岩土动力极限应变判据在边坡稳定分析中的应用

岩土材料受力从弹性进入塑性,最终发展到破坏,材料的屈服与破坏不同,屈服表示材料从弹性进入塑性状态,破坏表示从塑性发展到工程失稳。对于理想弹塑性材料,应力表述的判据难以区分屈服与破坏,为此提出采用极限应变作为岩土材料的破坏判据。给出了岩土材料动力极限应变的求解模型与方法,并以动力极限应变作为破坏准则,它既可以表述动力作用下材料的点破坏或开裂破坏,当点破坏贯通形成破坏面时,还可以表述材料整体破坏。通过地震作用下动力边坡工程算例,得到边坡滑体起裂的位置、演化过程和起裂极限荷载;当边坡中极限应变区贯通时得到边坡整体破坏极限荷载,并与数值极限分析中(超载法、强度折减法)采用位移不收敛破坏准则的计算结果比较,基本一致,验证了极限应变法在动力分析中的可行性。     

岩土工程材料的数字图像有限元解析

随着科学技术的不断发展与进步,越来越多的高新技术和先进的理论被应用到岩土工程建设当中去,提出了一个全新的理论研究课题--岩土工程材料的数字图像有限元解析,从而实现提高岩土工程材料的利用率的目的,提高经济效益,扩大生产力。本文首先介绍了数字图像的概念与岩土工程的发展,然后分析了岩土工程建设中所使用的工程材料类型。探讨了数字图像在岩土工程材料中的应用,对岩土工程材料结构进行了分析,最后阐述了有限元网格的形成。     

完全隐式返回映射算法对岩土地基问题的求解

针对岩土工程中的复杂力学问题,在弹塑性力学理论框架和非线性有限元理论基础上,采用非关联等向硬化Drucker-Prager模型的完全隐式积分算法—返回映射算法(Return Mapping Algorithm)编制了有限元求解程序。该算法可以避免预测应力漂移屈服面的现象,对准静态变形条件下的本构方程可以获得准确解,在迭代中使用Newton-Raphson法获得近似平方的收敛速率,具有较高的精确性和稳定性。对岩土工程中的地基问题进行求解,计算得出位移、应力等结果,模拟了塑性区随载荷步增加的演化过程,对地基极限承载力进行了解析解和数值解的对比。结果表明了算法的优越性、程序的正确性和实用性。     

弹性地基板的无界边界元—有限元耦合计算法

本文应用无界边界元－有限元耦合法对弹性地基上的薄板进行了计算。弹性薄板采用有限元离散，弹性半无限地基应用边界元离散，并应用无界边界元模拟半无限体表面的无限性，通过板与基础接触面位移和力的协调性（光滑接触），建立了弹性地基和板的综合算式。计算结果表明，本文方法具有工作量少、精度高等优点，非常适合于机场道面工程及其它基础工程。     

扩大称量范围的电子秤

最近，瑞典梅特勒公司研制成功一种梅特勒·德尔塔刻度盘式电子秤“PC4400”，极大地扩大了称量范围与精度之比的极限，在日本的商店已有出售。据称，以往的盘式电子秤，如果扩大被测试试料的称量，则精度会下降，相反，如想提高精度则试料的称量范围变小，故称量范围与精度之比曾有一极限，而PCM00却显著地扩大了该极限。微称量范围一般总是维持在总称量范围的％，但如果想把正确度提高一个数量级时也能立即做到，故是一种划时代的新产品。该秤内还藏有微型计算机，具有可计算小部件的只数，以百分比表示称量、测定净重和零点以前的测定…     

岩溶地基岩土工程勘察重点及物探方法研究

作为不良的地质现象之一,岩溶地基极为特殊复杂,若需进行岩土工程勘察,则需对其进行有针对性的勘察,权衡地势情形,确认工程场地是否稳定、是否容易出现地质灾害等预测性问题。不但需提高工程的安全性,还必须在工程的投资方面做好合理的规划。本文介绍了岩溶对于地区的危害,阐述岩溶地基：工程的地址分区情况及工程勘探的注意事项,分析了物探在岩溶地基岩土工程勘察中的应用方法。     

自然元与无限元耦合方法在岩土工程粘弹性分析中的应用

自然单元法是一种新的偏微分方程数值解法,由于其位移插值函数采用无网格的方式构造且形函数满足插值性质,从而克服传统有限元方法对单元网格信息的依赖,大大简化数值计算的前处理过程,同时又能像有限元那样准确施加边界条件,在岩土工程中具有广阔的应用前景;介绍了自然元与无限元的基本原理,针对在处理岩土工程无限域或半无限域问题时需要人为确定边界条件而带来计算误差的问题,引入无限元模拟无穷远处边界条件,与自然元相结合形成耦合分析方法;并根据粘弹性理论,采用Laplace插值,编制了基于自然元与无限元耦合方法的二维粘弹性分析程序,通过算例验证了算法的正确性,结果也表明相对于纯自然单元法,耦合方法能够显著提高分析结果的精度,在此基础上拓展了自然单元法在岩土工程中的应用范围.     

