超大型深基坑开挖过程三维有限元分析

建立三维有限元模型对软土地区某中心岛顺作、周边逆作的超大型深基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分层、分区开挖和支护结构分区施工.将计算结果与实测值进行比较,表明考虑土体为横观各向同性体的三维有限元分析方法可以较好地模拟开挖过程基坑的变形特性.分析了分层分区开挖和支护结构分区施工对基坑维护结构变形特征的影响,结果表明分层分区开挖对基坑变形有较大影响.     

基于有限元的分层空间桁架法计算精度分析

通过分析分层空间桁架法与有限元法之间的计算差别来讨论分层空间桁架法的计算精度;对某电视塔分别用分层空间桁架法及有限元法在相同荷载条件下进行计算,认为有限元方法为精确解,并以此来分析分层空间桁架法的计算结果。分析结果如下:分层空间桁架法在结构截面形状及截面尺寸没有突变时误差较小,内力及位移计算误差基本可以控制在20%以内,内力较小的斜撑计算误差较大,但不影响设计,截面形状及截面尺寸发生突变时斜撑内力及层间侧移计算误差可达50%以上,此时分层空间桁架法不适用;在上下分布较为均匀的实际结构中,分层空间桁架法误差较小,可以用于结构初步设计以及与有限元计算结果相互校核。     

考虑层间渗流补给的基坑降水试验及计算方法研究

地下水在层状含水层中的渗流规律与均质含水层中有较大不同。通过模型试验研究了层状含水层的渗流规律,并与不同计算方法的结果进行对比分析。研究结果表明,弱透水层类型对层状含水层渗流场影响较大;试验条件下,当夹层为粉质粘土时,按分层方法计算的自由水面线与试验结果接近;当夹层为粉砂时,按渗透系数加权平均的方法计算结果与试验结果接近;对于所有的夹层类型,考虑层间渗流补给的有限元方法的计算结果都与试验结果接近,可用于实际工程计算。     

分层厚度对地基沉降计算精度的影响

1前言 <建筑地基基础设计规范>(GBJ7-89)(以下简称<89规范>)给出的地基最终沉降量计算公式中,未明确地基沉降计算深度范围内所划分土层的含义,即是按天然土层划分计算层,还是按Z=0.4b(b为基础宽度)来划分计算层.由于对规范的理解不同,执行时灵活性较大,这也给设计人员带来了一些不便.因此,如何确定适宜的分层厚度,分层厚度增大对计算精度会有多大影响,也就成了设计人员经常议论的话题.如张利著"地基沉降计算中两个问题的探讨"(以下简称文献[1])与刘建民所著"分层厚度对地基最终沉降量计算结果的影响"两文,用近乎相同的工程实例,分别以2m和4m作为分层厚度对沉降计算结果进行比较,却得出了不同的结论.前者认为分层厚度增大而引起的误差很小;后者则认为由分层厚度增大而引起的相对误差较大,不容忽视.到底哪一个结论更切合实际呢?本文结合文献[1]中的实例对合理确定分层厚度的问题做进一步探讨.     

高内摩擦角下珊瑚礁砂地基极限承载力初步分析

Terzaghi等经典的极限承载力计算结果以及现场载荷试验结果均显示,珊瑚礁砂地基极限承载力最高可超过4 000 kPa,与其低承载力的一般认识差别明显。针对珊瑚礁砂高内摩擦角现象,依据经典的极限平衡计算模型,分析内摩擦角对整体剪切破坏形态特征的影响,阐明珊瑚礁砂高极限承载力的物理机制与形成条件。通过苏丹港吹填珊瑚礁砂场地地基处理前后的原位载荷试验,对珊瑚礁砂地基高极限承载力现象进行检验与确认。分析与结果表明,高内摩擦角、整体剪切破坏下,珊瑚礁砂地基会出现更大的剪切破坏深度、更广的剪切破坏范围,根据极限平衡条件将得到更高的极限承载力。整体剪切破坏是珊瑚礁砂地基出现高极限承载力的前提条件,采取分层强夯、分层吹填的地基处理工艺可满足这一条件。珊瑚礁砂的实际剪切破坏面可能与经典极限承载力计算方法假定破坏面存在较大差异,适合珊瑚礁砂的极限承载力计算公式有必要进一步研究。     

分层土中单桩荷载分布和沉降计算新方法研究

根据分层总和法的原理,对以Mindlin位移解为基础的弹性理论法进行了推广,建立了一种近似求解分层土体下的单桩荷载分布和沉降计算方法.与现有方法相比,该方法能够取得较满意的结果.同时该方法能够考虑各土层弹模和泊松比的影响,也能够考虑桩端以下不均匀土层及刚性层的影响.最后对一组不均质土体下的单桩进行了计算分析,结果表明:在特定的工况下,不同土层中取用不同泊松比对桩顶沉降的计算影响较大;桩端土层以下存在分层土时,同其它土层相比,软弱土层对桩顶沉降的影响较大.     

