边坡内部裂缝导致边坡破坏的研究

对于内部含有共线缺陷裂缝或由层状岩体构成的边坡,将其缺陷简化为内部的一组共线裂缝,假设边坡破坏是由于内部这组共线裂缝扩展导致的。判断边坡是否稳定的判据是裂缝尖端等效应力强度因子是否小于断裂韧度。运用有限元软件,假设不同长度、不同间距的共线裂缝,求解其应力强度因子,研究裂缝长度及裂缝间距不同时,裂缝尖端应力强度因子的变化规律。     

含应力吸收层的沥青路面反射裂缝有限元计算

应用线弹性断裂力学理论与方法对半刚性基层反射裂缝机理进行了分析,提出了防止反射裂缝的常用方法,用有限元软件ABAQUS定量的计算了应力吸收层的模量和厚度对裂缝尖端应力强度因子的影响,计算结果将对应力吸收层选择设计以及防止反射裂缝有一定意义。     

表面裂缝对沥青路面结构的影响分析

利用有限元软件，对含表面裂缝的沥青路面结构内的应力、位移进行了分析计算，计算结果表明，随着裂缝深度的增加，裂缝区域的水平向应力、竖向应力、剪应力以及表面弯沉、裂缝尖端的应力强度因子均有较大的增加。     

路面温度应力强度因子的断裂力学分析

应用剪应力理论计算路面结构温度应力,由裂缝扩展时能量释放率来计算裂纹尖端处的应力强度因子,获得了温度应力强度因子与路面温度应力之间的关系。结合实例,对简化模型做了其合理性的验证,分析了影响温度应力强度因子的因素。     

裂缝性地层防漏堵漏力学机制研究

 井漏是制约安全、快速、高效钻井的技术瓶颈。为了提高防漏堵漏效率,基于断裂力学理论,采用理论分析和数值模拟方法,研究堵漏材料在裂缝内不同位置架桥及考虑不同封堵效率的裂缝尖端应力强度因子、井周有效切向应力及裂缝宽度大小。研究表明,井筒压力一定时,裂缝越长,裂缝宽度和裂缝尖端应力强度因子越大;堵漏材料在裂缝开口处架桥时,井周有效切向应力提高最多,裂缝尖端应力强度因子最小,承压堵漏效果越好;缝内压力越低,井周有效切向应力提高越多,裂缝尖端应力强度因子越小。钻井中应根据裂缝宽度变化范围,选择合理的颗粒尺寸,使架桥位置靠近井筒,并随钻加入防漏堵漏材料,及时封堵微裂缝,防止裂缝持续扩展;同时使用优化的粒度分布及高性能的堵漏材料,形成致密封堵层,可以提高地层承压能力,有效预防井漏。通过现场试验验证,研究结果对现场防漏堵漏工作具有很好的指导意义。     

考虑冰劈效应的裂缝应力强度因子分析

根据热弹性理论将冰劈效应转化为冰劈荷载,并基于扩展有限元方法(XFEM),采用ABAQUS有限元分析软件建立半无限板模型,求解裂缝在冰劈效应下的应力强度因子,同时通过公式计算其应力强度因子的理论解,将两者进行了对比分析,采用不同的积分区域因子rk,通过J积分算法求解不同深度裂缝应力强度因子,得到rk取值范围,通过调整网格加密系数,研究了裂缝区域网格加密对于应力强度因子的影响。     

公路隧道衬砌裂缝稳定性的多因素影响分析

基于重庆酉阳地区21座公路隧道的病害检测结果,对公路隧道病害特征进行定量分析,并以马夫井隧道为例,基于断裂力学理论及有限元数值模拟,计算裂缝尖端的应力强度因子,研究隧道裂缝在不同位置、不同深度、不同角度的应力强度因子变化规律,进一步揭示裂缝的失稳扩展深度和稳定系数的变化规律,确定隧道衬砌不同裂缝类型的稳定系数计算公式。结果表明,研究区隧道衬砌病害的养护关注度系数最高,达到89.06%;衬砌病害中纵向裂缝占比和影响最大,且主要分布于边墙位置;衬砌裂缝稳定性与裂缝位置、裂缝类型、裂缝角度密切相关。     

冻融作用对不同级配沥青路面表面裂缝的扩展影响

基于线弹性断裂力学相关理论,采用有限元软件,建立了含裂缝的沥青路面二维有限元模型,研究了冰劈效应下不同裂缝宽度、深度、长度对应力强度因子的影响,结果表明:应力强度因子随裂缝宽度的增大先增加后降低,随着裂缝深度的增加先增加后逐渐变缓,随裂缝长度的增加而缓慢增加。     

沥青路面多裂纹温度应力的数值模拟

本文考虑了沥青混合料的粘弹性,基于断裂力学理论,通过有限元数值模拟研究了含多裂纹沥青路面在温度荷载作用下的响应,考察了裂纹间距变化对应力强度因子以及温度应力的影响,结果表明:随着温度降低,基底裂缝的I型应力强度因子逐渐增大;随着裂纹间距的增大,基底裂纹先增大后减小并趋于稳定,表面裂纹尖端的最大压应力亦呈现先增大后减小的趋势,同时对加铺土工布这一阻裂措施利用数值模拟进行了验证。     

定向钢纤维水泥基复合材料起裂特性的细观数值模拟

基于细观数值模拟方法研究了定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性。应用ABAQUS软件对钢纤维水泥基复合材料进行有限元建模,利用J积分计算裂缝尖端应力强度因子,研究钢纤维分布位置、角度、长度和直径以及钢纤维掺量对水泥基复合材料应力强度因子的影响。计算结果表明:钢纤维分布位置及几何特性对裂缝尖端应力强度因子影响显著,从而改变了钢纤维水泥基复合材料的起裂荷载;钢纤维的定向使水泥基复合材料的起裂荷载有所提高;随着钢纤维掺量的提高,纤维分布密度逐渐增大,纤维间距逐渐减小,定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性明显增强。     

