基于正交试验法的高模量区E-B模型参数敏感性分析

为研究高模量区E-B模型参数对超高镶嵌面板堆石坝有限元计算结果的影响,基于正交试验法,以超高镶嵌面板堆石坝高模量区模型参数为因素,进行各因素对坝体沉降u_3、面板挠度w及顺坡向应力σ的敏感性分析。结果表明,体积模量基数K_b、内摩擦角φ、体积模量指数m敏感性较高,对计算结果影响程度显著,而弹性模量基数K、弹性模量指数n等参数的敏感性较低,对计算结果影响程度不显著。因此,选取E-B模型计算参数时,可对敏感性高的参数进行反演以节约计算成本,而敏感性低的模型参数可采用工程类比等方法确定,以实现保证计算精度的前提下提高计算效率的目的。     

黏塑流变本构模型力学参数敏感性分析

在岩体流变数值模拟中,岩体本构模型力学参数成为计算结果准确性的一个关键因素。在前期研究的基础上,开展了黏塑流变本构模型的力学参数敏感性分析。以3个围压下整体参数辨识结果作为基准值,将此基准值中的每一个参数分别增加20％,40%和减少20％,40％,其他参数保持不变,先推导流变本构计算应变值,然后求得计算应变值与试验应变值的差值,根据该差值求得总误差相对变化量,以此总误差相对变化量来衡量因参数变动而使得计算应变值偏离试验应变值的趋势和程度。在参与敏感性分析的6个参数中,E的敏感性最高,m,β 2个参数分区段具有较高敏感性,γ,n 2个参数次之,参数g敏感性最差。通过6个参数敏感性分析,明确了该本构模型中力学参数对计算结果准确性的重要程度,从而为参数取值提供了参考。     

考虑土体小应变特性的桩基动刚度拟静力计算方法

上部结构受力验算需要用到下部基础刚度作为弹性边界条件,而桩基的刚度又受到土体刚度非线性的影响。本文采用拟静力方法计算桩、土和承台共同作用下的整体三向动力刚度,并引入土体小应变刚度的简化分析模型考虑土体刚度非线性对桩基刚度的影响。通过桩土相互作用模型中"受力变形平衡-土体刚度与应变协调-受力变形平衡"的循环计算,实现对土体在小应变水平下刚度非线性弱化特性的模拟,最终达到模型力学平衡与土体刚度水平的协调,从而得到桩基的拟静力刚度。在有限差分软件中实现上述算法,并对某工程柱下单桩和群桩基础整体三向刚度进行了大规模的计算应用。研究表明,采用本文提出的考虑土体与应变特牲的桩基动刚度拟静方法所得到的结果可为上部结构受力分析提供合理的计算参数。     

海上大直径单桩基础p-y曲线修正

海上风力发电作为一种具有前景的可再生能源,目前的增长十分迅速。超大直径钢管桩是目前海上风机结构的最常用基础型式,API规范建议的p-y曲线法是目前评价钢管桩水平承载能力的主要方法,但其对大直径桩基的适用性有待探讨。本文通过开展系列三轴CU试验标定了等向硬化模型中的各个参数,并通过与实测土体应力-应变曲线的对比验证了建立的等向硬化模型的可靠性。基于该模型采用三维有限元方法分析了黏土中大直径桩基的水平受荷特性,结果发现规范方法低估了大直径刚性桩p-y曲线的初始刚度和土体极限抗力,因此考虑土体强度不均匀性、桩土间粗糙度及桩径效应的影响,对极限土抗力pult和桩体变形参数yc进行了修正,提出了大直径刚性桩修正p-y曲线计算方法。基于现有离心模型试验验证了所提方法的合理性,为海上风机大直径单桩水平承载力计算提供了参考。     

胶结砂石料应变预测模型参数灵敏度分析

为了探究胶结砂石料应变预测模型参数的灵敏度,首先利用胶凝掺量为80kg/m~3的胶结砂石料三轴试验数据确定胶结砂石料应变预测模型的参数E_i、n、k m、ε_m、ε_d、λ、d,分析了这些参数单独变化对该模型得出的应力变形计算结果的影响。研究表明,参数Ei、n、k、m、ε_m对胶结砂石料初始模量以及应力-应变曲线的非线性特征等变形特性有一定影响,参数k、m也对强度有较大影响;参数ε_d影响着胶结砂石料体积应变曲线中的剪缩剪胀转折点位置,而λ、d影响着胶结砂石料的剪缩剪胀程度。综合比较了应变预测模型的各参数对体变、模量及强度的灵敏度,表明不同参数的灵敏度差异很大;工程实际应用时,灵敏度较大的参数k、m、λ取值应慎重。     

