数法数值计算流程,提升解决复杂荷载问题的能力。本文基于B样条函数法,通过与相关文献数值算例结果进行比较分析,研究任意荷载的新型计算方法。论文以解圆柱壳结构模型为数值算例,基于文中提出的计算方法,构建出三组不同... 为优化B样条函数法数值计算流程,提升解决复杂荷载问题的能力。本文基于B样条函数法,通过与相关文献数值算例结果进行比较分析,研究任意荷载的新型计算方法。论文以解圆柱壳结构模型为数值算例,基于文中提出的计算方法,构建出三组不同的单方向荷载逼近函数,分别求解得到特殊点的位移、弯矩、轴力,以及位移和内力沿坐标轴方向的分布,与精确解(扁壳解法)进行比较研究,分析近似计算方法的精确性与实用性。结果显示,在特殊点处二次插值方法的相对误差均低于1.5%,三次、四次插值方法的相对误差均低于0.6%,沿坐标轴方向的分布与精确解均一致,表明本方法具有精度高、处理复杂荷载简便、易于程序编写、构造函数灵活等特点。本方法用逼近函数替代原函数便于数值积分的想法,为未来B样条函数法处理复杂荷载提供新思路。 展开更多
关键词 B样条 近似计算 任意荷载 Lagrange插值法
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任意荷载下管土相互作用解答 被引量:35
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作者 张坤勇 王宇 艾英钵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1189-1193,共5页
针对城市地下管线由于开挖引起的管土相互作用,给出了一种适用于描述任意位移荷载条件下管线的解析解公式,可以适用于城市隧道、基坑或其他形式的开挖引起的不同形式地层位移对城市地下管线应力变形影响的模拟。采用建议解答,对由于隧... 针对城市地下管线由于开挖引起的管土相互作用,给出了一种适用于描述任意位移荷载条件下管线的解析解公式,可以适用于城市隧道、基坑或其他形式的开挖引起的不同形式地层位移对城市地下管线应力变形影响的模拟。采用建议解答,对由于隧道开挖引起地下管线应力变形进行分析,并和采用管土相互作用单元的ABAQUS有限元分析程序计算结果进行了比较,结果验证了本文解析方法的可靠性。 展开更多
关键词 管线 任意荷载 相互作用 开挖
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任意荷载下成层粘弹性地基的一维固结 被引量:20
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作者 蔡袁强 徐长节 袁海明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2001年第3期307-313,共7页
针对成层粘弹性地基模型 ,运用Laplace变换及矩阵传递法求解了任意荷载下成层粘弹性地基一维变形问题 ,得到了频域内的通解 ,通过Laplace逆变换 ,即可计算成层粘弹性地基在任意荷载下的一维变形· Terzaghi一维固结理论解是本文的... 针对成层粘弹性地基模型 ,运用Laplace变换及矩阵传递法求解了任意荷载下成层粘弹性地基一维变形问题 ,得到了频域内的通解 ,通过Laplace逆变换 ,即可计算成层粘弹性地基在任意荷载下的一维变形· Terzaghi一维固结理论解是本文的一个特例· 结合三层地基的算例 ,可以看到粘弹性地基的固结相对于弹性地基有个滞后过程 ,但随时间最终趋于一致 ;循环荷载下粘弹性多层地基固结时 ,其有效应力和变形都呈振荡增长 ,且不与荷载同步 ,而要相对滞后· 此外 ,通过一工程实例 ,对该方法的可靠性进行论证 。 展开更多
关键词 任意荷载 成层 粘弹性地基 一维固结
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任意荷载下成层弹性地基的一维固结 被引量:17
5
作者 徐长节 蔡袁强 吴世明 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期57-63,共7页
针对成层弹性地基模型,运用Laplace变换及矩阵传递法求解了任意荷载下成层弹性地基一维固结问题,得到了频域内的通解,通过Laplace逆变换,即可计算成层弹性地基在任意荷载下的一维团结。经典的Terzahi一维固结... 针对成层弹性地基模型,运用Laplace变换及矩阵传递法求解了任意荷载下成层弹性地基一维固结问题,得到了频域内的通解,通过Laplace逆变换,即可计算成层弹性地基在任意荷载下的一维团结。经典的Terzahi一维固结理论解是一个特例。此外,结合三层的地基算例,对解进行了探讨,揭示了成层弹性地基的固结特性。 展开更多
关键词 任意荷载 成层弹性地基 一维固结
