黄明华
- 作品数：10 被引量：91H指数：6
- 供职机构：湖南大学土木工程学院岩土工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学环境科学与工程交通运输工程更多>>
- 基于有限差分法的锚杆荷载传递非线性计算方法研究被引量：6
- 2018年
- 为研究拉力型锚杆锚固段荷载传递非线性特性,假定剪应力与剪切位移呈双曲线非线性关系,推导锚杆锚固段荷载传递非线性微分方程,并采用有限差分法进行求解。根据某现场抗浮锚杆试验,确定计算参数,分析轴力沿锚杆的分布规律及影响锚杆荷载传递的因素,并将本文计算值与实测值进行对比。研究结果表明:锚杆轴力与剪应力沿锚固长度均呈非线性分布,轴力分布表现为一条凹递减曲线,而剪应力则集中分布于张拉端;锚固界面综合刚度系数K的取值对轴力与剪应力分布有着重要影响,剪应力与锚杆轴力均随K值增大而增大,而K值愈大,剪应力则愈集中地分布于锚杆张拉端;增大锚固体直径使剪应力分布更加均匀,并有效地提高锚杆的极限承载力。计算结果吻合良好,表明该计算方法切实可行。
- 赵明华黄炎杰黄明华
- 关键词：拉力型锚杆荷载传递机理双曲线模型有限差分法
- 岩体离层作用下锚杆受力特性全历程分析被引量：11
- 2017年
- 针对岩体离层作用下锚杆受力特性全历程分析问题,基于锚固界面的双指数曲线模型,采用荷载传递方法,建立离层作用下锚杆受力特性的非线性解答,分析离层发展全历程过程中锚杆轴力和界面剪应力分布,以及岩体离层–锚杆轴力曲线的特性,并采用模型试验数据进行对比验证。结果表明:锚杆轴向应变的计算值与实测结果基本一致。离层发展过程中,锚杆轴力呈现先增大后减小的特性,且在离层发展后期具有明显的非线性特征。离层产生的锚杆轴力和界面剪应力均呈现明显的不均匀分布和非线性特征,且二者均随着离层的发展向两端传递。离层位置对锚杆的受力特性有很大影响:离层位于锚杆中心时,其两侧的锚杆轴力与界面剪应力均成对称分布,且随着离层发展的演变规律相同;离层偏离锚杆中心时,两侧锚杆轴力与界面剪应力分布则明显不同,界面剪应力在离层位置处存在着跳跃点,且锚固长度较小一侧的锚固界面先产生塑性变形直至整体滑移破坏,决定了锚杆所能承受的离层和抗拔荷载大小。研究结果为岩体离层作用下锚杆的受力分析提供了理论参考。
- 黄明华李嘉成赵明华陈昌富
- 关键词：岩土工程锚杆受力特性
- 层状地基中锚杆拉拔荷载传递非线性分析被引量：10
- 2019年
- 为了研究层状地基中锚杆拉拔受力的非线性特征,引入锚固界面剪切滑移的双指数曲线模型,基于荷载传递法基本原理,建立层状地基中锚杆荷载传递的非线性微分方程,推导锚杆轴向位移、轴力和界面剪应力的解析解,并给出层状地基中锚杆拉拔受力特性的计算方法与求解步骤。在此基础上,分析拉拔荷载作用下层状地基中锚杆的荷载-位移曲线特征、轴力与界面剪应力分布特征以及锚固体埋入位置对锚杆受力特征的影响,并以工程实例检验该方法的可行性。研究结果表明:作用荷载较小时,层状地基中锚杆的轴力和界面剪应力分布特征与均质地基中锚杆的轴力和界面剪应力分布特征基本一致;作用荷载较大时,地基土层状分布特征对锚杆拉拔受力特性具有显著的影响,锚杆轴力和界面剪应力在土层分界面处具有明显的界面效应,即二者在土层分界面处分别存在明显的转折点和跳跃点;锚固体埋入密实地基层中的范围越大,锚杆的极限抗拔荷载也越大,延性也越好,实际工程中应将锚固体尽可能地埋置于硬土层之中;在锚固界面弹性黏结、塑性变形(局部软化)以及滑移破坏的整个全历程阶段,所提方法的计算结果与工程实测的锚杆荷载-位移曲线均吻合较好,反映了锚固界面剪切滑移与锚杆受力变形的非线性特征。
