岩体原位测试中反力对试验影响程度的理论模型

“锚杆-钢梁”组合系统是目前岩体原位测试中经常采用的一种反力施加方法,而锚杆对岩体的反力作用将会导致试验点的变形量测精度产生一定程度的偏差。通过建立锚杆对试验岩体反力作用的理论模型,导出由锚杆反力所导致 的试验点变形量的理论公式,与试验点理论变形量的公式相比对,给出了锚杆反力对试验点影响程度的计算公式。结合现场实际测试情况,根据某Ⅱ类岩体的力学参数值,分别计算出试验点的理论变形量及反力导致的变形量。结果表明：对该Ⅱ类岩体,反力导致的变形量约占理论变形量的0.035%,为提高测试结果的精确性提供了理论依据。     

海洋平台筒式桩腿结构的焊接变形预测和消除

针对海洋生活平台桩腿的齿条与筒体焊接变形问题,基于迭代子结构法(ISM)和多核并行计算技术的高效热-弹-塑性有限元计算代码,依据结构对称性的特点,建立实际齿条与筒体焊接结构的1/4有限元模型,预测的焊接变形和测量结果趋势一致,数值基本吻合。为了提高建造精度,采用在筒体内表面进行堆焊的工艺措施,产生反变形,抵消齿条与筒体焊接产生的变形,焊接变形量可减70%。     

流固耦合振动的组合模态综合法

本文提出了流固耦合振动一种新的计算方法——组合模态综合法。该方法建立在流体-固体有限元组成的杂交子结构模型基础上.对流体子结构采用约束模态(静力变换模态),同固体子结构的两种模态——模综超元法中的动力变换模态和Craig的固定界面模态进行组合,以组合模态作为广义坐标对流固杂交子结构的运动方程进行变换获得两种形式的计算方法。本方法中采用了先装配流体子结构后装配固体子结构的技巧,从而消除了流体元的全部自由度和固体子结构的全部内自由度,仅保留固体子结构对接边界自由度,使最后计算特征值的矩阵阶数保持与结构中的模态综合超单元法及Craig法的阶数完全相同,大大减少了计算机时。 通过曲弯曲板元和平面膜元的组合板元构成的立体方盒结构以及三维矩形有限元的流固耦合振动计算,获得了与P.C.Chowdhury用整体有限元计算及光测实验一致的数值结果。     

单锚式钢板桩结构锚固位置影响分析

单锚式钢板桩结构锚固位置的变化对结构的体系性能有着显著影响,但目前设计及研究中对这一问题重视不够。首先采用自由支承法确定单锚式钢板桩结构体系设计方案;然后基于上述设计方案的有限元模型,同时考虑桩身及土体变形特性,研究锚固点位置对板桩弯矩、锚杆轴力及结构位移的影响规律。结果表明,锚固点位于钢板桩顶部以下0.25~0.3倍开挖深度时,钢板桩的最大水平位移和桩后土体的最大沉降达到最小值;随着锚固点位置由桩顶向下移动,锚杆的轴力逐渐增加,而板桩的最大弯矩逐渐减小。同时,与有限元结果相比,采用自由支承法所得到的结构体系的板桩弯矩偏大,有利于板桩的安全性,而锚杆的轴力偏小,可能导致锚杆的失效。     

基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析

基于对荷栽传递法的认识,首先推导了锚固段的荷载传递基本微分方程;在此基础上,结合Kelvin问题的位移解,得到锚固段的应力分布的解析表达式,认为锚杆体的直径、外荷栽及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应力水平.计算结果袁明:锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加;在较高的初始力条件下,锚固段前端应力集中现象明显;较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布.     

子结构技术在斜拉桥施工仿真分析中的应用

本文针对大跨度斜拉桥等大型复杂桥梁结构大多采用节段施工的特点,将子结构技术与节段施工方法结合起来进行桥梁施工全过程仿真分析。在阐述子结构技术分析方法的基础上,寻求合理的子结构划分方法来模拟斜拉桥的施工进程,并应用有限元分析软件ANSYS的子结构分析功能,对一座独塔斜拉桥实现了施工全过程仿真分析。结果表明,利用子结构技术可以简化施工过程的模拟并大大缩短计算时间,特别适用于复杂模型的桥梁结构分析。     

