动力荷载作用下桩基有限元分析

混凝土灌注桩是一种广泛采用的桩基础形式。历次世界大地震中,均出现了各类桩基础的严重破坏现象。针对在强震作用下的桩基础非线性地震反应问题,利用大型有限元软件ANSYS,建立了桩-土-承台动力相互作用的三维有限元模型,同时在桩-土接触面上设置接触单元模拟桩-土间的接触非线性,对在水平地震波和竖向荷载作用下的桩-土-承台体系的相互作用机理进行了分析与探讨。结果表明:土体受静止、地震波动载荷的共同作用下水平位移随着地震动力波的正反方向变化而不断改变其位移影响范围,而桩体的竖向位移在沿桩顶到桩底范围内都有不同程度的影响。     

不同桩型-高层建筑结构体系动力相互作用的对比分析

基于分层土-支盘桩-高层框架结构相互作用体系的振动台试验,利用有限元分析软件MARC对支盘桩及直杆桩体系进行相同条件下的建模,并与试验结果对比验证了其合理性。经过对比分析,在x-z向地震波激励下,直杆桩-高层建筑结构体系的上部结构相对于支盘桩体系的位移、变形明显增大;两种体系上部结构的应力集中区域主要在一层柱底和各层梁柱搭接处,而在柱底与承台交界处最大;在柱底,支盘桩体系的剪应力值和应变值比直杆桩体系更大,很容易造成这个部位的局部破坏。计算结果表明：桩型改变时,高层建筑结构的动力反应有着较大的差异。     

挤扩支盘灌注桩-土-上部结构体系动力相互作用的研究

论文介绍了研究挤扩支盘灌注桩-土-上部结构体系动力相互作用的方法,根据研究成果,挤扩支盘灌注桩中的支盘相当于阻尼器,可以起到减震作用。考虑相互作用的体系,结构的动力特性以及地震作用下的响应都有很大程度的变化。     

土-结构动力相互作用研究综述

对土-结构动力相互作用研究进行了综述,介绍了土-结构动力相互作用研究的主要方法,研究模型及求解方法.     

钢框架-中心支撑结构抗震设计

以某五层钢框架-中心支撑结构商业裙房为例,采用YJK、PMSAP两个不同力学模型的三维空间分析软件分别对小震及风荷载下结构的性能、中震下的性能进行整体内力和位移分析,采用弹性时程分析法进行了补充计算,并且采用PMSAP的Pushover模块进行罕遇地震下的静力弹塑性推覆性能分析,根据分析结果得出关键构件(钢桁架)抗震等级提高为三级,按中震弹性性能目标控制。根据罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果,对重要构件予以适当加强。     

桩-土相互作用下单桩沉降影响因素的数值分析

从相互作用的角度出发,探求桩土相互作用体系中单桩沉降的影响因素,试图为桩基础的承载力设计和沉降量控制找到一种理论依据,并利用有限元软件ADINA建立桩-土相互作用的数值模型并进行分析.     

近场地震动对RC框架地震反应的影响

文章研究了近断层脉冲地震动的工程特性。选择具有前方向性效应、滑冲效应和远场地三类地震动作为输入,对一座四层钢筋混凝土框架进行非线性时程分析。当结构的地震反应进入弹塑性阶段后,与远场地震动下的反应相比,在具有前方向性效应和滑冲效应地震动作用下,结构的反应有较大幅度的增大,对结构中下部的破坏作用的影响比较显著。     

基于材料非线性的某地下结构地震反应分析

以日本早期建造的某隧道为研究对象,基于材料非线性,建立土-结构二维平面应变有限元分析模型,运用有限元软件UC-WCOMD,对其进行非线性动力反应分析。通过分析结构的应力-应变损伤图及损伤单元的应变反应,以及结构与土层的相对位移变化,确定结构的损伤程度并进行加固处理。     

基于Newmark法的复合地基沉降计算方法研究

在深入探讨复合地基作用机理的基础上,针对桩土复合地基及桩-土-基础的整体相互作用的特点,将桩与桩间土分别简化为刚度不同的弹簧体系。视整个复合地基为支撑于该弹簧体系上的弹性地基梁,从而引入纽玛克数值计算的原理和方法,考虑桩-土-基础相互作用影响,导出一种适宜于条形基础下的复合地基沉降计算新方法,并编制出相应的计算程序。利用该法对某工程实例进行了计算分析,结果表明,理论计算与实测值吻合良好。     

