渐进式滑坡锚索抗滑桩预应力张拉值计算

依据渐进式滑坡蠕变特点，现有锚索抗滑桩计算模型针对渐进式滑坡桩–锚–土三者相互作用过程考虑较少。针对这一问题，将渐进式滑坡缓慢失稳的变形特征和预应力锚索抗滑桩从空载到满载动态工作过程相结合，利用Winkler弹性地基梁理论，优化了锚索抗滑桩桩–锚变形协调条件，考虑桩后土压力渐进变化过程，构建不同工况桩–锚–土协同工作的计算模型，推导了预应力锚索抗滑桩施工阶段初张拉值的计算方法。结合工程算例和有限元软件数值模拟结果，为获取较高精度的计算数值，采用MATLAB软件编译程序进行计算分析。结果表明：1）渐进式滑坡“稳定–蠕动–失稳”阶段性变形特点决定了预应力锚索抗滑桩“空载–加载–满载”三阶段桩–锚动态内力变形过程，明确了各阶段桩后可能存在的土压力模型，单纯进行满载阶段锚索拉力设计不符合渐进式滑坡实际作用机理，进一步证明施工阶段锚索预应力张拉值设计的重要性；2）渐进式滑坡推力由尚未产生的初始空载阶段至完全作用的满载阶段，两阶段并非互相独立存在，二者通过桩–锚变形协调条件相互作用，表明了施工阶段抗滑桩预应力张拉力值大小受满载阶段桩锚内力及变形大小的影响；3）依据渐进式滑坡锚索抗滑桩动态内力变形过程，保证抗滑桩受荷段和锚固段内力大小均衡相等，优化了满载阶段全桩弯矩平衡设计原则，确立了以静止土压力作为施工阶段预应力张拉值设计标准，对比表明，此计算方法优于其余4种现有算法，同时有限元数值模拟结果与本文算法贴合度较高，进一步验证了此计算方法的合理性和可靠性。研究成果可为渐进式滑坡中预应力锚索抗滑桩的设计计算和施工提供技术指导。     

锚拉抗滑桩有限杆单元计算及最优锚拉力研究

针对工程滑坡中岩土性质的具体情况,假定地基系数满足线性增长规律,考虑桩身自重的影响,得出斜向锚索荷载、滑坡推力以及锚固段抗力共同作用下的抗滑桩计算分析的有限杆单元分析计算方法。结合具体实例,对上述方法进行了验证,同时探讨了在无预应力锚索和不同锚索力作用下抗滑桩的受力特性。分析结果表明,预应力锚索的使用对抗滑桩的受力状况有较大的改善,并且施加于锚索上的预应力为0.3倍剩余下滑力时,抗滑桩的受力最合理。     

岩质边坡锚杆框架梁加固的有限元分析

针对石家庄至武汉铁路客运专线岩质边坡,采用有限元数值计算方法分析了锚杆（索）框架梁加固岩质边坡的受力情况.得到了边坡位移场和应力场分布规律和锚杆（索）轴向力的大小.计算结果表明：实际工程中采用锚杆、预应力锚索加抗滑桩这种新型的复合式支护结构能有效地限制边坡的水平位移,提高边坡的稳定性,锚索的布置和预应力设计值大小显著影响坡体内部的位移及应力场分布,研究结论对岩质边坡的工程设计具有一定的借鉴意义.     

锚块预留槽预应力闸墩结构的二维有限元计算

锚块预留槽预应力闸墩是一种新型水工结构,由于其可以提高预应力锚索的预压效果,而被广泛运用于国内外的水电工程中。为便于分析预留槽对闸墩应力状态的影响,探讨了采用二维模型进行有限元计算的可行性,并利用单元生死功能计算和分析了不同预留槽位置对闸墩的应力分布状况的影响。计算结果表明,利用二维模型进行预应力闸墩结构的有限元计算能有效提高工程设计的效率,将预留槽设置在锚块中部及靠近颈部的区域更有利于提高预应力锚索的预压效果。     

小湾拱坝放空底孔预应力闸墩三维有限元分析

采用三维有限元方法,应用ANSYS程序对小湾拱坝放空底孔预应力闸墩进行了空间应力与变形计算,并详细探讨了预应力的模拟方法,对3种不同方法的优缺点进行了对比评价.根据计算结果,对比分析了多个设计工况下闸墩结构的变形、应力分布规律,评价了预应力锚索的预压效果.在此基础上,取闸墩结构特征点的第一主应力作为优化变量,对预应力锚索设计吨位和布置方案进行了敏感性分析,得出了预应力锚索布置的优化方案.全部研究成果为小湾拱坝施工设计详图所采用.     

