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梯度材料中矩形裂纹的对偶边界元方法分析

力学学报 2008年第6期40卷 840-848页

作者：肖洪天岳中琦山东科技大学土木建筑学院青岛266510 香港大学土木工程系

采用对偶边界元方法分析了梯度材料中的矩形裂纹.该方法基于层状材料基本解,以非裂纹边界的位移和面力以及裂纹面的间断位移作为未知量.位移边界积分方程的源点配置在非裂纹边界上,面力边界积分方程的源点配置在裂纹面上.发展了边界积... 详细信息

采用对偶边界元方法分析了梯度材料中的矩形裂纹.该方法基于层状材料基本解,以非裂纹边界的位移和面力以及裂纹面的间断位移作为未知量.位移边界积分方程的源点配置在非裂纹边界上,面力边界积分方程的源点配置在裂纹面上.发展了边界积分方程中不同类型奇异积分的数值方法.借助层状材料基本解,采用分层方法逼近梯度材料夹层沿厚度方向力学参数的变化.与均匀介质中矩形裂纹的数值解对比,建议方法可以获得高精度的计算结果.最后,分析了梯度材料中均匀张应力作用下矩形裂纹的应力强度因子,讨论了梯度材料非均匀参数、夹层厚度和裂纹与夹层之间相对位置对应力强度因子的影响.

关键词：梯度材料断裂力学矩形裂纹对偶边界元方法应力强度因子

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用边界元方法分析复合材料中的裂纹问题

计算力学学报 2003年第6期20卷 721-724页

作者：肖洪天岳中琦山东科技大学资源与环境工程学院山东泰安271019 香港大学土木工程系

利用层状材料的广义Klevin基本解,建立了计算三维层状材料中的裂纹边界元方法。采用边界元方法中的多区域方法和能反映均匀介质中裂纹尖端应力场和位移场特征的面力奇异单元。裂纹的应力强度因子由裂纹面上的位移经插值计算得到。算例... 详细信息

利用层状材料的广义Klevin基本解,建立了计算三维层状材料中的裂纹边界元方法。采用边界元方法中的多区域方法和能反映均匀介质中裂纹尖端应力场和位移场特征的面力奇异单元。裂纹的应力强度因子由裂纹面上的位移经插值计算得到。算例分析表明,本文建议的方法可以获得较高的计算精度。

关键词：复合材料边界元法裂纹层状材料广义Klevin基本解边界积分方程应力强度因子

基于GSI的深部节理化岩体工作面稳定性分析

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煤矿安全 2023年第6期54卷 107-112页

作者：孙世杰田茂霖肖洪天山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590

针对节理岩体力学参数选取困难问题,基于地质强度指标GSI,结合损伤力学原理和广义Hoek-Brown准则构建考虑节理强度的节理岩体力学模型,对深部节理化岩体工作面进行了稳定性分析。结果表明:所给出的节理等效系数能较好地描述节理间距与GS... 详细信息

针对节理岩体力学参数选取困难问题,基于地质强度指标GSI,结合损伤力学原理和广义Hoek-Brown准则构建考虑节理强度的节理岩体力学模型,对深部节理化岩体工作面进行了稳定性分析。结果表明:所给出的节理等效系数能较好地描述节理间距与GSI之间的关系,节理岩体的破碎程度对工作面的稳定性产生了影响,随着岩体破碎程度的提高,工作面易发生顶板冒落、煤壁片帮等现象;当岩体较为破碎时,顶板失稳主要由节理的发育、贯通引起;岩体的完整性较好时,顶板的稳定性受采空区悬臂段顶板的影响较大。

关键词：地质强度指标节理岩体力学参数节理等效系数稳定性分析离散元

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就地固化表层地基承载特性现场试验研究

土木与环境工程学报(中英文) 2022年

作者：王颖王朝杰胡振华陈永辉肖洪天山东科技大学交通学院河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室山东科技大学土木工程与建筑学院