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任意荷载下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结 被引量:10
6
作者 汪磊 孙德安 +1 位作者 解益 李培超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1823-1831,共9页
将分数阶导数理论引入Kelvin–Voigt模型,来描述黏弹性饱和土体的力学行为。对饱和土体一维固结方程和分数阶导数Kelvin–Voigt本构方程实施Laplace变换,联立求解得到变换域内有效应力和沉降的解析解。采用Crump方法实现Laplace数值反演... 将分数阶导数理论引入Kelvin–Voigt模型,来描述黏弹性饱和土体的力学行为。对饱和土体一维固结方程和分数阶导数Kelvin–Voigt本构方程实施Laplace变换,联立求解得到变换域内有效应力和沉降的解析解。采用Crump方法实现Laplace数值反演,获得了任意荷载情况下物理空间内一维固结问题的半解析解。并将指数荷载情况下分数阶导数模型退化到黏弹性情形,结果与已有文献解析解相同,验证了本研究提出任意荷载情况下分数阶导数黏弹性解的可靠性。最后,分析了相关参数对固结沉降的影响。研究表明,任意荷载情形下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结发展过程与黏滞系数和分数阶次有关,分数阶次越大,固结沉降发展越快;黏滞系数越大,固结沉降变化越慢;荷载变化趋势与由荷载参数变化引起的沉降变化规律是一致的,且最终沉降量一致。本研究有助于深入认识分数阶黏弹性饱和土体的固结行为。 展开更多
关键词 任意荷载 分数阶导数 黏弹性 饱和土体 一维固结
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多层半无限弹性体在任意荷载作用下的解析解 被引量:8
7
作者 孟凡顺 郭海燕 白云飞 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期104-111,共8页
本文从柱坐标系下弹性力学基本方程出发,经关于方位角的Fourier变换及关于径向的Hankel变换,建立了介质层的传递矩阵,利用层间完全接触条件,给出了多层半无限弹性体在任意荷载作用下的理论解。由于不必要引入应力函数... 本文从柱坐标系下弹性力学基本方程出发,经关于方位角的Fourier变换及关于径向的Hankel变换,建立了介质层的传递矩阵,利用层间完全接触条件,给出了多层半无限弹性体在任意荷载作用下的理论解。由于不必要引入应力函数,所以,本方法概念清晰、易懂、便于实际应用。 展开更多
关键词 层状介质 传递矩阵 任意荷载 解析解 弹性力学
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任意荷载下欠固结地基的非线性一维固结 被引量:5
8
作者 徐长节 耿雪玉 蔡袁强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期389-394,共6页
根据Gibson得到的固相坐标z下的非线性固结控制方程,运用Laplace变换求解了在任意荷载作用下的单层饱水欠固结地基一维非线性变形问题;通过Laplace逆变换,求得单层饱水欠固结地基在任意荷载作用下的一维非线性固结解。结合单层地基在几... 根据Gibson得到的固相坐标z下的非线性固结控制方程,运用Laplace变换求解了在任意荷载作用下的单层饱水欠固结地基一维非线性变形问题;通过Laplace逆变换,求得单层饱水欠固结地基在任意荷载作用下的一维非线性固结解。结合单层地基在几种常见荷载作用下固结变形的算例,对解进行了探讨,揭示了任意变荷载作用下单层饱和软粘土欠固结地基一维非线性固结的特性,得到了一些可用于指导工程实践的有益结论。 展开更多
关键词 非线性 欠固结 任意荷载 LAPLACE变换
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任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基一维固结模型 被引量:4
9
作者 王珏 童立红 +1 位作者 金立 徐长节 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2020年第1期56-63,共8页
