建筑桩基中桩,桩筏基与土体之间相互作用的数值模拟

桩基础是岩土工程中历史悠久的基础形式，随着我国城市建设中多高层建筑，重型厂房与特殊构筑物的日益增多，桩基技术的应用与研究亦日趋广泛而重要。本采用三维有限元（模拟土、桩与桩筏基），交界面单元（模拟桩－土交界面），无界元（模拟土体的半无限边界），非线性弹－塑性土体模型以及非线性增量迭代法，对建筑桩基中桩、桩筏基与土体之间的相互作用进行了模拟分析，得出了如下结论：１．已打入桩基的沉降比未打入桩基的小。     

土体－梁桥体系地震性能随机反应分析

本文给出了河岸－桥台－桥墩（含桩基）－桥梁体系随机地震反应的整体分析方法。采用刚体单元、梁单元和平面等参单元组成的模拟体系实现相互作用的整体分析．用文献［３］的确定性复反应数值方法求随机地震反应，根据积累疲劳损伤理论和等效结点力法估算体系的永久变形．编制了通用程序ＲＡＮ２Ｄ。作为例子，对－简单的三跨铁路架桥进行了分析。     

土体—梁桥体系地震性能随机反应分析

本文给出了河岸－桥台－桥墩（含桩基）－桥梁体系随机地震反应的整体分析方法。采用刚体单元，梁单元和平面等参单元组成的模拟体系实现相互作用的整体分析。用文献（３）的确定性复反应数值方法求随机地震反应，根据积累疲劳损伤理论和等效结点力法估算体系的永久变形，编制了通用程序ＲＡＮ２Ｄ。作为例子，对一简单的三跨铁路梁桥进行了分析。     

桩周土及桩间距对桩基地震反应的影响

用整体动力有限元方法分析桩周土及桩间距对桩基地震反应的影响。在土体侧向的边界节点处用弹簧并联阻尼器来进行模拟；在土体平面应变单元和桩体梁单元连接处，用补充约束方程的方法进行节点耦合，使2种不同类型单元满足连续条件。结合典型工程实例选择桩、土、结构及荷载参数，重点研究了上层软土厚度的变化、软土地质参数的变化及桩间距的变化对桩基地震反应分析的影响。当上层软土的厚度达到一定值时，在土层软硬分界处桩身的内力将达到最大值。当上层土体更为软弱时，在土层软硬分界处桩身的内力会有较大的增加。桩间距适当减小时桩身的峰值内力会减小。     

桩底压浆桩在轴向荷载作用下的有限元分析

简述了桩底压浆桩的成桩工艺，讨论了其提高承载力的机理，建立了桩－土体系分析模型，利用所提出的分析模型对桩底压浆桩成桩及压桩的全过程进行了模拟分析。在分析中引用了非线性接触面单元、考虑了土体的非线性。结果表明桩底压浆桩的荷载－沉降曲线为“缓变型”，与普通灌注桩荷载－沉降曲线显著不同；桩底压浆桩的承载力较之普通灌注桩有显著提高；土体性质、压浆压力和压浆腔高度对桩底压浆桩提高承载力的效果有显著影响。     

地下空间对喀什高台边坡稳定性影响的RFPA强度折减分析

以喀什高台民居边坡为例,使用RFPA-SRM对高台边坡稳定性进行了研究.数值模拟表明高台边坡土体在复杂应力作用下处于单元损伤→裂隙扩张发育→破裂区域渐进贯通→地下空间局部坍塌或边坡滑移失稳的动态变化中.结果表明,当土体单元强度折减为原始强度的70%时,人防地道顶部坍塌失稳和建筑物开裂;当土体单元强度继续折减为原始强度的68%~66%时,边坡内部滑动区域形成贯通,并引起滑动体及其影响范围内的建筑物整体失稳向下滑动.     

考虑身管柔性的火炮多体动力学方法

本文将火炮身管考虑为有限元梁单元，引入分析力学的拉朗日方程推导系统动力学方程。提出了一种考虑身管柔性的刚－柔耦合多体系统动力学方法。     

考虑身管柔性的火炮多体动力学方法

本文将火炮身管考虑为有限元梁单元，引入分析力学的拉格朗日方程推导系统动力学方程。提出了一种考虑身管柔性的刚－柔耦合多体系统动力学方法。     

无单元法在二维土体固结中的应用

基于滑动最小二乘近似的无单元法摆脱了有限元法节点和单元之间彼此联系的约束，具有只需节点信息而不需单元信息的特点，故信息简单，可以求解复杂边界条件的边值问题，也很适用于岩土工程数值分析．文章对影响无单元法求解精度的关键因素——节点的分布进行了讨论，提出了规则节点与随机节点相结合的节点分布方法；其次，将无单元法与微分方程等价性相结合，导出了用无单元法表示的土体固结方程；最后，利用所提出的节点分布方法对一个一维函数进行了模拟，紧接着又对一受均布局部荷载作用的平面应变二维土体进行了算例分析，验证了该方法的有效性与合理性，同时也说明了无单元法在处理土体固结方面的可行性.     