以浙江省31省道北延线绍兴市区路段地基处理为例，研究两种原位固化地基处理方式（ALLu强力搅拌头搅拌法和国产自制设备与ALLu强力搅拌头联合应用）的适用性及其处理效果，针对两种地基处理方式进行现场平板载荷试验、无侧限抗压强度试... 详细信息

以浙江省31省道北延线绍兴市区路段地基处理为例，研究两种原位固化地基处理方式（ALLu强力搅拌头搅拌法和国产自制设备与ALLu强力搅拌头联合应用）的适用性及其处理效果，针对两种地基处理方式进行现场平板载荷试验、无侧限抗压强度试验、标准贯入试验和静力触探试验。为得到就地固化处理后地基应力和地基变形的规律，在地基处理路段布置土压力盒和沉降板进行现场监测试验。试验结果表明：与传统的换填法相比，就地固化处理后的地基承载力提高至少30%；固化养护龄期28 d时，原位固化土的无侧限抗压强度与室内无侧限抗压强度之比在0.35～0.65之间；标准贯入试验和静力触探试验均表明原位固化处理后地基土的强度提高，且计算的地基承载力与平板载荷试验实测结果相差不大，均可以作为就地浅层固化地基处理技术的检测指标；对两组路段的应力和附加应力系数进行分析发现，经原位固化形成的人工硬壳层具有较好的扩散应力作用。

关键词：道路工程地基处理就地固化静载试验地基承载力

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轴向荷载作用下非均匀地基中单桩及群桩分析

工程力学 2009年第2期26卷 163-167页

作者：肖洪天岳强岳中琦山东科技大学土木建筑学院山东青岛266510 山东农业大学水利土木学院山东泰安271018 香港大学土木工程系

该文发展了一种非均匀地基中单桩及群桩分析方法。该方法将桩身离散成若干圆柱形和圆形单元,相应地也将与桩接触的土体界面离散成同样类型和数量的单元,分别建立桩单元和土体界面单元的应力与位移方程。建立桩身单元的位移应力方程时,... 详细信息

该文发展了一种非均匀地基中单桩及群桩分析方法。该方法将桩身离散成若干圆柱形和圆形单元,相应地也将与桩接触的土体界面离散成同样类型和数量的单元,分别建立桩单元和土体界面单元的应力与位移方程。建立桩身单元的位移应力方程时,采用压缩杆理论;建立土体界面单元方程时,采用层状材料基本解。然后,采用桩和土体界面上位移相容条件建立整体方程,计算垂直荷载作用下单桩及群桩的荷载和位移,并且给出桩-基础滑移的计算方法。最后进行了算例分析。由于采用了层状材料的基本解,该数值方法能处理力学参数沿深度方向任意变化的地基。

关键词：非均匀地基层状材料基本解单桩及群桩沉降滑移

半无限横观各向同性体中共面双裂纹边界元分析

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计算力学学报 2012年第4期29卷 494-498,504页

作者：王炳军肖洪天岳中琦山东科技大学土木建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点实验室青岛266590 香港大学土木工程系中国香港

基于双横观各向同性材料基本解的对偶边界元方法,分析了半无限横观各向同性材料中两条共面裂纹的相互作用问题。裂纹面上分别作用着法向和切向两种均布荷载,材料的各向同性面及裂纹面平行于半无限域自由面。数值计算得到了该类裂纹的应... 详细信息

基于双横观各向同性材料基本解的对偶边界元方法,分析了半无限横观各向同性材料中两条共面裂纹的相互作用问题。裂纹面上分别作用着法向和切向两种均布荷载,材料的各向同性面及裂纹面平行于半无限域自由面。数值计算得到了该类裂纹的应力强度因子(SIF)值和两条共面裂纹相互作用的SIF值影响系数。根据数值结果分析了自由面对该类裂纹SIF值的影响,以及裂纹间距与形状、自由面对SIF值影响系数的影响。结果表明,自由面对作用法向力时的该类裂纹SIF值有明显的影响,裂纹间距与形状对SIF值影响系数影响较大,但自由面对SIF值影响系数基本无影响。

