爆破作用下既有隧道振动特性数值分析

基于ANSYS/LS-DYNA软件,分析上方开挖爆破振动作用下既有隧道的振动特性。为了使数值模拟能够真正反映实际情况,本文采用更精确的爆炸模拟方法:利用状态方程模拟爆炸过程中压力与体积的关系,并采用ALE方法模拟炸药与被爆破结构之间的关系。数值分析结果表明:隧道拱顶处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.5倍;拱脚与直墙交接处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的0.76倍;直墙底处质点竖向峰值振速为水平峰值振速的1.1倍;峰值振速均满足爆破安全规程要求,围岩应力小于屈服强度。已有试验结果及数值计算验证了本次数值模拟结果可信。     

公路桥梁与车辆耦合振动现象的模型与数值分析

足。而铁路因自身条件所限,其车桥耦合振动现象主要是指车桥系统的横向振动,公路的车桥耦合振动研究则主要是指车桥系统的竖向振动,两者无法相互借鉴。因此,随着公路桥梁跨度的不断增大和超载车辆的不多,公路桥梁与车辆耦合振动问题日益彰显。     

双层公路钢桁梁桥车桥耦合振动

为研究车桥耦合振动对双层公路钢桁桥冲击效应的影响, 基于分离法, 以车轮与桥面接触点为界, 将车桥耦合振动系统分为车辆与桥梁2个子系统, 分别采用虚功原理与有限元法建立各自的运动方程, 并通过车轮与桥面接触处的位移协调条件及车桥相互作用力的平衡关系相联系, 采用迭代法求解系统响应。以某双层公路简支钢桁梁桥为研究对象, 应用ANSYS软件建立三维梁格有限元模型, 分析了车速、桥梁阻尼、桥面平整度及不同加载模式对车桥耦合振动的影响。研究结果表明: 车速与双层钢桁梁桥冲击系数之间没有规律性的函数关系; 桥梁阻尼增大, 能使钢桁桥杆件内力、位移冲击系数适当降低; 桥面平整度是车桥耦合振动的一个重要激励, 桥面状况越差则车辆振动越强烈, 对桥梁的整体和局部产生的冲击作用越大; 单双层加载模式的不同对桥梁整体的动力响应改变不大, 但是对局部动力响应的影响比较明显, 应在桥梁设计时考虑局部冲击效应的影响。     

车辆荷载作用下高速公路路基变形特性分析

以某高速公路为例,采用数值模拟方法分析了含病害路基在不同车辆速度和车轴荷载作用下的路基纵向和横向沉降规律,得到一些结论:沿车辆行驶方向和道路横断面方向,随着车轴荷载的增大,路基沉降量逐渐增大,随着车速的增加,相同条件下路基沉降量将减小;车轴荷载为185 kN情况下,车速40、60、80 km/h对应的无病害路基沉降比有病害时路基最大沉降可减小50%左右;行车速度不变时,沿车辆行驶方向各种车轴荷载下路基沉降曲线变化规律一致,但不同车速情况下,路基沉降曲线相异;车速为40 km/h,沉降曲线呈现出"w"形状的双峰分布,而在车速60 km/h和80 km/h时沉降曲线呈现出"V"形状的单峰分布。     

装配式公路钢桥竖向自由振动分析

引入抗弯弹簧铰模拟结构接头传递弹性弯矩的特性,建立了用于装配式公路钢桥竖向自由振动分析的带抗弯弹簧铰梁模型;利用有限元程序ANSYS对接头进行数值仿真,得到了抗弯弹簧铰刚度。算例表明,抗弯弹簧铰可反映拼装式结构接头传递弹性弯矩的特性,装配式公路钢桥自振频率理论解与试验吻合很好。     

小团山大断面公路隧道稳定性数值模拟分析

结合昆明－石林高速公路上的小团山隧道XK18＋161断面的有限元结构计算，对大断面公路隧道的围岩和支护结构的稳定性进行了合理的判断，并用现场监控量测的数据与有限元结构计算的结果进行了对比，验证了有限元数值模拟的真实性。     

高速磁浮车辆引起地面振动的数值分析

为预测高速磁浮列车引起的地面振动响应及其衰减规律,建立了高速磁浮车桥相互作用模型和磁浮线路桩基基础有限元模型,将磁浮车桥系统动力学仿真获得的车辆动态荷载输入基础有限元模型,计算了高速磁浮车辆引起的地面振动响应.计算结果表明:磁浮车辆引起地面振动响应的衰减规律与轮轨交通车辆的衰减规律基本一致,但在距离线路中心25 m左右没有反弹区;行车速度对磁浮线路地面振动的影响较大,当时速由125 km/h提高到430 km/h时,相同观察点处地面振动级增大约10 dB.     