- 黄明华李嘉成赵明华陈昌富
- 关键词：道路工程锚杆荷载传递法
- 基于分数阶导数的膨胀土锚固边坡土-锚界面蠕变模型被引量：2
- 2018年
- 合理的土-锚界面蠕变模型是分析膨胀土锚固边坡蠕变特性和长期稳定性的关键。为研究土层灌浆锚杆锚固体与膨胀土界面剪切蠕变特性,利用自行研发的土-锚界面摩阻性能测试系统,通过瞬时剪切试验,得到了膨胀土-锚固体界面的瞬时剪切强度;同时,通过分级加载蠕变试验,得到了膨胀土-锚固体界面剪切蠕变全过程曲线,并根据“陈氏加载法”将分级加载曲线转化为分别加载曲线。基于试验结果,引入分数阶导数,结合Burgers模型,建立了描述膨胀土-锚固体界面蠕变过程的分数阶导数Burgers模型。采用建立的模型对蠕变试验结果进行拟合和预测,结果表明,该模型具有很好的拟合和预测效果。
- 陈昌富高傑刘俊斌黄明华
- 关键词：安全工程膨胀土BURGERS模型
- 基于非线性界面模型的锚杆拉拔受力变形特性研究被引量：6
- 2019年
- 锚杆是广泛应用于土建交通、水利水电、采矿巷道等工程领域的重要支护手段之一。为研究锚固界面剪切变形非线性特征和残余剪切强度对锚杆拉拔受力变形特性的影响,引入剪切强度残余系数,在双指数曲线界面模型的基础上,理论推导出一种反映锚固界面残余剪切强度影响的非线性界面模型;通过对锚杆锚固段进行等效分段,采用线性弹簧模拟锚固分段、非线性弹簧模拟界面剪应力作用,建立非线性界面模型下锚杆拉拔受力变形特性的计算方法,计算得到两项工程实例锚杆张拉端的荷载-位移曲线和轴力分布曲线,并分析了残余剪切强度对锚杆拉拔受力变形特性的影响。结果表明:理论计算获得的锚杆荷载-位移曲线和轴力分布曲线均与实测结果基本一致;锚固界面处于弹性黏结状态时,残余剪切强度对锚杆拉拔受力变形特性影响很小;锚固界面进入弹塑性变形状态后,残余剪切强度对锚杆的拉拔受力变形特性有较大影响,其一定程度上提高了锚杆的极限承载力。因此,在锚杆拉拔受力变形计算和锚固设计时,应合理地考虑残余剪切强度的影响,以更准确地反映锚杆的受力变形特性和工作状态。
- 黄明华赵明华陈昌富
- 关键词：安全工程锚杆
- 考虑地基土非线性固结的桩侧负摩阻力计算方法研究被引量：15
- 2016年
- 针对软土地基因固结沉降在桩侧引发的负摩阻力问题,从桩土相互作用机理出发,首先,根据软土压缩曲线性质,采用双曲线应力应变模型考虑地基土固结非线性特性,推导了桩侧土沉降随深度和时间变化的计算公式;其次,引入Gibson地基理论考虑地基土的非均质性,结合桩土界面剪应力–剪应变双曲线模型,建立了反映桩土界面剪切刚度系数随深度非线性增长的荷载传递函数。在此基础上,联立桩体平衡方程,获得了桩侧摩阻力、桩身轴力分布和中性点位置。最后,将理论计算曲线与工程实测曲线进行对比,并进一步分析了压缩试验参数、固结度、桩径及桩长、地表堆载对桩侧负摩阻力及中性点位置的影响,结果表明计算方法是可行的,可为类似工程提供参考。
- 赵明华胡倩杨超炜黄明华赵衡
- 关键词：非线性固结GIBSON地基双曲线模型荷载传递负摩阻力
- 锚固长度对锚杆受力影响分析及其临界值计算被引量：30
- 2018年