应用断裂强度理论模拟基坑开挖过程及实测数据分析

基坑开挖过程中，在支护结构背后、土层表面或自然边坡的顶部，经常会观测到有裂缝存在，但以往的有限元方法对裂缝的存在和影响认识不足。在分析土体破坏机制的基础上，应用断裂强度理论作为土体的破坏准则，充分考虑裂缝的存在和不利影响，建立土体开裂后的本构关系，并开发了二维弹塑性有限元程序PLST。结合天津国际贸易大厦基坑工程的现场测试结果，应用该程序对其基坑开挖过程进行模拟分析，将计算结果与实测结果进行比较，得出了相关结论。     

水泥混凝土路面改造中的反射裂缝成因及防治

针对当前道路改造过程中对原有水泥混凝土路面进行加铺沥青面层改造时易出现反射裂缝的问题,简要介绍了反射裂缝的形成原因,并在此基础上对沥青面层反射裂缝防治提出了一些建议。     

浅述半刚性基层沥青道路路面裂缝的防治和处理

道路裂缝是道路在使用期内普遍存在的病害,本文从半刚性基层道路产生裂缝的原因分析着手,针对性地阐述了在道路建设过程中,采取裂缝预防措施可以大大减少路面裂缝的出现。同时,针对已经出现的裂缝,提出可以降低裂缝危害性的几种常用措施。     

桩-网复合地基的动力稳定性分析

运用plaxis有限元软件分析地震作用下桩-网复合地基的路堤破裂面,揭示了地震荷载作用下复合地基路堤产生路面拉裂破坏,桩-网复合地基的破裂面发生在路堤两边缘的现象,表明土工格栅加筋可起到裂缝隔断作用和变形控制作用,路面张拉裂缝由于长筋的存在而不能向下继续扩展,坡面土体的侧向变形由于短筋的存在受到抑制,进而防止了路堤坡面滑塌。同时利用有限元强度折减法对桩一网复合地基的路堤加筋方式进行优化设计,得出不同加筋情况下的安全系数。研究表明,常规加筋设计时,动力安全系数为1.55,顶部增设通长筋时,动力安全系数为1.78,在中部再增设8 m短筋时,动力安全系数提高至2.35,比常规加筋情况下提高了51.6%。     

防治路面加铺层反射裂缝的技术探讨

分析了路面加铺层反射裂缝的产生原因,针对水泥混凝土路面改造问题提出了几项加铺方案,并对其优缺点进行了对比,简要介绍了STRATA反射裂缝应力吸收层的应用技术参数及施工控制方法,指出STRATA反射裂缝应力吸收层将会有非常好的应用前景.     

土工网格防治道路反射裂缝的研究

为了防止反射裂缝的产生和扩散,在实际工程中较常用的方法是在旧水泥混凝土道面和沥青面层之间设置防裂夹层。使用防裂夹层后的具体物理力学效果、防裂夹层的作用机理以及应力分析的研究一直较为人们所关注。为了更进一步的对其进行研究,该文章采用有限元原理,利用有限元分析软件-ANSYS,针对已具有裂缝的道路,分别采用加土工网格前的道路模型和加土工网格后的道路模型进行数值模拟和分析的研究,得到两种模型的应力分布图和沥青底层的应力曲线图。通过对两种模型的应力分布图和各自沥青底层的应力曲线图的对比分析,能够看出土工网格的加入可以使整个模块的应力集中现象得到减小,这样就从一定程度上防止了反射裂缝的产生和扩散,同时也揭示了土工网格的防裂作用和增强道路强度的机理。     

温度场作用下的反射裂纹应力场分析

考虑了沥青混合料的热粘弹特性,结合热传导理论,通过有限元数值模拟,研究在温度场作用下反射裂纹的应力场。分析表明,在较低温度环境下,会使基层裂纹附近存在高应力区,当其应力值大于沥青的抗拉强度时,会导致裂纹的产生并扩展到路面形成路面裂纹。提出了采用聚酯纤维增强型沥青的阻裂方案,通过数值模拟验证了其有效性。     

移动荷载作用下的土质路基板式轨道动力响应分析

在高速行驶的条件下,根据车辆与轨道路基相互作用的机理以及影响因素,分析研究列车作用于轨道与路基上力的大小,通过建立板式轨道土质路基有限元分析模型,对路基所受到的动应力、动位移进行分析,研究轨道路基结构各组成部分参数的合理配置。     

A numerical simulation of the temperature cracking propagation process when pouring mass concrete

Mass concrete temperature cracking is an important problem for concrete foundation safety in civil engineering projects; this issue extends from the construction process of a concrete foundation to the operation period. This paper introduces a simulation method for the mass concrete temperature cracking propagation process using the Finite Element Method (FEM). To illustrate the concrete heat conduction problem, an example is simulated with FEM to study concrete surface cracks caused by temperature changes during the entire process of pouring concrete, and the example is discussed to demonstrate how the concrete cracking process results from temperature decreases. The results show that the finite element method can effectively simulate the development of concrete block cracks under temperature stress. The calculation results attribute the crack distribution law of mass concrete blocks to the uniform temperature drop on the basis of strong constraints.     

路基填土单轴受压细观结构CT监测分析

利用可同步进行CT扫描的三轴仪 ,对路基填土进行了单轴压缩实验。从CT数和CT图像两方面分析了不同受力过程中 ,路基填土细观结构变化。结果表明 ,随着压力增大 ,土体的结构性逐渐减弱 ;在密度较低的区域 ,首先形成微裂缝 ,微裂缝逐渐扩展而造成试件破坏。