载重车辆-伸缩缝耦合系统的垂向振动数值模拟方法

为研究车辆对大位移伸缩缝振动特性的影响,考虑轮胎载重车辆过大位移桥梁伸缩缝时的真实激励特性,提出了一种载重车辆-伸缩缝耦合系统垂向动力学模型,同时引入新型快速积分法对数值模型进行求解.以ZL1600模数式大位移伸缩缝为研究对象,通过仿真结果与试验测试结果的对比验证模型有效性,并基于此模型分析了轮胎载重车辆对大位移伸缩缝的冲击效应.研究结果表明：中梁测点垂向速度的动力学模型仿真结果能较好地匹配试验测试结果,仿真得到中梁测点最大下沉位移的偏差均小于10.0%,表明该模型具有较高的计算精度;车辆轮胎力的最大冲击系数出现在车轮驶上伸缩缝后方桥面时,需要考虑对此处结构进行加强;车辆轮胎对伸缩缝中梁和后方桥面的冲击系数均随车速的增大而增大,最大冲击系数分别为0.67和0.82,均超过了国内现行规范的推荐值0.45,应得到重视.     

移动振动系统作用下梁的动力分析

根据线性系统的叠加原理，对梁在移动振动系统作用下的动力分析提出了一种新的方法。利用振型叠加法以及时变力学系统的求解方法得到了梁在激励参数变化情况下挠度、弯矩的变化特性，并对模态截断以及惯性影响进行了分析。在数值计算中，根据Pesterve和Bergman给出的结构验证了建模及计算的有效性的准确性。     

山区公路隧道数值模拟施工和现场监测分析

通过对某一山区公路隧道施工过程进行数值模拟,对模拟数据进行了分析,现场同时进行施工监测,对监测数据进行采集,模拟数据与实测数据进行比较,得出隧道和周边围岩的变化规律,对改善隧道的施工方法,提高工程质量,确保工程安全,具有重要的理论意义和工程实用价值。     

地震荷载作用下高速公路挖方高边坡稳定性研究

考虑到地震边坡破坏的机制,以京化高速公路挖方高边坡为研究背景,对地震荷载下的边坡稳定性进行了分析研究。详细分析了边坡的工程地质条件,结合实地采样试验,确定了边坡岩体的工程力学参数。利用有限元软件ABAQUS,建立了三维数值仿真模型,在试验区地震特征研究的基础上,采用拟静力法＋强度折减的方法,分别模拟了地震力作用下边坡的位移变形及主应力分布规律,计算了边坡的安全系数,为边坡的加固提供了依据。     

山区公路崩塌地质灾害评判模型研究

应用黄金分割法建立公路崩塌地质灾害发生的评判模型,可以提高对公路地质灾害的预测预警能力和防治水平.     

公路隧道数值模拟开挖支护浅析

利用ANSYS有限元分析软件,考虑地应力的逐步释放,对某公路隧道软弱围岩标段的台阶法开挖支护进行了数值模拟,并对围岩和支护体系的变形和受力特点进行了分析,得到了拱顶沉降、洞内水平收敛以及支护结构内力变化规律,这为工程的顺利实施提供了依据和指导,可供类似工程参考。     

黑石岭公路隧道岩爆防治关键技术

结合黑石岭隧道岩爆发生的特点,在分析爆破效果影响因素的基础上,确定了合理的爆破卸压方案和参数,同时耦合支护时机和支护方式,形成了有效的岩爆防治措施,对类似工程有指导借鉴意义.     

水平泥砂互层隧道围岩稳定性研究

以大梁峁特长公路隧道为依托,针对水平层状岩体隧道,采用ANSYS数值分析软件将水平泥岩砂岩互层岩体等效为正交各向异性的方式,对隧道开挖过程中围岩稳定性进行了数值试验分析,通过分析围岩塑性区、围岩应力、隧道变形、锚杆轴力、初支及二衬内力,得出施工采用支护参数的合理性和水平泥岩砂岩互层隧道围岩变形和初支、二衬应力的分布特征.     

特长软岩公路隧道结构设计与稳定性分析

介绍了特长软岩公路篮家岩隧道结构设计过程,借助于有限元数值模拟方法,采用梁一弹簧模型模拟衬砌结构,进行了隧道结构的力学特性分析,通过对其二次衬砌进行受力计算及稳定性分析,阐述软岩隧道段设计思路及支护手段,验证可支护参数的合理性及可靠性。     

大跨度斜拉桥索与桥面耦合振动分析

为探讨大跨度斜拉桥拉索与桥面耦合振动特性,建立了拉索与桥面耦合振动模型,并用数值仿真方法分别对桥面与拉索的频率比、拉索倾角、桥面与拉索质量比对拉索与桥面耦合振动的影响进行了分析.结果表明:拉索不仅在桥面与其频率比为1时会产生共振,而且在频率比为1/2和2时也会产生共振;随着拉索倾角和桥面与拉索质量比的增大,桥面与拉索的频率比为1时,拉索的共振振幅减小,而桥面与拉索的频率比为1/2和2时,共振振幅将明显增大.     

公路采空区碎裂岩体注浆试验研究

采用砂卵石模拟采空区碎裂岩层,通过改变采空区碎裂岩体的性质、注浆压力、浆液浓度等,研究水泥浆液在采空区碎裂岩体中的扩散规律,获取特定压力、浓度条件下浆液通过不同碎裂岩体的扩散效果,为确定扩散距离、注浆材料的配比和浓度、注浆控制压力、注浆填充率及结石体强度提供依据,以期为生产实践提供指导和帮助。