抛物线型FGM冻结壁在均布荷载下的弹塑性解析研究

"该文主要探讨了在均布荷载作用下，抛物线形功能梯度材料（FGM）冻结壁的弹塑性解，分析了其在塑性状态下的应力分布，并与均质冻结壁进行了对比，提出了对冻结壁设计与施工的建议。" 在矿业工程和隧道建设中，冻结壁是一种常见的地基加固和防渗结构，主要用于围护开挖空间，防止地下水渗透。功能梯度材料（FGM）因其独特的性能逐渐在这一领域受到关注。FGM具有连续变化的物理和机械性能，可以根据设计需要定制，使得材料性能在不同区域有不同的表现，从而优化结构性能。 胡向东等人研究的抛物线形FGM冻结壁，是指材料的力学属性沿壁厚方向呈抛物线规律变化的冻结壁。在弹性状态下，他们通过解析方法求解了这种厚壁圆筒在均匀荷载下的应力分布情况。解析解的获取对于理解和预测FGM冻结壁在荷载作用下的行为至关重要，它可以帮助工程师精确计算结构的承载能力和稳定性。 同时，研究还结合了摩尔-库伦强度准则来分析冻结壁进入塑性状态后的应力分布。摩尔-库伦准则是一种广泛应用于土木工程中的破坏模型，可以描述材料在达到极限应力后发生剪切破坏的现象。通过对塑性区的分析，可以预测FGM冻结壁在长期使用或高负荷条件下的性能退化情况，这对于工程安全至关重要。 对比均质冻结壁，FGM冻结壁的受力特性表现出明显差异。由于材料性能的连续变化，FGM冻结壁的应力分布更加复杂，可能更有利于抵抗不均匀荷载或局部应力集中，提高结构的整体稳定性和耐久性。 基于这些分析，研究者提出了针对FGM冻结壁设计和施工的建议。这些建议可能包括优化材料的性能分布、改进施工工艺以确保FGM的均匀性，以及在设计阶段充分考虑材料的弹塑性行为，以确保冻结壁在实际工程中的可靠性和经济性。 这项研究深化了我们对FGM冻结壁的理解，提供了理论依据和技术支持，对于提升冻结法施工的质量和效率具有重要意义，同时也为未来FGM在地基处理和地下工程中的应用开拓了新的研究方向。