- 基于锚固界面的一种非线性剪切滑移模型,采用荷载传递方法分析了锚固长度对锚杆受力特性的影响,建立了锚杆临界锚固长度的计算方法,并通过工程案例检验其可行性。结果表明:锚固长度较小时,锚杆荷载-位移曲线为承载力较小的单峰曲线;随着锚固长度的增加,逐渐衍生出一个平缓变化区段;锚固长度越小,界面剪应力分布越均匀,但整体承载力也越小;随着锚固长度增加,界面剪应力分布的不均匀特征逐渐明显,整体承载力也随之提高;锚固长度超过一定取值时,锚固界面软化荷载、抗拔荷载以及整体承载力均趋于定值,与锚固长度无关;计算得到的临界锚固长度与工程实际的锚固长度具有较好的一致性,验证了方法的可行性。
- 黄明华赵明华陈昌富
- 关键词：岩土工程锚杆临界锚固长度
- 考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算被引量：12
- 2018年
- 为考虑岩溶区基桩嵌岩段侧阻力的影响,提出了一组确定岩溶区桩端顶板安全厚度的计算方法。考虑顶板的整体承载效应,结合弹性力学及第一强度理论,得到了顶板抗弯安全厚度计算式;考虑嵌岩段桩侧摩阻力对桩顶荷载的分担作用,结合格里菲斯判据及摩尔判据,获得了顶板抗冲切和剪切的安全厚度计算公式,进而运用ABAQUS建立了岩溶顶板与基桩整体分析计算模型,有限元计算结果与理论计算值吻合良好。结合工程实例重点分析了顶板厚跨比对抗弯安全厚度的影响,顶板岩层厚度对抗冲切、剪切安全厚度的影响以及嵌岩段侧摩阻力系数?对顶板安全厚度计算的影响。
- 赵明华朱志仁黄明华杨超炜徐卓君
- 关键词：岩溶溶洞顶板
- 斜坡浅埋水平条形锚板抗拔承载力的极限分析被引量：4
- 2019年
- 针对山区和丘陵等复杂地形下浅埋锚板抗拔承载力计算问题,基于极限分析上限定理、非线性Mohr-Coulomb强度准则及其关联流动法则,构造了斜坡浅埋水平条形锚板的曲线型破裂机制和机动许可速度场,采用变分极值原理获得了其上方土体破裂面方程和抗拔承载力的上限解,分析了斜坡倾角和锚板埋深对锚板抗拔承载力的影响。结果表明:随着斜坡倾角的增大,锚板抗拔承载力逐渐减小,此时其上方两侧土体破裂面不再对称且整体向下坡侧偏移;锚板抗拔承载力及其上方两侧土体破裂面宽度均随着埋深增大而增加;锚板埋深越小,斜坡倾角对其抗拔承载力的影响越大,应在计算中予以考虑,以更合理地反映斜坡浅埋水平条形锚板的抗拔承载特性。
- 黄明华李盾李嘉成
- 关键词：斜坡抗拔承载力非线性破坏准则
- 非均质地基浅埋水平条形锚板承载力上限分析被引量：4
- 2017年
- 考虑地基土体的非均质特性,采用非线性Mohr-Coulomb强度准则及其关联流动法则构造了浅埋水平条形锚板的曲线型破裂机制与机动许可速度场,根据极限分析上限定理推导了条形锚板抗拔承载力的表达式。利用变分极值原理求得了锚板抗拔承载力及其上方土体破裂面的上限解,分析了锚板埋深、土体非均质和非线性强度特性对锚板抗拔承载特性的影响,并将该上限解与已有计算方法进行了对比。结果表明:锚板埋深、土体非均质和非线性强度特性对其抗拔承载力与破裂面特征具有明显的影响。锚板埋深和土体非均质系数越大以及土体非线性强度系数越小,锚板抗拔承载力和土体破裂面深度、宽度均是越大。该上限解与极限平衡和极限分析有限元方法的计算结果基本一致,验证了所采用的曲线型破裂机制和地基非均质变化规律有效性,为条形锚板设计提供了一定的参考。
- 黄明华胡倩黄炎杰赵明华
- 关键词：非均质地基
