针对具有约束分支的3SPS+UP少自由度并联机构刚度与弹性变形问题,采用基于主动/被动约束力旋求解其总刚度矩阵和弹性变形的方法.结果表明:对3SPS+UP并联机构的受力状态进行分析,并确定主动/约束力旋的姿态,分析3SPS+UP并联机构的主动/约束分支的弹性变形,导出主动/约束分支的伴随矩阵,约束力旋对3SPS+UP并联机构的弹性变形有巨大的影响.得出结论:当建立3SPS+UP并联机构的总刚度矩阵和求解弹性变形时,必须考虑约束力旋.

对粗砂岩进行单轴试验测得其力学参数,然后采用颗粒流和fish程序获得粗砂岩的细观力学参数进行不同围压下的压缩试验,分析粗砂岩的变形和强度特性以及在变形破坏过程中的能量演化规律。获得主要结论:随着围压增加粗砂岩屈服阶段明显增加,峰值强度提高,峰后由明显软化逐渐向塑性流动过渡,表明随着围压增加粗砂岩脆性降低而延性提高,主应力表示的二次型强度准则比直线型更加贴近试验结果。粗砂岩在变形破坏过程中,弹性阶段吸收的能量主要以弹性应变能的形式存储,屈服阶段弹性应变能增速减缓而耗散能增速加快,围压越高峰值处对应的耗散能越大表明高围压下破坏时岩石内部损伤严重,峰后阶段弹性应变能在低围压下急剧减小而高围压下缓慢减小。弹性储能极限随围压增加呈现线性增大趋势,弹性应变能与岩石吸收总能量之比先减小而后趋于常值。

寒区岩石受到荷载及冻融循环的作用,考虑岩石微元破坏的特点,将其简化为冻融损伤、受荷损伤及未损伤3部分组成。基于损伤力学理论,通过探讨冻融损伤变量、受荷损伤变量以及总损伤变量之间的关系,假定岩石微元破坏符合D-P准则,建立冻融与荷载作用下考虑残余强度的岩石损伤本构模型,并由冻融砂岩力学特性试验验证其合理性;在此基础上探讨了模型参数对岩石损伤本构关系的影响。结果表明:不同冻融次数及围压作用下的模型理论曲线与试验曲线较为吻合,较好地描述了岩石变形的全过程;模型参数对岩石损伤前及破坏后残余段的应力应变曲线几乎没有影响,但对损伤阶段的影响较大。研究成果将会对寒区岩石损伤演化认知具有较好的参考价值。

为探索岩石在载荷作用下变形破坏过程中能量的能量演化机制,对红砂岩进行了单轴、三轴压缩试验,获得了岩石加载过程中能量随应力、应变的演化与分配规律.结果表明:岩石的变形破坏过程是能量耗散与释放的结果;单轴压缩及较低围压下岩石在峰值后积聚的能量突然释放,这也是其呈现脆性破坏的主要原因;在较高围压下,岩石峰后能量随围压的升高由释放向逐渐耗散转变.

根据岩石受载变形破坏过程中视电阻率和渗透率的演化规律,分析了岩体破坏过程中视电阻率和渗透率变化的关联性,指出饱水条件下岩石变形破坏过程中视电阻率与渗透率关系密切。基于Archie公式和Carman-Kozeny公式,推导出了饱水岩石渗透率和视电阻率之间的关系式。同时,从岩石加载过程变形破坏的细观分析角度,探讨了渗透率–视电阻率关系式的合理性,进而指出了其成立的基础条件和应用意义。

岩石变形破坏的熵突变过程与破坏判据，周翠英，张乐民，在岩石的变形破坏过程中，当岩石进入不稳定的破裂发展阶段之后，系统不断调整结构抵抗外力的扰动，裂纹向局域集中的有序方向发展

针对深厚松散层冻结井筒解冻期间井壁受力特性变化复杂的难题,为确保板集煤矿副井井筒施工安全,基于光纤光栅传感技术,分析了传感力学模型,采用埋入式FBG传感器构建了在线监测系统,对井筒井壁结构进行信息化监测,获得了多方位、多层位井筒应变的实时数据。通过与传统的振弦式传感技术监测数据相比较,发现2种监测结果在时空上具有一致性,都能基本反映副井井筒弯曲段复杂受力状况。应用结果表明:光纤光栅传感监测系统可在线实时监测井壁内部混凝土的应变变化情况,可较准确地掌握整个竖井井壁的安全状况。

为了监测松散含水地层沉降变形,提出了一种在预设钻孔中埋入光纤Bragg光栅传感器网络系统的监测方法.根据光纤Bragg光栅传感原理和矿井地层情况,设计并实现了一个由18个光纤光栅组成的具有特色的光纤Bragg光栅波分复用/空分复用混合阵列,研究了光纤Bragg光栅传感器应变传递规律,通过监测得出了风井松散层应变变化情况,在146~149 m的砂砾层和167~176 m的黏土层处应变最大,截至2008-05-01最大应变变化量为121.68με.工程实践表明,光纤光栅传感器监测正常,系统稳定,光纤光栅作为应力应变检测使用安全可靠.

为了揭示覆冰和地表变形耦合作用对采动区输电线路铁塔内力的影响规律,建立了两档一塔的梁桁混合有限元模型,根据下沉盆地地表变形规律,研究了覆冰作用下采动区塔线体系铁塔的支座竖向反力、杆件应力的变化规律。结果表明:塔线体系20mm覆冰作用下,铁塔的远侧支座竖向反力随最大下沉值增大而增大,而近侧支座竖向反力由压力变为拉力;随最大下沉值增大,铁塔底部主材应力变化较上部主材应力变化明显;当铁塔位于最大倾斜点时,塔线体系铁塔受力最不利。

利用高分辨率数字相机获取模型不同时刻的数字立体影像像对,通过模型上布设的像控点和测点,利用直接线性变换提供的概略初值,由理论严密的自检校光束法平差完成高精度的平差计算及相似材料模型的变形测量.试验表明:该方法可以克服传统模型测量方法的缺点,具有测量精度高、信息容量大、方便易行等优点,可以实现实时观测和以影像方式记录模型破坏形态.