竖向荷载作用下单桩工作性能模拟分析

为了分析单桩的工作性能，采用非线性水平有限层单元模拟桩周围土体，假定其竖向变形沿径向按指数函数变化，考虑沿径向的剪切作用及在竖向的压缩作用建立其刚度矩阵，以非线性的接触面单元模拟桩土界面的力学性能，以修正桩底土刚度的办法模拟极端阻力的非线性性能，这样建立的模拟分析方法能够较真实地反映单桩－土体系的工作性能，按此模拟分析方法模拟某工程大直径桩原型试验获得令人满意的结果。     

非线性土—结动力相互作用的时域子结构分析

采用子结构方法分析了二维平面应变有限元土—结动力相互作用。为研究土—结相互作用的影响,进行了土—结相互作用问题的完整分析,即考虑线性和非线性土—结相互作用及不考虑土—结相互作用进行了分析计算。土—结相互作用的时域分析计算量很大,为减小计算量,提出了计算褶积分的有效方法。算法基于单位脉冲反应矩阵在某个时间步后的线性时间关系进行近似求解,即采用递归算法。对长模拟时间,这种时间近似求解能显著减小计算量。     

基于PC集群并行CFD算法实现

计算机与数值计算技术的迅猛发展催生了计算流体力学这门交叉学科．单机性能的提高使得计算流体力学得到迅速推广，成为一般工业过程基本设计分析工具．然而对于流动机理的细节研究以及工业应用大规模设计计算问题，PC机几乎无能为力．因此，尝试进行并行计算具有重要意义．提出了一套基于PC集群和消息传递界面的并行CFD算法，用高性能PC机组建计算网络来提供大型计算能力；搭建了一套双节点的集群系统，并设计了SPMD并行CFD计算程序，同时实现了计算域自动分解及子区的重新编号，结果重构和输出．对典型的后台阶流动进行计算以此来验证算法的正确性，计算结果表明：结果与顶级商业软件Fluent串行计算结果吻合较好．对不同长宽比和网格数目的后台阶流动进行了并行计算，计算结果显示该算法具有较高的并行效率．     

二维完全耦合有限元地震分析程序SUMDES2D

SUMDES2D是二维完全耦合有限元地震分析程序,可用于分析土工结构在多向振动作用下的地震响应.该程序是基于动量守恒和质量守恒两个物理定律,以及分别描述土骨架、孔隙水和渗流等3个本构关系的有效应力分析程序.程序中嵌入了基于与状态相关的剪胀性的临界状态砂土模型.该程序不仅能给出土结构的总体响应,如位移、孔隙压力和加速度等,且能给出土单元局部的应力路径和应力应变关系.介绍了SUMDES2D的理论推导,举例说明该程序在土坡流动液化变形分析中的应用.     

基于随机子空间方法的框架结构模态辨识实验

由于近年来随机状态空间理论在结构系统识别中的应用有了很大的发展,尤其是随机子空间辨识方法的出现使得激励未知的系统辨识(或工作模态分析)问题成为可能.应用随机子空间辨识方法,针对一个4层的钢框架模型进行了模态辨识实验研究.在宽带随机信号加正弦信号的激励过程中,利用自相关函数表现出的周期振动成份剔除虚假模态.实际辨识结果说明了该方法的有效性,固有频率和模态振型实验分析结果均与有限元计算分析结构具有良好的一致性.     

响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用

提出将响应面方法和非线性有限元分析结合起来对桥梁上部结构的体系可靠度进行分析的新方法.首先,在试验设计的基础上应用通用的非线性有限元分析程序对桥梁结构进行体系承载力极限分析,然后,利用响应面方法推求桥梁结构体系承载力的响应面,最后利用可靠度分析程序计算桥梁结构的体系可靠度指标和失效概率.通过对一单跨叠合桥梁进行算例分析,证明了所建议方法的有效性.     

球面艏端隔壁结构焊接变形研究

水下航行体球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形是关系到水下航行体安全的重要因素之一.为了保证焊接构件的可靠性,准确推断水下航行体球面艏端隔壁构件焊接过程中的变形特征,有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形进行数值实验分析.基于ANSYS软件编写了焊接计算程序,采用该程序对平板结构的焊接过程进行模拟,并将数值实验结果和物理实验结果进行了对比.在此基础上提出了适用于厚壁结构焊接变形预测的固有应变弹塑性有限元方法,并采用该方法对水下航行体球面艏端隔壁结构的焊接工艺进行分析,得到了不同焊接工艺时球面艏端隔壁结构的焊接变形,通过多种焊接工艺的对比分析,在数值分析范围内,找到了水下航行体球面艏端隔壁结构的最佳焊接工艺.     

软土-桩-结构动力相互作用振动台模型试验研究

目的 分析探讨软土-桩-结构动力相互作用的机理．方法 通过软土-桩-结构相互作用体系和刚性地基上建筑结构两个振动台模型试验，研究了相互作用对结构的动力特性和地震反应的影响．结果 通过振动台试验得到了软土-桩-结构相互作用体系和刚性地基上结构体系的自振周期、阻尼比、加速度反应和位移反应曲线等．结论 结果表明，软土-桩-结构动力相互作用对结构的动力特性和地震反应有较大的影响：建筑结构自振频率减小，阻尼增大：在地震作用下，考虑相互作用的结构加速度、位移较基础固定的结构大．     

电力系统故障仿真程序中的暂态计算方法

提出了电力系统故障仿真程序的计算方法。该方法采用电力系统元件的离散化模型和节点分析方法形成系统的网络方程，应用零口器和非口器的处理方法修改网络方程，在每个离散时间步解方程获得系统的母线电压值和出线电流值。该电力系统故障仿真软件已成功地用于就地差别式切机装置测试仪中，计算精度满足工程要求。     

空间结构──设备体系模型分析

本文根据实际工程背景及对国内外文献综述［１］，建立了空间结构──设备体系地震反应分析模型，并采用杆系有限元方法，推导出该模型在双向水平地震动输入下的无阻尼系统的运动方程。考虑到结构系统和设备系统之间材料的差别，瑞利阻尼假定不适用，采用了一种新的组集结构──设备体系阻尼矩阵的方法，该方法与结构──设备体系的振动台实验结果相比较，结果令人满意。