ＰＨＣ管桩承载力的动力和静力测试对比分析

预应力高强度混凝土（ＰＨＣ）管桩是软土分布地区采用的重要桩型。通过对佛山市禅城地区某地块的工程桩进行了动力（高应变法）和静力（静载荷试验）测试,对比分析了ＰＨＣ桩的动静两种测方法的单桩承载力、动静参数相互关系和测试误差。试验研究表明,动静两种测试方法的单桩竖向承载力相对误差为7．1％ ～25．2％。Ｃａｐｗａｐ法的计算精度主要受桩土力学模型、桩土作用体系、岩土阻力的激发程度、拟合参数的选择等因素影响,合理的参数选择可有效提高该方法的精度。通过单桩静载荷试验的特征曲线分析,建立了弹性模量与应变的经验公式。本文研究成果可为类似工程的管桩设计和桩基动静检测提供参考依据。     

基于梯度优化法的单桩竖向承载力可靠性研究

采用可靠度理论对钻孔灌注桩竖向承载力进行研究,并建立桩基承载力极限状态方程,运用FORTRAN语言按梯度优化法编写计算可靠度指标程序。针对某灌注桩承载力进行可靠度计算,并对影响单桩竖向承载力的基本因素进行敏感性分析,探讨计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载对桩基可靠度的影响,结果表明:桩基穿越多层土时,桩侧土质越好,即极限摩阻力越大,对桩基承载力可靠性影响越明显,其极限摩阻力变异系数对可靠指标的影响也越显著;桩基可靠指标随着计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载变异系数的增大而减小。     

混凝土剪切强度影响因素敏感性分析

针对高寒地区混凝土结构发生的冻融破坏现象,以及混凝土结构会发生剪切破坏的特点,利用大型多功能动静力电液伺服三轴试验机和剪切盒装置进行了混凝土剪切试验,研究分析了法向应力、应变速率和冻融循环次数对混凝土剪切强度发展规律的影响。通过定义无量纲形式的敏感性函数,比较了法向应力、应变速率和冻融循环次数3种因素变化对混凝土剪切强度的敏感性,并对各影响因素的敏感性进行排序。分析结果表明:①混凝土剪切强度随法向应力的增大而提高,其试验曲线分为线性上升段、非线性上升段和稳定段3个阶段;混凝土内部微裂缝和孔隙中的自由水是引起混凝土剪切强度随应变速率增大而增大的重要因素;混凝土孔隙率增大是混凝土剪切强度随冻融循环次数的增加而降低的原因。②当混凝土冻融循环次数不高于50次、法向应力不大于35 MPa且加载的应变速率为10-5/s~10-3/s时,冻融循环次数对混凝土剪切强度的敏感性影响较大,法向应力对混凝土剪切强度的敏感性影响较小,应变速率对混凝土剪切强度的敏感性影响最弱。     

影响钻孔灌注桩质量的施工因素

根据某工程两根钻孔灌注桩的试桩及桩基小应变检测成果，分析施工因素对钻孔灌注桩质量的影响。     

考虑超静孔隙水压力影响的海上风机桩基承载力高应变检测方法研究

海上风机大多采用桩基,单桩承载力是评价桩基设计和施工质量的重要参数。高应变法是目前常用的单桩承载力检测方法,为获取桩基承载力最终值,通常需在沉桩后达到休止时间方可进行复打测试。受施工条件和成本的限制,海上风机桩基进行复打测试难度较大,一般条件下无法完成。本文通过计算沉桩时的超静孔隙水压力,结合沉桩时桩基承载力的高应变检测值,分析超静孔隙水压力完全消散后的桩基承载力,并通过现场试验验证了该法的合理性,且在实际工程中得到了应用,可为类似工程的桩基设计及检测提供参考。     

循环加卸载下混凝土滞回环特性研究

通过开展不同侧压下的混凝土循环加卸载试验,分析了侧压、应变速率对应力应变全曲线中滞回环面积的影响,提出了一种基于应力应变全曲线的简便滞回环面积统计法,建立了滞回环面积与循环次数之间的关系。结果发现,混凝土单位体积耗散能随着循环次数的增加先增后减,单位体积耗散能最大值与峰值应变有密切联系;在循环加卸载过程中混凝土的单位体积耗散能具有明显的侧压敏感性。利用Weibull统计分布模型对混凝土在循环加卸载过程中单位体积耗散能随循环次数的变化关系进行了拟合分析。计算结果表明:不同侧压下循环加卸载曲线滞回环面积与循环次数服从双参数Weibull模型分布。     

超静孔隙水压力影响的海上风机桩基承载力高应变检测方法研究

海上风机大多采用桩基,单桩承载力是评价桩基设计和施工质量的重要参数。高应变法是目前常用的单桩承载力检测方法,为获取桩基承载力最终值,通常需在沉桩后达到休止时间方可进行复打测试。受施工条件和成本的限制,海上风机桩基进行复打测试难度较大,一般条件下无法完成。本文通过计算沉桩时的超静孔隙水压力,结合沉桩时桩基承载力的高应变检测值,分析超静孔隙水压力完全消散后的桩基承载力,并通过现场试验验证了该法的合理性,且在实际工程中得到了应用,可为类似工程的桩基设计及检测提供参考。     

岩基海床区高桩承台基础沉桩高程偏差对风机基础性能影响分析

针对岩基海床复杂的建设条件,基于福建省某在建海上风电项目现场沉桩资料,通过建立结构计算模型,分析实测沉桩高程偏差以及参数敏感性,研究高桩承台基础沉桩高程偏差对风机基础性能的影响.分析结果表明:桩端高程对摩擦桩基础的桩基承载力和整机频率以及对嵌岩桩基础的桩端裂纹和整机频率有较大影响,而对钢管桩应力、嵌岩桩基础桩基承载力影...     

