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基于统一强度理论的冻结壁弹塑性应力分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:O344.3[理学—固体力学;理学—力学] TD265[矿业工程—矿井建设]
  • 作者机构:长安大学建筑工程学院,陕西西安710061
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.41202191); 陕西省社会发展科技攻关项目(No.2015SF272); 长安大学优秀博士学位论文培育资助项目(No.310828150018)~~
中文摘要:

将冻结壁等效为弹性模量、黏聚力呈抛物线分布的功能梯度材料(FGM)厚壁圆筒,基于统一强度理论,考虑中间主应力的影响,推导得到冻结壁的弹性极限荷载、弹塑性应力场及塑性极限荷载的解析解。将所得结果与均质冻结壁进行比较,并分析强度理论参数对各个解析解的影响。研究结果表明:考虑冻结壁的FGM特性,应力分布较均质冻结壁有一定的变化,环向应力由线性分布变为抛物线型分布;环向应力的最大值不再出现在冻结壁的内壁或外壁,而是出现在冻结壁厚度的中部;与均质冻结壁相比,FGM冻结壁的弹性极限荷载较大,但塑性极限荷载却较小;FGM冻结壁的弹性极限荷载、塑性极限荷载、径向应力及环向应力均随强度理论参数的增大而增大。所得结果可为冻结壁的设计提供一定的理论参考。

英文摘要:

The frozen soil wall can be simplified as the functionally graded material(FGM) thick cylinder with parabolic-distributed elastic modulus and cohesion. In consideration of the intermediate principal stress, the analytical solutions of the elastic ultimate load, the elastioplastic stress field and the plastic ultimate load are derived based on the unified strength theory. The results are further compared with that of a homogeneous model, the influence of the parameters of unified strength theory is investigated as well. The results show that the stress distribution of FGM frozen soil wall differs from that of homogeneous frozen soil wall, especially the circumferential stress changes from linear distribution to parabolic distribution. The maximum circumferential stress appears in the central thickness instead of the inner or outer wall. The elastic ultimate load is higher but the plastic limit load is lower than that of homogeneous frozen soil wall. The elastic ultimate load and the plastic ultimate load, the radial stress and the circumferential stress will increase with the increase of the parameters of unified strength theory. The conclusions can provide theoretical reference for the design of frozen soil wall.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873