高速铁路高大全封闭型声屏障自振特性研究

本文研究的声屏障体型大,可以选取其中一部分结构进行分析,通过子结构技术推导出整体结构的自振特性。本文的研究分为数值仿真分析和现场试验。首次采用一跨声屏障的部分节间足尺模型作为试验对象,运用有限元模型修正理论,用试验测得的频率修正ANSYS有限元模型刚度,得到修正后的频率,然后,利用子结构的思想,组集得到一跨声屏障的自振特性。结果表明,基于子结构的模型修正方法能够有效的对一跨声屏障结构进行自振特性分析。     

工字钢+锚杆锚索加固的三维稳定性分析

在维西公路一号隧道进口处边坡开挖过程中,边坡出现变形和裂缝,对边坡顶部及背侧的学校操场构成潜在的危险。为了避免滑坡的发生,结合岩土领域有限元软件Midas gtx-nx,采用强度折减法,对原设计边坡进行数值分析,得出安全系数,判断边坡滑移面的位置;对该边坡采用工字钢-锚杆锚索的加固方式,并进行加固方案的设计计算;再利用有限元软件进行加固后的三维数值分析,模拟在暴雨工况下加固方案的效果。研究结果表明通过有限元软件的分析得到原设计的安全系数为0.25625;经过加固设计后,在暴雨工况下,得到的安全系数为1.35156。工字钢框格梁-锚杆锚索加固方案对于该边坡加固效果明显,对其他边坡加固具有借鉴意义。     

流固耦合振动的组合模态综合法

本文提出了流固耦合振动一种新的计算方法——组合模态综合法。该方法建立在流体一固体有限元组成的杂交子结构模型基础上,对流体子结构采用约束模态(静力变换模态),同固体子结构以下二种模态:(1)模综超元法中的动力变换模态和(2)Craig 的固定界面模态进行组合,以组合模态作为广义座标对流固杂交子结构的运动方程进行变换获得二种形式的计算方法。本方法中采用了先装配流体子结构后装配固体子结构的技巧,从而消除了流体元的全部自由度和固体子结构的全部内自由度,仅保留固体子结构对接边界自由度,使最后计算特征值的矩阵阶数保持与结构中的模态综合超单元法及 Craig 法的阶数完全相同,大大减少计算机时。通过由弯曲板元和平面膜元的组合板元构成的立体方盒结构以及三维矩形有限元的流固耦合振动计算,获得了与 P.C.Chowdhufy 用整体有限元计算及光测实验一致的数值结果。本方法尤适用于具有大量流固交界面自由度和少量结构对接自由度的船舶流固耦合振动计算,也适用于滨海工程结构和其它工程的这类问题计算。与以往的流固耦合振动计算方法相比,富有实用意义和经济效益。     

复杂地质条件下高拱坝工程三维渗流场分析及渗控效果评价

高拱坝地处深切河谷,岸坡陡峻,岩体卸荷强烈,地质条件复杂。水库蓄水后,坝基岩体将承受较大的渗透水压和渗透坡降,渗流控制是工程建设的关键问题之一。结合我国西南地区某高拱坝工程,建立反映坝址区地形地貌、地质构造、枢纽布置和防渗排水系统的三维整体有限元模型,采用排水子结构、变分不等式以及自适应罚函数相结合的渗流分析方法,研究了厂坝区三维渗流场的分布特征,并评价了防渗排水系统的有效性。研究表明,厂坝区防渗排水系统排水降压效果显著,不仅厂坝区的地下水位和渗漏量得到有效的控制,且主要断裂构造的渗透稳定性满足工程安全要求。     

轻量化造船中薄板对接焊失稳及其临界条件

针对3mm厚的低碳钢薄板进行对接焊试验,使用光学面扫描方法测量焊后的面外变形,可明显地观察到"马鞍形"的失稳变形形状;使用热-弹-塑性有限元分析,并考虑大变形理论,再现薄板对接焊的失稳变形现象,且预测的面外变形与实际测量结果相当吻合。以焊接固有变形为载荷,进行弹性有限元分析,其预测的焊接面外变形与热-弹-塑性有限元分析及试验测量也具有很好的一致性。同时,通过一系列的热-弹-塑性有限元计算和基于固有变形增量法的弹性有限元计算都可获得该对接焊接头发生焊接失稳变形的临界条件,两个结果也相当一致。     

泥质石灰岩中锚杆周边砂浆与岩石的抗剪强度

文中结合马耳他３０万吨干船坞及码头工程，对泥质石灰岩地基中锚杆试验和施工检测时，锚杆未达到极限破坏情况下，提出了按设计要求控制的锚杆变形来选取锚杆周边砂浆与泥质石灰岩的容许抗剪强度。     

