一种根据膨胀位移计算橡胶圆筒弹性体膨胀内压应力的算法.PDFVIP

第 27 卷第 5 期 Vol.27 No.5 工 程 力 学 2010 年 5 月 May 2010 ENGINEERING MECHANICS 225 文章编号：1000-4750(2010)05-0225-06 一种根据膨胀位移计算橡胶圆筒弹性体 膨胀内压应力的算法 *牛文杰 1,2,3，叶为民2,3 ，陈 宝 2,3 ，黄 雨 2,3 (1. 浙江大学水工结构与水环境工程研究所，杭州 310058 ；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092 ； 3. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092) 摘 要：根据薄膜壳体的无矩特性，提出了分析不同注水时刻，膨润土膨胀施加给橡胶膜的膨胀力的算法。该方 法从橡胶膜的膨胀位移分析橡胶膜膨胀内压应力入手，根据橡胶膜微元体三维弹性状态下的柱坐标形式的物理方 程和几何方程，以及橡胶膜圆筒横截面处截面的内力平衡方程，推导了橡胶膜膨胀内压应力在不同时刻和不同位 置处的计算公式。应用编制的 HSSA-EXCEL 程序，计算分析了在不同注水时刻，膨润土的膨胀所施加给橡胶膜 的膨胀内压应力。计算结果表明：与注水端的位置较近处橡胶膜的膨胀内压应力较大；与注水端的位置较远处橡 胶膜的膨胀内压应力较小。膨胀内压应力随着时间不断增长。 关键词：薄膜壳体；三维弹性状态；柱坐标形式的物理方程和几何方程；橡胶膜的约束压力；HSSA-EXCEL 程序 中图分类号：TU443; TQ336.5 文献标识码：A A CALCULATING METHOD FOR THE INSIDE SWELLING PRESSURE OF ELASTIC CIRCULAR RUBBER BARREL ACCORDING TO SWELLING DEFORMATION *NIU Wen-jie 1,2,3 , YE Wei-min2,3 , CHEN Bao2,3 , HUANG Yu2,3 (1. Hydraulic Structure and Environment Engineering Research Institute, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2. Department of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China) Abstract: According to the fact that the membrane shell develops no moment, this paper proposes a program to compute the swell pressure on the circular rubber barrel at different time due to bentonite column swelling. The basic idea is to analyze the swell pressure from the circular rubber barrel swell deformation. According to the stress-strain constitutive law, micro rubber element geometric equation in Cylindrical coordin