挡土墙地震土压力计算方法研究综述

针对当前我国现行规范中地震土压力计算方法属于静力学范畴,忽略了地震波的动力效应的现状,为进一步了解实际地震作用下挡土墙墙背土压力情况,按拟静力、拟动力、动力分析的思路总结了地震土压力计算方法的研究现状和进展,评述了拟静力法、拟动力法、弹性波法、数值法等各方法的优缺点,并指出各方法存在问题和今后发展趋势。结果表明:地震作用的复杂性,使得在地震土压力计算既要考虑静力因素,如:填土性质、墙背形式和地层分布;又要考虑动力因素,如:表面荷载和地震动特征。考虑因素的不同使得各方法存在一定局限性。目前对于不同地震土压力计算方法仍需解决4个方面问题:(1)对拟静力法,考虑填土参数和动力荷载的影响,提出合理地震参数。(2)考虑瑞利波影响,提出更加合理的拟动力法地震土压力计算公式。(3)提高弹性波法在大应变荷载下的适用性。(4)寻找合理的参数获取途径,提高数值法中弹塑性非线性本构模型模拟精度。     

Variation in Waveguide Resonance Frequencies with Increase in Pressure on the Contact with Soil

The results are presented for simulating the forced harmonic oscillations of the rod waveguide with nonlinear conditions on the contact with soil. It is established that an increase in effective shear stiffness of the contact substantially affects the variation in resonance frequencies during friction within the range of preliminary displacements.     

地震作用下矿山边坡永久位移非线性分析

地震作用下矿山边坡的稳定性一直是热点话题,而岩土体非线性强度特征对边坡安全影响更为显著。本文以不同破坏条件下的矿山边坡为研究对象,考虑岩体后缘抗拉强度折减的作用,选取极限分析法中平面应变的对数螺旋旋转机制构建屈服加速度的功能方程,以计算不同坡角、内摩擦角、顶部荷载强度、地震荷载以及张拉折减系数下的矿山边坡的稳定性;采用经典Newmark法对贺州市某矿山项目中典型矿山边坡位移进行推导计算。研究结果表明:考虑非线性破坏对于边坡屈服加速度的影响显著,而顶部荷载加剧屈服加速度的折减;考虑后缘张拉强度折减后矿山边坡的位移可达到传统分析的近2倍。因此,考虑岩土体抗拉强度折减的影响对矿山边坡的抗震稳定性设计至关重要。     

齿轮-轴系耦合系统动力学特性有限元分析

采用三维实体单元有限元法,建立了某齿轮-轴系耦合系统动力学有限元模型,计算了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态,分析了内部激励作用下耦合系统的非线性动力响应,研究了耦合系统的位移、速度和加速度响应。结果表明,耦合系统的第1阶固有频率远高于齿轮传动系统的工作频率,耦合系统中出现了多阶派生耦合振型。功率频谱呈连续分布,转子系统呈现典型的非线性振动特征。系统位移的最大值出现在1阶固有频率附近,而速度和加速度的最大值出现在高阶固有频率附近。     

梯形槽O形橡胶密封圈夹角对最大接触应力影响研究

以某梯形槽O形橡胶密封为研究对象,建立了二维轴对称模型,并运用罚单元算法对不同夹角的梯形槽O形橡胶密封圈进行了接触非线性有限元计算。结果表明:随着密封介质压力的增加,各夹角时O形密封圈底部的接触压力都逐渐增大;压缩率相同情况下,夹角对于底部接触宽度影响不大,但最大接触应力随着夹角的增大而减小;低介质压力下,夹角对于底部接触压力影响不明显,随着密封介质压力的增大,不同夹角时最大接触压力的差值增大,密封介质压力影响显著。充分说明梯形槽夹角是梯形槽O形橡胶密封圈设计中必须关注的一个重要设计变量。     