基于QGA-SVM的堆石料离散元细观参数标定模型

针对堆石料离散元三轴试验中存在的细观参数标定影响因素多、耗时严重等问题,在总结分析堆石料细观模型现状的基础上,建立基于量子遗传算法(QGA)和支持向量机(SVM)的细观参数标定模型。模型采用拉丁超立方抽样生成细观参数组,并使用离散元计算其应力-应变曲线;采用QGA对SVM进行训练,使其达到最佳学习效果,以模拟细观参数与应力-应变曲线间复杂的非线性关系;依据堆石料室内三轴试验成果,发挥SVM计算速度优势,采用QGA搜索堆石料细观参数,实现堆石料的离散元细观参数标定。堆石料细观参数实例标定结果表明,所建立的模型可快速、精确地标定离散元细观参数,具有工程应用价值。     

基于改进响应面的邓肯-张E-B模型参数全局敏感性分析

为研究邓肯-张E-B模型参数及参数之间的交互作用对大坝变形的影响,以某均质黄土坝为研究对象,利用改进的响应面方法分析了邓肯-张E-B模型参数的全局敏感性。通过部分因子设计筛选出对土坝变形影响较为显著的5个参数为R_f、γ、φ₀、K_b、K,再利用响应面方法中的中心复合设计对筛选结果做进一步的全局响应面分析,考察参数及参数之间的交互作用对土坝变形的影响。结果表明,R_f、γ、φ₀是对大坝位移敏感性最强的3个参数,这3个参数之间的交互作用对于大坝变形的敏感性同样重要,且高于单个因素的敏感性,在类似工程计算中应考虑参数之间的交互作用。     

基于三维数值模型高桩梁板式码头稳定性分析

采用数值模拟软件对高桩梁板式码头结构建立三维模型,对桩基承载特性进行研究,分析结构的稳定性。通过计算不同荷载状况下桩基的特征横向位移曲线和竖向位移曲线,分析了撞击力和系缆力分别作用时对码头结构的整体受力变形的影响,可为码头结构的选型、结构设计及施工提供建议及参考。     

杭州市三堡排涝泵站桩基设计

桩基竖向承载力和水平承载力特征值的确定,对工程投资和安全具有决定性影响。为合理确定该参数,杭州市三堡排涝工程进行了桩基静载试验。通过将试验结果和经验公式计算值进行对比、分析,合理确定桩基承载力,并对设计工况进行了复核计算。运行实践表明,桩基对建筑物变形控制效果良好。     

沥青混凝土心墙堆石坝有限元数值分析

基于邓肯-张E-B材料本构模型,采用大型通用有限元软件ADNIA,对某沥青混凝土堆石坝进行了应力变形有限元计算,以便研究其应力应变特性.并在计算结果的基础上对沥青混凝土心墙的邓肯-张材料模型参数杨式模量、凝聚力、体积模量等进行了敏感性分析.坝体有限元计算结果表明:坝体上、下游坝坡附近小范围内出现拉应力;坝体应力在心墙附近有突变,出现了拱效应;各参数的变化对心墙的应力应变影响程度不一,其中杨式模量K、杨式模量指数n属于高敏感性参数,而体积模量指数m为低敏感性参数.为确保大坝安全,在上、下游坝坡采取必要的护坡措施,同时在大坝填筑施工时应适当提高上、下游坝坡附近坝体的压实标准;为保证心墙的稳定安全,适当调整沥青混凝土的配合比,并根据试验计算调整心墙的变形模量,使之和过渡料的模量协调一致,尽量减小沉降差异带来的不利影响.     

桩基施工对向阳闸防渗墙应力变形影响研究

根据三维弹塑性应力应变仿真数值计算分析各种施工工况条件下防渗墙应力应变变化等特征,分析评价桥梁桩基施工对向阳闸防渗墙稳定的影响。结果表明:防渗墙的上下游两侧同步进行施工,由河床中心向两岸逐步施工对防渗墙影响较小,水平变形仅为3 mm,最大沉降为8 mm,防渗墙上下差异沉降仅为0.2 mm,对防渗墙安全影响较小。     

真三轴条件下Q_2黄土强度及变形试验研究

随着黄土地区高速铁路、公路、长距离输水工程及地下空间结构等工程的大量修建,黄土强度及变形规律研究就显得尤为重要。对于作为主要持力层的Q2原状黄土,复杂的应力状态以及含水量变化,将直接影响到其强度及变形。通过真三轴试验,研究了不同围压、含水量及中主应力参数b值条件下Q2黄土的应力应变变化规律。研究表明,含水量变化是直接影响Q2原状黄土强度的最主要因素,土体强度随含水量增加迅速降低;当围压大于结构强度ps时,应力应变为硬化型曲线,反之,呈软化型曲线;而中主应力参数b值也对土体强度造成一定的影响。