以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获... 以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获得了其时域内的理论解,并分析了梯形循环荷载及施工荷载作用下相关参数对固结沉降的影响。研究结果表明:循环荷载作用下,黏土地基的沉降变化呈振荡增长,且振荡幅值随着边界透水性的增大而增大;分数阶次α增大,使固结前期沉降速率减慢,而在固结后期,α值对沉降的影响正好相反;循环荷载下沉降变化曲线的振荡幅值随着分数阶次α的增大而减小。此外,一维固结沉降的发展还与土体力学参数及荷载参数相关,弹性模量E越大,最终沉降量越小;黏弹性体的延迟时间F越大,固结沉降变化越慢。 展开更多
关键词 任意荷载 连续排水边界 分数阶导数 黏弹性 一维固结
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任意荷载下板单元局部效应分析 被引量:1
10
作者 曲淑英 王心健 +1 位作者 张瑞丰 曲乃泗 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期78-80,82,共4页
本文推导了任意荷载激励下板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式 ,建立了四边形单元局部效应的计算模型 ,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法。通过对悬臂板进行结构动力时程分析与局部效应修正表明 ,局部动力... 本文推导了任意荷载激励下板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式 ,建立了四边形单元局部效应的计算模型 ,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法。通过对悬臂板进行结构动力时程分析与局部效应修正表明 ,局部动力效应影响与加速度成正比 ;结构在忽略局部效应的情况下 ,所得动内力与理论值相差较大 。 展开更多
关键词 任意荷载 四边形板单元 局部效应修正 动态响应 结构动力分析
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任意荷载下三角形板单元的精确解
11
作者 曲淑英 王心健 于仁才 《烟台大学学报(自然科学与工程版)》 CAS 2002年第2期133-138,共6页
推导了任意荷载激励下三角形板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式 ,建立了三角形单元局部效应的计算模型 ,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法 .通过对一悬臂板进行结构动力时程分析发现 :在忽略局部效应的情... 推导了任意荷载激励下三角形板单元考虑局部效应的精确的动力计算公式 ,建立了三角形单元局部效应的计算模型 ,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法 .通过对一悬臂板进行结构动力时程分析发现 :在忽略局部效应的情况下 ,所得动内力与理论值相差较大 ,因此结构设计中必须考虑局部动力效应的影响 . 展开更多
关键词 任意激励 三角形板单元 精确解 加速度 局部动力效应 有限元法 动内力 结构动力时程分析 任意荷载
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任意荷载作用下成层粘弹性体的求解
12
作者 陈光敬 秦爱芳 汤桂英 《上海力学》 CSCD 1999年第3期316-321,共6页
基于粘弹性体经关于时间t作Laplace变换的基本方程的转换及Hankel变换,得到了任意荷载作用情形下,无限粘弹性层不同深度经这两种变换的位移应力向量间的传递矩阵。运用该传递矩阵可求解成层的,层间完全接触情形的多种粘弹性模型的空间... 基于粘弹性体经关于时间t作Laplace变换的基本方程的转换及Hankel变换,得到了任意荷载作用情形下,无限粘弹性层不同深度经这两种变换的位移应力向量间的传递矩阵。运用该传递矩阵可求解成层的,层间完全接触情形的多种粘弹性模型的空间问题。本文最后用这种方法计算了一个算例。 展开更多
关键词 粘弹性 传递矩阵 L变换 层状体 任意荷载
原文传递
具有封闭杆件的刚架在任意荷载作用下的精确解
13
作者 徐汉忠 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期124-128,共5页
对任意荷载作用下具有封闭杆件的刚架给出用分配系数和传递系数表示的精确解。刚架用弯矩分配法求解时 ,将各结点用假设的刚臂固定 ,求得任意荷载引起的固端弯矩 ,然后求得结点不平衡力矩 ,从而将求任意荷载作用的问题转化为求任意的结... 对任意荷载作用下具有封闭杆件的刚架给出用分配系数和传递系数表示的精确解。刚架用弯矩分配法求解时 ,将各结点用假设的刚臂固定 ,求得任意荷载引起的固端弯矩 ,然后求得结点不平衡力矩 ,从而将求任意荷载作用的问题转化为求任意的结点不平衡力矩作用的问题。用弯矩分配法求解时 ,将杆端弯矩 ,表示为无穷多次分配弯矩和传递弯矩之和 ,其表达式为公比小于 1的无穷等比级数的和 ,可方便地求得该和的表达式 ,从而求得任意荷载作用下刚架结构的精确解。文中给出了算例。 展开更多