锚索抗滑桩系统内力变形研究

在对锚索抗滑桩系统内锚索与抗滑桩受力状态综合分析的基础上，认为锚索的拉伸变形对锚索抗滑桩系统的内力及变形存在一定影响，基于锚索与抗滑桩的变形协调原理，提出了锚索拉力及其变形的计算方法，推导了抗滑桩桩身位移和内力的计算公式，并将该方法用于工程实例分析。通过与其他方法比较，说明使用该方法计算锚索抗滑桩的合理性和经济价值，并分析了锚索变形以及拉力大小对锚索抗滑桩系统内力变形的影响，所得结果已得到后期模型试验的数据支持。     

无拉力Winkler地基的数值计算

无拉力Winkler地基模型可克服在工程中应用颇为广泛的传统Winkler地基模型的一些缺陷.利用大型有限元计算软件ANSYS,模拟无拉力Winkler地基模型,探讨接触区域的变化规律,并将其应用到某实际工程中,取得了更为合理的结果.     

基于蒙特卡罗法的预应力锚索支护深基坑的可靠度分析

目的对预应力锚索支护深基坑的可靠性进行分析,建立其稳定可靠度计算公式.方法介绍预应力锚索支护深基坑设计时的稳定性设计计算,以土的密度γ和抗剪强度指标黏聚力C、内摩擦角为基本随机变量,建立预应力锚索支护深基坑的稳定可靠度计算公式,采用蒙特卡罗法进行计算,应用Matlab语言编制了计算程序“RAPADES”.结果建立了预应力锚索支护深基坑的稳定可靠性计算公式,结合实例计算预应力锚索支护深基坑的可靠指标,计算得可靠指标为4.32,满足规范安全要求.结论预应力锚索支护深基坑稳定可靠度计算公式合理、可靠,可为广大工程技术人员提供计算依据.     

基于蒙特卡罗法的预应力锚索支护深

目的 对预应力锚索支护深基坑的可靠性进行分析,建立其稳定可靠度计算公式.方法 介绍预应力锚索支护深基坑设计时的稳定性设计计算,以土的密度γ和抗剪强度指标黏聚力C、内摩擦角ф为基本随机变量,建立预应力锚索支护深基坑的稳定可靠度计算公式,采用蒙特卡罗法进行计算,应用Matlab语言编制了计算程序"RAPADES".结果 建立了预应力锚索支护深基坑的稳定可靠性计算公式,结合实例计算预应力锚索支护深基坑的可靠指标,计算得可靠指标为4.32,满足规范安全要求.结论 预应力锚索支护深基坑稳定可靠度计算公式合理、可靠,可为广大工程技术人员提供计算依据.     

某水电站溢洪道预应力闸墩计算分析

应用三维有限元方法对某水电站溢洪道预应力闸墩进行了计算分析,论证了预应力锚索上游锚固端位置和形式的合理性,优化了预应力锚索的布置方案和永存吨位.研究结果可为同类结构的设计提供参考.     

预应力竹节桩与预应力圆管桩竖向 承载性能对比研究

对某工程中的3根机械连接预应力竹节桩和3根预应力圆管桩,进行静荷载试验,研究其荷载-沉降的变化规律;再采用有限元软件ADINA对典型试验桩的荷载-沉降规律进行有限元模拟。试验及有限元模拟结果表明:机械连接预应力竹节桩的荷载-沉降曲线呈缓变型,与预应力圆管桩相比,曲线变化相对平缓,说明预应力竹节桩比圆管桩的承载力大。     

h型抗滑桩的受力特性及优化设计

在综合分析抗滑桩受力特点,归纳总结多个工程经验的基础上,提出了h型抗滑桩的三种土压力模式;基于ANSYS软件建立有限元模型,分析矩形、三角形和梯形等三种土压力作用下h型桩的内力分布特点,同时考虑桩前滑体被动土压力作用对h型抗滑桩内力分布的影响;利用桩顶位移与桩体最大弯矩双控指标对h型抗滑桩的几何参数进行了优化. 结果表明:对于矩形截面h型桩,当前后桩间距取2.5～5倍桩截面宽度,连梁高度为1～2倍桩截面宽度,连梁刚度为桩身刚度的4～5倍时,桩身受力最为合理.     