地下水开采引起的地面沉降计算方法及分析

在Terzaghi一维固结理论的基础上结合修正的Kozeny-Carman方程,提出了适用于实际地层的、可考虑地下水类型和疏干情况及渗透系数随沉降发生变化的一维沉降计算方法。通过Fortran编写计算程序,分析了北京东南部区域的地面沉降量并与实测结果进行对比。结果表明:研究区域内在过去5年间,监测点的沉降计算结果与实测结果趋势基本一致,证明了该方法的合理性;地下水超采导致的地面沉降约占总沉降的80%;地下水类型和渗透系数均对沉降计算有影响,但地下水类型对承压水含水砂层分布较多且厚度较大的计算点的沉降计算影响较大,渗透系数对黏性土层分布较多且厚度较大的计算点的沉降计算影响较大。     

基于虚拟力法的盾构隧道施工扰动地层附加应力分析

目前针对盾构隧道掘进引起周围地层附加应力的研究较少,且既有成果一般均假定施工场地为均质土体。基于层状地基基本解,结合虚拟力法,建立了考虑分层效应的盾构隧道施工扰动地层附加应力的分析方法,重点研究了盾构施工正面附加推力、盾构与土体间掘进摩擦力引起的地层附加应力。结合上海典型分层地基工程实例,分析了盾构施工引起的附加应力分布规律,且与均质土体工况下的计算结果进行了对比研究,考察了地基分层效应对扰动地层应力场的影响。计算结果表明：盾构与土体间掘进摩擦力与正面附加推力引起的土体附加应力分布规律较为相似,靠近开挖面时附加应力衰减较快且影响范围一般较小,而远离开挖面时应力衰减明显变慢,在实际工程中要重视掘进摩擦力和正面附加推力造成的施工风险;此外,考虑分层效应与常规不考虑分层效应时的附加应力场有较大差别,在设计中应重视地基非均质性带来的影响。成果可为合理制定层状地基中盾构隧道施工对临近管道以及建筑物的保护措施提供一定的理论依据。     

分层总和法计算地基沉降调整系数讨论

现阶段的基础设计规范推荐采用分层总和法计算地基的最终沉降量,然而分层总和法假设条件太多,计算结果可能出现很大偏差,因此需要调整。通过建立有限元二维和三维模型,选取不同力学参数地基土作沉降数值分析,分析结果与分层总和法计算值作对比,前者与后者的比值即为文章推荐的分层总和法计算地基沉降调整系数。对分层总和法各假设条件引起的...     

单支点支护结构设计中土层参数的分算与合算

针对基坑支护设计中土层参数的选取问题，以单支点桩墙支护结构为例，应用等值梁法和自由端法对土层参数分别采用分算与合算两种方法计算，从计算的结果可以看出，选用自由端分层法计算的结果比较合理，对类似的工程设计与施工均有指导意义，具有一定的实用价值。     

非均质围护结构传热系数的简化计算及检测方法

对非均质围护结构等效热阻的两种简化计算方法进行了回顾评述,从热阻等效原理证明了这两种简化算法是基于不同的热阻等效得到的,并串联的等效方法较串并联等效方法更适于非均质围护结构传热系数的简化计算。对现有检测非均质围护结构传热系数方法进行分析讨论,指出用热箱法可以检测流过非均质围护结构的热流量,但不宜直接测量表面温度来计算非均质围护结构等效热阻,提出了“真空屏热箱法”检测非均质围护结构传热系数,并对这一方法的原理进行了说明。     

非圆形断面围岩应力的工程计算及分析

经典弹塑性力学算法中,对围岩的应力计算往往采用圆形断面进行简化,而在实际工程运用中,为了便于工程的使用,断面的形状大部分采用的是非圆形,非圆形断面如曲墙、矩形、直墙单心拱、直墙多心拱等得到了广泛的运用。因此,非圆形断面的应力计算方法就显得尤为重要。为了弄清工程上非圆形断面应力计算等代方法的准确性,文章介绍了通过“几何等代法”、“位移等代法” 与“当量半径法”进行非圆形断面工程计算的方法,通过数值模拟进行了验证与比较,并提出了应用这些方法的优缺点与改进方向。最后指出,通过“位移等待法”进行围岩的应力计算在工程上能够有较好的推广前景。     