关键词 精确解 刚架 位移法 弯矩分配法 封闭杆件 任意荷载
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一种获得各向异性平面梁在任意荷载作用下弹性解的新方法 被引量:3
14
作者 张浪 李学武 夏建中 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第6期630-642,共13页
通过求解函数方程,给出了一种获得各向异性线性平面梁弹性解的新方法,该方法可以考虑任意形式的荷载以及各种端部支撑条件。将该方法与传统的逆解法或者半逆解法比较,其最大的好处在于不需要猜测应力函数的形式而直接获得问题的精确解... 通过求解函数方程,给出了一种获得各向异性线性平面梁弹性解的新方法,该方法可以考虑任意形式的荷载以及各种端部支撑条件。将该方法与传统的逆解法或者半逆解法比较,其最大的好处在于不需要猜测应力函数的形式而直接获得问题的精确解。算例验证了该方法的正确性,同时也提供了一种求解平面梁承受任意荷载的新思路。 展开更多
关键词 函数方程 各向异性平面梁 弹性解 任意荷载 边界条件 弹性理论
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任意荷载下双面半透水边界分数阶导数黏弹性饱和土层一维固结 被引量:3
15
作者 李林忠 汪磊 +1 位作者 李培超 孙德安 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1480-1489,共10页
基于Terzaghi一维固结理论,分析了考虑半透水边界条件的分数阶导数黏弹性饱和土层在随时间变化的任意荷载作用下一维固结问题。首先,应用Laplace变换联立求解饱和土层一维固结微分方程和分数阶Kelvin-Voigt黏弹性本构方程,推导出有效应... 基于Terzaghi一维固结理论,分析了考虑半透水边界条件的分数阶导数黏弹性饱和土层在随时间变化的任意荷载作用下一维固结问题。首先,应用Laplace变换联立求解饱和土层一维固结微分方程和分数阶Kelvin-Voigt黏弹性本构方程,推导出有效应力和沉降在Laplace变换域内的解析解,采用Crump方法进行Laplace逆变换,得到了时间域内的半解析解。然后将本文得到的半解析解分别退化为半透水边界条件下基于黏弹性假设的一维固结半解析解和双面透水边界条件下基于分数阶黏弹性假设的一维固结半解析解,结果与已有文献的半解析解相同,验证了本研究所提出解的可靠性。最后通过算例分别考察了半透水边界参数、分数阶黏弹性模型参数和荷载参数对饱和土层固结沉降的影响。研究表明,半透水边界条件参数、分数阶次与黏滞系数主要影响饱和土层固结的发展快慢,而饱和土层的最终沉降量主要受到土层压缩模量的影响;另外,饱和土层的固结规律与外荷载变化规律一致。 展开更多
关键词 半透水边界 任意荷载 分数阶导数 黏弹性 饱和土层 一维固结
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钢-混凝土组合简支梁在任意荷载作用下的界面滑移及变形 被引量:2
16
作者 张彩霞 赵建昌 《基建优化》 2006年第1期90-92,共3页
推导了钢-混凝土简支梁在任意荷载作用下梁界面的滑移和变形的理论计算公式。并且把钢-混凝土组合梁在特殊荷载-集中荷载作用下的梁界面滑移和变形的理论值与文献[1]的实验值作了大量的比较,其结果吻合良好。此公式既可反应在任意荷载... 推导了钢-混凝土简支梁在任意荷载作用下梁界面的滑移和变形的理论计算公式。并且把钢-混凝土组合梁在特殊荷载-集中荷载作用下的梁界面滑移和变形的理论值与文献[1]的实验值作了大量的比较,其结果吻合良好。此公式既可反应在任意荷载作用下梁界面的滑移,也可计算滑移时对组合梁变形挠度的影响。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁 任意荷载 集中荷载 界面滑移 变形理论计算公式
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任意荷载作用下桩撑路堤中加筋体的变形和拉力计算
17
作者 余艳芳 史宏彦 《广东工业大学学报》 CAS 2021年第5期75-81,118,共8页