基于地震波孔压静力触探（SCPTU）刚性桩承载力 预测及荷载响应分析

基于地震波孔压静力触探(SCPTU)资料对桩侧摩阻力和桩端承载力进行预测,同时提供了土层剖面特征。应用弹性理论通过实测的剪切波速估算初始桩土刚度。提出了修正双曲线法应用于弹性模量随着轴向荷载增大的非线性响应,实现了对刚性桩的荷载-沉降-承载力分析。结合不同土质条件工程实例分析,并通过统计和现场载荷试验验证了此方法的有效性和准确性。结果表明：考虑孔压修正的承载力估算法完全满足工程要求,新方法略微低估了承载力,可视为安全储备;新方法累计概率图平缓、离散性小,接近对数正态分布,具有更高可靠性;利用修正双曲线模量衰减法进行荷载响应分析具有较强的实用性。     

赣州稀土矿山废弃地土壤重金属污染现状评价

为了解稀土矿山土壤重金属污染现状,以赣州某稀土矿山废弃地作为研究对象,测定了3类废弃地及矿区周边对照区土壤的重金属含量,采用单因子污染指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数三种评价方法对废弃地污染现状进行评价。结果表明,废弃地堆浸场和母液处理车间土壤汞含量超过土壤二级标准,堆浸场达中度污染水平,母液处理车间属于轻度污染,综合潜在生态风险为轻度。     

卸载状态下深埋黏土层冻结壁与周围土体共同作用理论研究

根据Mises屈服准则、冻土的流变理论及偏张量虎克定律,推导出了卸载状态下考虑冻结壁-周围土体共同作用的非线性黏弹塑性冻结壁的应力场和位移场的解析表达式,并得到了冻结壁外载和接触应力的计算公式以及确定黏塑性区大小的方程。结合工程实例,分析了冻结壁外荷载、接触应力、黏塑区、径向位移的发展规律,得到：① 冻结壁承受的土体压力小于土体的原始水平应力;② 地压较大时冻结壁开始产生黏塑区和黏塑区扩展到外部边界的时间极短;③ 黏塑区范围越大,径向位移随时间的变化越剧烈,黏塑性变形是导致冻结管断裂的主要原因。该模型能更好地反映冻结壁力学性质的本质。     

离子型稀土矿区及周边土壤中稀土、重金属元素的地球化学特征

20世纪60年代末中国离子型稀土矿在江西赣州首次发现并开采，在长期开采过程中对矿区及周边水土的生态环境问题产生了持续影响，本文选择赣南足洞离子型稀土矿及其周边地区进行了系统的土壤地球化学调查和风险评价。结果表明，土壤中重稀土含量明显高于轻稀土，其中Y含量是全国背景值（22.90 μg/g）的7.2倍，占比最高；地累积指数评价I_geo均值显示HREE和Sm分别有77.44%和99.55%为无污染至中等污染，95.92%的LREE为无污染；重金属除Pb处于轻度-中等污染水平外，As、Cd、Cr、Cu、Hg、Zn、Ni元素均为无污染，与农用地污染风险筛选值相比，样品中重金属的超标率为7.35%，区内土壤重金属生态风险低。统计结果显示稀土含量与重金属污染具有较好的相关性，花岗岩风化壳地质背景对稀土、重金属Pb的控制占主导地位，意味着重稀土含量越高，Pb污染可能越大，因此，在矿山土壤修复中需重视Pb元素的地球化学特征与分布，采用合理的修复技术和手段。      

硫酸铵浸出离子型稀土矿对土壤和地下水污染的研究现状

我国的离子型稀土矿多采用硫酸铵原地浸出工艺富集,该工艺对土壤和地下水均会造成污染。根据硫酸铵原地浸出稀土矿的机理和工艺现状,分析了在浸出过程中对土壤和地下水环境所造成的氨氮污染、重金属污染、稀土元素污染及酸化等。总结了浸矿中所产生的NH_4~+、SO_4~(2-)、H~+、重金属离子、稀土离子等污染物在土壤和地下水中的迁移及转化路径。各污染物随浸出液通过渗透作用进入土壤和地下水,在此过程中,部分NH_4~+被氧化为NO_2~-、NO_3~-,SO_4~(2-)被还原为S~(2-)以及与Ca~(2+)反应生成CaSO_4。