关键词：矩形裂纹共面双裂纹相互作用对偶边界元法横观各向同性材料半无限域

非均匀荷载作用下层状岩体矩形裂隙力学特性分析

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工程力学 2012年第12期29卷 108-113页

作者：肖洪天王炳军岳中琦山东科技大学土木建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点实验室青岛266510 香港大学土木工程系中国香港

该文采用已发展的层状材料基本解对偶边界元方法,分析了层状裂隙岩体的力学特性。在分析无限域层状岩体中裂隙时,该对偶边界元方法退化为间断位移法。在建议的间断位移法中,只需沿裂隙一个面离散,采用9结点等参单元和非连续单元离散裂... 详细信息

该文采用已发展的层状材料基本解对偶边界元方法,分析了层状裂隙岩体的力学特性。在分析无限域层状岩体中裂隙时,该对偶边界元方法退化为间断位移法。在建议的间断位移法中,只需沿裂隙一个面离散,采用9结点等参单元和非连续单元离散裂隙面。采用建议方法计算了作用有非均匀荷载矩形裂隙的间断位移。利用裂隙尖端附近的间断位移值,计算了应力强度因子。给出不同岩性组合情形时矩形裂隙应力强度因子的分布规律。

关键词：间断位移方法层状岩体矩形裂隙应力强度因子非均匀荷载

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梯度材料二维轴对称问题的弹性解析解

应用力学学报 2014年第1期31卷 91-97,8页

作者：陈娟肖洪天山东科技大学土木建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点实验室青岛266590

为了研究梯度材料在静荷载下的响应,首先推导出极坐标下轴对称问题的相容方程;再通过选取特殊的应力函数和弹性模量简化该方程,得到了弹性模量呈幂函数形式分布的梯度圆环内、外受均布压力问题的弹性解;在此基础上,引入接触条件,推得均... 详细信息

为了研究梯度材料在静荷载下的响应,首先推导出极坐标下轴对称问题的相容方程;再通过选取特殊的应力函数和弹性模量简化该方程,得到了弹性模量呈幂函数形式分布的梯度圆环内、外受均布压力问题的弹性解;在此基础上,引入接触条件,推得均布荷载下双层梯度圆筒和具有梯度界面层的双材料圆筒的弹性解;最后对各解析解进行了算例分析。分析结果表明:对于双层梯度圆筒,材料的梯度分布不改变其应力正负,并能使筒内应力分布更均匀,缓解应力集中;但对于具有梯度界面层的双材料圆筒,并非梯度层厚度越大应力状态越理想,也存在周向正应力虽然更加平均,最大应力值却有所提升的情况。

关键词：梯度材料解析解应力函数法轴对称圆环受均布压力双材料

半无限横观各向同性介质中多裂纹相互作用分析

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岩土力学 2012年第8期33卷 2527-2535页

作者：王炳军肖洪天岳中琦山东科技大学土木建筑学院山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 香港大学土木工程系中国香港999077

为评估含矩形裂纹的半无限横观各向同性介质的局部强度和稳定性,采用基于双横观各向同性材料基本解的对偶边界元数值方法,分析了在沿裂纹面法向和切向均布力分别作用下矩形裂纹的应力强度因子及两个共面或平行的矩形裂纹的相互作用问题... 详细信息

为评估含矩形裂纹的半无限横观各向同性介质的局部强度和稳定性,采用基于双横观各向同性材料基本解的对偶边界元数值方法,分析了在沿裂纹面法向和切向均布力分别作用下矩形裂纹的应力强度因子及两个共面或平行的矩形裂纹的相互作用问题。通过数值计算考察了自由面对应力强度因子值的影响,以及裂纹间距、边长比及自由面对共面或平行双裂纹相互作用效应的影响。结果表明,自由面的存在引起该类裂纹应力强度因子值大于无限域情况;裂纹形状和裂纹间距对共面或平行双裂纹相互作用效应均有较明显的影响,但自由面对共面或平行双裂纹的相互作用效应均影响较小。

关键词：矩形裂纹双裂纹相互作用对偶边界元法横观各向同性介质半无限域