边坡岩土工程不确定性及对策分析

边坡岩土工程的施工是一项很重要的社会建设活动,边坡岩土工程在施工前需采集不同的岩土模型进行分析,其中岩土模型的挑选,复杂的地质条件,地质勘探的受限,力学分析过程繁琐等外在因素都增加了边坡岩土工程施工分析与计算的难度,而现实情况中往往只能对这些因素进行预计而无法进行确切的掌控,本文对边坡岩土工程施工中的不确定性因素进行了分析并提出了相应的应对措施,具体如下文所示。     

人工堆造山体边坡地质灾害分析

随着城市化进程,城市面积不断扩大,原来城市周边的废弃采石场逐渐被并入市区范围。废弃采石场一般地表起伏不平或形成高差较大的陡崖,一方面影响城市环境,另一方面也可能形成新的城市地质灾害,必须进行处理。本文结合工程实例,运用岩土工程二维有限元软件PLAXIS对软土地基上堆造的人工山体的变形和稳定性问题进行分析,分析结果将直接应用到具体工程设计中。     

试论岩土工程勘察中的地基处理问题

岩土工程勘察质量会直接影响到工程建设的成败,因为岩土工程勘察成果会影响到基础工程施工质量,而基础工程施工质量决定了整栋建筑物的综合性能,因此,岩土工程勘察工作中要求勘察人员认真、细致的去辨别细微的土层差别,这对提高地基工程的整体稳定性、平整性以及安全性有着重要的现实意义。本文对重庆地区岩土工程勘查中存在的问题进行深入分析,并对岩土工程勘察中的地基处理问题进行了详细讨论。     

Application of dynamic analysis of strength reduction in the slope engineering under earthquake

At present, the methods of analyzing the stability of slope under earthquake are not accurate and reasonable because of some limitations. Based on the real dynamic tensile-shear failure mechanism of slope, the paper proposes dynamic analysis of strength reduction FEM and takes the reduction of shear strength parameters and tensile strength parameters into consideration. And it comprehensively takes the transfixion of the failure surface, the non-convergence of calculation and mutation of displacement as the criterion of dynamic instability and failure of the slope. The strength reduction factor under limit state is regarded as the dynamic safety factor of the slope under earthquake effect and its advantages are introduced. Finally, the method is applied in the seismic design of anchors supporting and anti-slide pile supporting of the slope. Calculation examples show that the application of dynamic analysis of strength reduction is feasible in the seismic design of slope engineering, which can consider dynamic interaction of supporting structure and rock-soil mass. Owing to its preciseness and great advantages, it is a new method in the seismic design of slope supporting.     

土工结构安全系数定义及相应计算方法讨论

以地基承载力、土坡稳定等常见土工结构问题为例,讨论土工结构安全系数的两种不同定义,一是极限 荷载与容许荷载之比,一是已有强度参数与保持稳定所需强度参数之比。分析表明,前一定义仅对某些结构适用, 而后一定义原则上可用于各种结构,具体选用要看结构及其所处环境的情况。当两种定义均适用时,允许安全系 数的取值可有较大差别,具体设计时应予注意。此外,还对两种安全系数的计算方法进行了讨论,包括滑移线法、极限平衡法、极限分析法等传统方法以及近年来应用日趋广泛的弹塑性有限元法、有限元极限分析法等,对各类 方法的优缺点及应用时需注意的问题给出自己的看法。     

工程结构分析新理论及其应用

本文将第一作者于１９８３年提出的双剪强度理论和１９９０年提出的统一强度理论推广为涵义更广的统一强度理论弹塑性本构模型，并将它们在计算机程序中实现，应用于结构弹塑性分析。统一强度理论及其弹塑性本构模型和相应的统一弹塑性计算程序，包含了现有的各种主要强度理论和新的可能的强度理论，它可以适用于范围十分广泛的各种工程材料和工程结构的弹塑性分析和塑性极限分析，它们的工程应用还能取得较大的经济效益，即更有效地发挥材料的强度潜力和节省工程投资。     