土钉超前支护的有限元分析

土钉 超前锚杆支护形式在实际工程中应用日益广泛。为深入研究此复合土钉支护的工作机理,采用二维分离式有限元模型,由摩擦接触模拟土体与土钉和超前锚杆之间的接触。通过有限元计算,得出超前锚杆上受到的土压力情况以及土体水平位移的分布情况,将土拱理论应用于超前支护的工作分析,结合土拱形成的条件,说明了超前锚杆间形成土拱的可能性,并在此基础上分析了超前锚杆的作用机理,即超前锚杆间的土体形成的土拱有效地阻止了其后的土体位移。     

十漫高速公路隧道洞口边仰坡破坏机理研究

隧道洞口边仰坡的稳定问题是导致隧道工程“进洞难、出洞难”的关键问题。通过对十漫高速公路沿线隧道边仰坡变形破坏现象调查,分析其变形破坏模式为5种（平面滑动破坏、楔形破坏、崩溃破坏、局部塌陷破坏和堆塌破坏）．得出其变形破坏机理主要是：隧道开挖引起边仰坡应力重分布,导致坡顶、掌子面周围形成应力集中,引起岩体破坏;开挖加速岩体风化．降低岩体强度,加剧岩体变形破坏。     

基于UDEC金沙江某水电站危岩体稳定性数值模拟

金沙江地区地形地貌复杂、地质构造发育,其成因机制及变形失稳模式较复杂。所以针对危岩体变形失稳模式及稳定性进行研究是十分必要的。在大量野外地质调查的基础上,从工程地质的角度分析了其可能存在的变形失稳模式,确定了危岩体的类型,也就确定了其可能的变形失稳机理。进而也就可以很方便的为危岩体的稳定性评价和防治提供可靠的依据,并利用离散元软件UDEC对其变形失稳模型进行分析验证。     

考虑接触非线性的锚杆——土体非连续问题有限元分析

采用Duncan-Chang大量线性弹性E-B模型和大量线性界面单元模型对锚杆-土体非连续问题进行有限元分析，指出非线性Goodman界面单元进行非连续系统的分析计算，可以较好地模拟锚杆-土体接触面破坏情形。并讨论土体-锚杆接触应力分布及沿杆长位移分布。     

豪华邮轮极限强度计算的有限元方法研究

为揭示豪华邮轮极限状态的变形特征,考察初始几何缺陷的影响,文章对一艘理想的巴拿马客船进行整船有限元分析,发现船舯位置上层建筑与主船体以双平截面的方式变形。鉴此,参考"双梁理论"假设上层建筑与主船体绕各自形心受弯转动,提出了一种利用柱间有限元模型进行豪华邮轮极限强度计算的方法,对比经典的极限强度有限元计算方法,精度有明显改进。     

格构锚杆组合加固技术在高边坡治理中的应用

以贵州省思南县宏达山水家园工程拟建场地内的高边坡为例,针对该边坡的工程地质、水文地质、岩体结构特征及变形破坏迹象,通过边坡中层面和节理面的空间组合关系确定了边坡潜在滑动面,并以此建立了边坡推力计算模型。在治理设计过程中采用了格构锚杆组合加固技术,并系统的阐述了其设计思路、设计计算过程,为解决高边坡的分析和治理难题提出了一种新的思路。     

深基坑桩锚支护结构变形探讨

通过分析基坑桩锚支护变形机理及其影响因素,讨论了支护桩刚度及锚杆预应力对深基坑桩锚支护变形的影响,并根据实际经验确定控制深基坑桩锚支护变形的有效方法.     

补偿注浆对隧道变形控制试验研究与数值分析

补偿注浆法作为一种常用的变形控制技术,在沉降控制方面已有广泛应用和研究,但在注浆对隧道水平变形纠偏方面的研究相对较少。以天津地区某实际工程为依托,开展了注浆控制隧道变形的现场试验,并结合考虑加固区非均匀膨胀效应的有限元方法,将补偿注浆对隧道水平变形的控制效果进行了深入研究和参数分析。研究结果表明,考虑注浆加固区非均匀膨胀效应时,有限元方法能够较好地模拟补偿注浆对隧道变形的影响。同时,得出了隧道水平位移与注浆量和注浆距离之间的关系,并提出"近距离,小方量"的注浆策略。