基于地基系数法的桩前土体抗力计算公式推导

针对现有抗滑桩桩前土体抗力计算方法的缺陷与不足,基于地基系数法推导了滑面边界条件为固定端和铰支端情况下的抗滑桩桩前土体抗力计算公式.为验证该公式的合理性与正确性,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立了三维有限元边坡支护模型,并结合工程实例与现有计算方法相比较.结果表明,所推导出的计算公式能较精确地计算抗滑桩桩前土体抗力,从而得出更准确的桩身内力大小,降低了工程造价,在理论与工程实践中均有较好的借鉴价值.     

预应力混凝土空心板简支梁桥抗震性能数值分析

针对地震灾区城市道路桥梁结构的抗震问题,以有限单元法基本理论为基础,采用大型非线性有限元程序MIDAS/Civil和三维有限元法,建立了地震灾区城市道路预应力混凝土空心板简支梁桥动力有限元模型。分析了在E1、E2地震作用下,桥梁结构各控制截面的抗弯、抗剪能力,以及支座厚度和抗滑稳定性等抗震性能。结合理论计算分析结果,提出切实可行的抗震措施,为地震灾区城市道路桥梁结构施工质量控制提供必要的理论指导与技术支持。     

大型工程高边坡群锚效应的数值研究

开发既能较准确地模拟锚索的力学特性,又能用于大型3维计算的锚索单元,对比分析铺设锚索与否对边坡稳定性的影响。根据某水电站坝址地质图建立边坡3维地质模型,并参照锚索的分布在该模型上用缆索元模拟锚索群,每根锚索的锚固段与周围岩体都处理为耦合,按照实际情况给锚索施加预应力,考虑有/无锚索的2个模型,以施工进程的方式进行有限元分析。结果表明:锚固模型的位移值和多点位移计实测值的趋势和峰值都较为吻合;该边坡在锚固后,绝大部分位置的位移值均有减小,特别是1 730坝基平台处的位移值下降到未进行锚固时的1/3。该锚索单元能有效地模拟锚索群,且具备较高的精度;锚固后边坡的整体稳定性有较大提升。     

预应力柔性拱平面内弹性静力工作性能分析

在经试验验证了ANSYS有限元分析的可行性基础上,应用ANSYS程序开展了柔性拱的成形分析,在半跨均布荷载和风荷载作用下的弹性静力工作性能分析,结果表明,拱面索的初始预拉力是影响柔性拱平面内工作性能的重要因素,随着索的初始拉力的增加,拱的刚度、承受非对称荷载的承载能力和弹性工作荷载范围都会相应增加。     

预应力柔性拱结构弹性整体稳定性试验研究

预应力柔性拭拱由薄钢板带和索组成的新型预应力结构,通过张拉索先将薄钢板带在弹性范围内压弯成弓状,然后继续张拉拱面索,从而形成拱内初始压应力．针对3种不同的拱面索预拉力值的柔性模型,进行了跨中施加竖向集中力的弹性稳定性试验研究．结果表明,模型达稳定承载力时均呈侧移失稳模态,且稳定承载力随拱面索中预拉力的增加而增加．试验结果与ANSYS有限元分析结果吻合较好,为利用ANSYS开展该种结构静力工作性能的研究创造了条件．     

基于ANSYS的预应力闸墩结构布置研究

采用大型有限元结构分析软件ANSYS对某泄洪闸预应力闸墩9种工况进行计算,了解闸室段的应力、应变分布规律,模拟预应力闸墩的预应力效果.对闸墩锚索的布置形式进行分析,评价各部位混凝土应力状态是否满足设计控制要求,并验证闸室段结构形式的合理性.证明了泄洪闸正常运用时,闸墩施加预应力可有效消除弧门推力在闸墩及锚块上产生的拉应力.但当泄洪闸、厂房永久结构缝设置一道止水时,闸墩支铰区及锚块局部仍存在大于C40混凝土抗拉标准强度的拉应力,左墩锚块部位的最大拉应力为3 172.9 kPa,闸墩支铰区最大拉应力为3 262.2 kPa;设置两道止水时,闸墩尤其是左墩内侧闸墩与底板交接线上部区域存在较大的拉应力,不能满足闸墩混凝土抗裂设计要求,为闸室分缝、结构配筋提供了依据.     

预应力混凝土管桩受弯承载力非线性有限元分析

预应力混凝土管桩在水平地震作用下,管桩与桩帽接合部承受较大的弯矩作用,易发生弯曲破坏.本文采用非线性有限元方法,对2根预应力混凝土管桩试件的受弯承载力进行了模拟分析,并将分析结果与试件的试验结果进行了对比分析.分析结果表明,所建立的计算模型是合理可行的,计算分析结果与试验结果吻合较好.