基于Kent法的PE燃气管道风险评价指标体系

基于Kent评分法,建立了PE燃气管道的风险评价指标体系。     

基坑双排桩支护的桩间土等效计算模型研究

随着基坑向场地复杂和变形控制严格的趋势发展,因各种应用较少的基坑双排桩支护又重新受到了重视,工程应用逐渐增多,但现有基坑双排桩计算模型中桩间土等效问题仍有待完善。在现行的行业规程计算模型的基础上,从3个不同的角度对桩间土等效模型做出尝试与探讨,提出了3个基坑双排桩改进计算模型。而在对3个改进计算模型进行总结后,通过引入了等效桁架模型,进一步对桩间土等效模型进行改进,并提出基于等效桁架模型的基坑双排桩结构计算模型。结合具体的算例,对4个改进计算模型的合理性加以验证,通过4个计算模型之间的对比分析,得出基于等效桁架模型的基坑双排桩结构计算模型更加合理。最后,将基于等效桁架模型的改进计算模型应用到昆明地区一个实际工程案例中,通过工况和桩间土压缩特性的分析,对双排桩支护结构的受力和变形特性进行了探讨,旨在能为基坑双排桩支护的理论研究及工程应用提供一定的参考。     

地下单层无梁楼盖结构设计与计算分析

无梁楼盖是地下建筑中常见的结构形式,目前多采用经验系数法或等代框架法进行计算,两种计算模型与地下单层无梁楼盖结构存在假设差异。以实际工程尺寸建立力学计算模型,根据弯矩分配法推导实际内力分布情况,通过数据对比提出设计建议。     

平板式筏基计算方法的改进和简化

平板式筏基为无梁体系 ,传力简捷 ,整体刚度好 ,施工速度快 ,是框架结构常用的基础形式。对等代框架法和经验系数法进行分析比较后 ,提出了适用于平板式筏基的等代梁弯矩系数法 ,并结合新规范对板的冲切计算、受剪计算、弯矩及配筋计算推导了较实用的简化公式和条件式 ,编制了计算表     

岩质边坡锚杆设计计算方法分析

结合岩质边坡工程实例,对岩质边坡支护设计中的锚杆轴向拉力设计方法进行了分析和评价。通过对比分析发现:采用极限平衡法、强度折减法、等效内摩擦角法、二维数值分析计算法等方法的设计计算结果偏大,三维数值分析计算法计算结果比较可靠,符合工程实际。侧向岩石压力计算方法与剩余下滑力法的计算结果与数值分析计算法基本一致。在侧向压力接近于零时,建筑边坡支护技术规范采用的侧向岩石压力计算方法计算结果存在安全隐患。在这种情况下,建议采用强度折减法进行锚杆拉力的设计计算。锚杆轴力并非均匀分布,对边坡顶部、底部锚杆应予以加强。在施工阶段稳定性较好的边坡,可按正作法施工,充分发挥边坡的自稳能力,以减小锚杆轴力,可优化设计。     

钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法

分析了现有钢管混凝土平缀管格构柱换算长细比计算方法的假定条件和计算式,并将各方法计算的极限承载力与试验结果进行对比;以格构柱剪切柔度理论为基础,对钢管混凝土平缀管格构柱各变形项与总剪切变形量的比值进行分析,指出现有换算长细比计算方法的不合理之处。借鉴钢管混凝土（斜缀条）格构柱换算长细比乘法算法的计算思路,在剪切系数计算式中采用考虑节点构造参数影响的剪切柔度简化计算式,拟合得到放大系数与剪切系数的关系式。结果表明:采用所提出的换算长细比计算方法及GB 50923—2013中稳定系数计算方法得到的计算结果与试验结果吻合良好,证明该方法简单、实用且具有足够的精度。     

不同口径管道等量替换的简便计算方法

不同口径管道的等量替换需查水力计算表进行多次试算后方能确定。为简化计算过程。依据水力学基本公式，推导了不同口径管道等量替换的简易公式，并以表格形式表示，以方便设计人员或施工人员使用，该简易公式计算简单，具有一定的准确性，可作估算之用。     

体外预应力混凝土梁刚度和裂缝计算研究

对体外预应力混凝土梁的使用性能进行研究,探讨其刚度和裂缝的计算方法。考虑到体外索对构件刚度和控制裂缝的贡献较相同数量的有粘结筋小的特点,参照相关文献,提出体外索等效折减系数为0.20,从而实现体外预应力与有粘结预应力混凝土梁刚度和裂缝计算公式的统一。试验结果表明,运用该方法计算体外预应力混凝土梁的刚度和裂缝与试验结果吻合良好。