船闸基坑边坡中桥梁基桩力学特性研究

为研究船闸软土基坑边坡中桥梁双桩基础的桩土相互作用复杂力学行为,计及渗流作用、滑坡推力、桩侧摩阻力、轴力效应及桩间土等因数影响,采用“m”法模拟桩土相互作用,根据力和力矩平衡条件建立桩基础控制微分方程,建立微分方程的二阶精度差分方程组,数值模拟基桩位移及内力。理论桩顶位移与现场监测桩顶位移吻合较好,验证了该文中理论分析方法的有效性,该理论分析方法可做实际工程设计与研究参考方法。     

饱和地基高填方工程不排水稳定性分析方法研究

对于饱和地基上快速填方,尤其是高填方的稳定性问题,由于超静孔压无法及时消散,有必要进行不排水稳定性分析。我国工程界对于不排水强度指标和分析方法的选用还缺乏广泛的共识,也有因此导致的工程失效案例。为此,该文系统比较了国内外3种不排水稳定性分析方法和相应的强度指标差异,从简单算例入手,到实际工程案例,进行基于有限元极限分析的不排水稳定性计算。计算结果表明对于饱和地基上高填方工程稳定性分析,有必要采用基于Mohr-Coulomb有效应力强度指标的不排水分析方法（Method A）,或考虑固结应力作用的不排水强度指标方法（Method B）进行稳定性验算,而利用Mohr-Coulomb总应力强度指标的稳定性分析（Method C）会高估填方工程的稳定性。     

Failure analysis of natural gas buried X65 steel pipeline under deflection load using finite element method

A 3D parametric finite element model of the pipeline and soil is established using finite element method to perform the failure analysis of natural gas buried X65 steel pipeline under deflection load. The pipeline is assumed to be loaded in a parabolic deflection displacement along the axial direction. Based on the true stress–strain constitutive relationship of X65 steel, the elastic–plastic finite element analysis employs the arc-length algorithm and non-linear stabilization algorithm respectively to simulate the strain softening properties of pipeline after plastic collapse. Besides, effects of the soil types and model sizes on the maximum deflection displacement of pipeline are investigated. The proposed finite element method serves as a base available for the safety design and evaluation as well as engineering acceptance criterion for the failure of pipeline due to deflection.     

Configuration design sensitivity analysis of built-up structures part II: Numerical method

A numerical method is presented for structural configuration design sensitivity calculations using established finite element analysis codes. The theoretical foundation of the configuration design sensitivity analysis is given in Part I of this paper¹ using the continuum elasticity formulation. A linear approximation between design parameterizations and design velocity fields is derived for line and surface design components. A regular design velocity that avoids the calculation of corner terms at the boundary is implemented to show a unified configuration design sensitivity analysis. The design sensitivity analysis method is demonstrated using the post-processing data of an existing finite element code. Configuration design sensitivity results of displacement, stress and eigenvalue performance measures are illustrated for several built-up engineering structures.     

单桩基础型近海风机系统自振频率实用计算方法

"软-刚"（soft-stiff）设计的系统频率限制是海上风电结构与基础设计的关键性难点之一。该文基于有阻尼系统运动方程,考虑桩土相互作用和风机塔筒的变截面特性,建立了单桩基础型近海风机系统自振频率求解数值计算方法。利用实际工程进行了方法应用和有效性验证。频率偏移因素分析表明,地基土模量非均一对系统自振频率影响较小;系统自振频率对地基弹性模量、海床高度变化、桩径的敏感性较强,对地基土阻尼的敏感性较弱。同时,该文方法可以精确分析海上风机在服役期间的系统自振频率的偏移,为近海风机的结构和基础设计提出有效评估,并建议减小频率偏移的工程措施。     

代数多重网格法在岩体力学有限元分析中的应用

代数多重网格法具有存贮量小、收敛精度高和计算时间少等优点,将代数多重网格方法引入到岩体力学有限元计算领域,论述了基于单元聚集和能量极小意义下适于岩体力学有限元求解的代数多重网格粗化策略与插值算子,并详细描述了相应的代数多重网格算法。数值试验表明:在岩体力学与工程问题的有限元数值计算中,代数多重网格求解法是高效的、适用的,较直接法和其他常用迭代方法具有明显的优越性。