确定加筋体的变形和拉力是桩撑式路堤设计中的一个重要内容,但目前的方法大多都做了一些简化,如加筋体内的拉力是均匀的以及变形后的加筋体是圆弧或抛物线等。本文针对任意荷载作用下的平面加筋体,推导出了相应的平衡方程,并通过分析这... 确定加筋体的变形和拉力是桩撑式路堤设计中的一个重要内容,但目前的方法大多都做了一些简化,如加筋体内的拉力是均匀的以及变形后的加筋体是圆弧或抛物线等。本文针对任意荷载作用下的平面加筋体,推导出了相应的平衡方程,并通过分析这些平衡方程后发现,仅当加筋体表面光滑并且作用在加筋体表面的法向应力为均匀分布时,加筋体内的拉力才是均匀的,变形后的加筋体也才是圆弧。此外,由于边界条件的不完备,仅仅利用平衡方程不可能确定出加筋体的变形和拉力。基于以上分析,提出了一种结合加筋体平衡条件与变形相容条件(即利用加筋体的平衡方程求出的加筋体长度应当与加筋体原始长度及拉力产生的长度之和相同)确定加筋体变形和拉力的简单数值解法。文中不同条件下的4个算例验证了该方法的合理性和可行性。 展开更多
关键词 任意荷载 桩撑路堤 加筋体 变形 拉力 数值方法
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变截面梁单元在任意荷载作用下固端内力的统一计算方法
18
作者 赵志强 丁婷 +1 位作者 丁圣果 李绮文 《工程建设与设计》 2020年第16期9-12,共4页
应用奇异函数方法和高斯求积法导出梁单元固端内力的统一计算式,该方法适用于任意变截面单元在任意荷载作用下的固端内力计算,根据导出的计算式易于实现有限单元法的编程计算。大量算例结果表明,该方法将各种荷载的固端内力计算统一,概... 应用奇异函数方法和高斯求积法导出梁单元固端内力的统一计算式,该方法适用于任意变截面单元在任意荷载作用下的固端内力计算,根据导出的计算式易于实现有限单元法的编程计算。大量算例结果表明,该方法将各种荷载的固端内力计算统一,概括面更广,且结果精度在99%以上,完全满足工程计算精度要求。 展开更多
关键词 渐变截面梁 任意荷载 固端内力列阵 有限元
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任意施工荷载作用下天然结构性软粘土的一维非线性固结分析 被引量:10
19
作者 曹宇春 陈云敏 黄茂松 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期569-574,共6页
考虑固结过程中结构性土体的非线性压缩特性、渗透系数的变化以及施工荷载随时间任意变化规律因素,推导了天然结构性土体的一维非线性固结方程。利用Crank-Nicolson差分格式离散非线性固结方程以方便求解。分析表明:不考虑土体结构效应... 考虑固结过程中结构性土体的非线性压缩特性、渗透系数的变化以及施工荷载随时间任意变化规律因素,推导了天然结构性土体的一维非线性固结方程。利用Crank-Nicolson差分格式离散非线性固结方程以方便求解。分析表明:不考虑土体结构效应的非线性固结和线性固结分析所得的超孔压明显大于考虑土体结构效应的非线性固结结果;当时间因数较小时,考虑土体结构性的非线性固结分析的固结度明显大于不考虑土体结构性的非线性固结分析和线性固结结果;同时表明不考虑土体结构效应的非线性固结和线性固结分析的结果相差不大。 展开更多
关键词 天然结构性软粘土 一维非线性固结 任意施工荷载 屈服应力
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任意裂纹面荷载作用下界面断裂分析 被引量:7
20
作者 钟红 宋平平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期152-157,共6页
为研究裂纹面上作用的荷载对裂纹稳定性的影响,本文基于比例边界有限元方法提出裂纹面作用有任意方向、任意大小面荷载的界面应力强度因子求解模型.界面裂纹具有复数形式的应力奇异性指数,在任意裂纹面荷载作用下其奇异应力场更为复杂.... 为研究裂纹面上作用的荷载对裂纹稳定性的影响,本文基于比例边界有限元方法提出裂纹面作用有任意方向、任意大小面荷载的界面应力强度因子求解模型.界面裂纹具有复数形式的应力奇异性指数,在任意裂纹面荷载作用下其奇异应力场更为复杂.应用本模型,径向的位移和应力可解析求解,无需网格细分即可自动反映裂尖的应力奇异性.裂纹面上的任意荷载首先可分解成平行于裂纹面以及垂直于裂纹面的分量,并进一步分解成有限项幂函数的和.对每个幂函数荷载解析求解,基于线性叠加原理获得结构在全部荷载作用下的解.该模型对各向同性材料和各向异性材料均适用.文中通过板承受裂缝面荷载时的应力强度因子求解的多个算例对该模型进行了验证和应用,对板的几何尺寸和双材料参数进行了敏感性分析,并应用于重力坝坝踵界面裂缝在水压力作用下的应力强度因子求解. 展开更多
关键词 比例边界有限元 界面断裂 任意裂纹面荷载 应力强度因子
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