浅埋连拱隧道爆破的数值模拟

运用ANSYS/LSDYNA软件,建立三维隧道整体模型,考虑自重应力,选取不同的围岩级别、不同的炸药当量等6种工况,分别计算后行洞掌子面爆破的浅埋连拱隧道速度场分布和应力场分布,得出最大震速和最大主应力峰值沿横向和纵向分布规律,分析爆破对先行洞隧道仰拱和中隔墙的影响,得出围岩级别和炸药当量与震速峰值和最大主应力峰值之间的基本关系,对确定先行洞二衬施做时机、浅理连拱隧道工程实践具有一定的参考价值.     

DDA法计算边坡安全系数的黏聚力影响分析

在应考虑黏聚力作用的场合下,DDA法按强度折减技术或其它方法给出的安全系数比传统分析方法如极限平衡法明显偏低。即使采用改变块体划分方式、提高内力场分析精度、增加接触点等方法,也均不能提高安全系数。通过分析DDA接触模型发现,造成这一结果的根本原因在于DDA在处理界面黏聚力c时采用了与传统分析方法刚塑性模型完全不同的方式。刚塑性模型认为c是常数。而DDA认为一旦界面发生过滑移后c便为零,而是否滑移的判断完全依赖于接触力计算的准确性,接触力不准确导致发生滑移的不正确判断,使得c被不合理地消除,而DDA法采用的罚法接触处理以及动力迭代模式是很难保证准确获取接触力的。为此尝试为DDA法引入刚塑性模型,补偿接触点在滑面上的黏聚力作用,数值实验表明可明显提高DDA安全系数值,而与传统方法有较好的可比性,该建议措施对于DDA正确地进行边坡稳定性安全系数评估是有意义的。     

隧道盾构施工引起水土压力变化及其规律分析

通过对电力隧道盾构施工过程中水土压力监测数据的整理,分析了盾构施工过程中引起的水土压力变化的各种因素,并结合由水土压力变化引起的土体固结所产生的地表沉降值,分析了水土压力变化与地表沉降的关系,得出了一些有益结论,以期对类似的工程实践有所参考.     

基于DIC方法的混凝土压缩试件裂纹识别

基于特殊设计的混凝土试件单轴压缩破坏试验,结合高分辨率CMOS采集到的逐级加载过程中的变形图像,采用数字图像相关方法(Digital Image Correlation,以下简称DIC方法),应用由MATLAB和C++语言混合编程的开放式二维数字图像相关方法计算平台,研究分析了混凝土试件表面受力变形直至破坏全过程位移场分布、特点,计算获得了较为准确的试件裂纹表面形态、长度、位置等数字化的基本裂纹信息,为进一步直接、准确地建立混凝土试件或构件的裂纹有限元分析模型,以及进一步研究混凝土结构的破坏特征和断裂机理有着重要的意义和价值。     

无锡地铁深基坑支护结构受力变形特性研究

地下工程的建设对无锡地区深基坑的设计、施工和监测技术提出了重大挑战。无锡地区尚无本地区的基坑工程设计规范,而且在深基坑的实践过程中也不时发生基坑倒塌、围护结构位移过大、基坑漏水等事故。针对无锡地区独特的地质条件,分析了深基坑支护结构的受力变形特性,探讨适合无锡地铁基坑支护结构的计算方法。结合无锡地铁一号线市民广场站基坑监测数据,总结了地下连续墙的变形规律,并对无锡地区地基水平抗力比例系数m值进行反演,确定了合理的计算参数,为今后无锡地区的地铁基坑设计提供了参考依据。     

连拱隧道施工方法对边坡稳定性的影响分析

结合某工程,建立了三维弹塑性有限元模型,就隧道的开挖施工过程进行了数值模拟,用强度折减法原理计算得到在左洞先挖和右洞先挖两种施工方法下边坡的安全系数,并探讨了不同开挖顺序对隧道和边坡稳定性的影响.得出了坡体的安全系数随施工的进行逐渐减小、最后趋于稳定的结论,以及对于偏压连拱隧道,先开挖靠边坡外侧的隧洞对边坡的稳定和隧道的安全更加有利.文章最后分析了边坡的破坏失稳机理,提出需加强观测以及采取一定加固措施的建议.其结论对隧道的施工方法具有指导意义.     

软土地层管幕法隧道箱涵顶进开挖数值模拟

上海市中环线虹许路-北虹路地下立交隧道工程是我国首次采用管幕法箱涵推进工法施工，为研究管幕的作用，及管幕内土体变形及土压力分布规律，采用二维弹塑性有限元模拟网格内土体开挖过程。计算结果表明：随着网格内土体开挖，管幕下沉，网格前端11m范国内土压力明显降低，最大降幅约为原压力的31％。同时，网格前端11～30m一段范围内竖向略有增大；随着开挖进行，网格前端土体水平位移持续增加、水平应力相应减小；土体松动范围逐渐扩大，松动区的范围约为箱涵高度的2．5～3倍，形状为顶端与底端小，中间大。开挖结束时，最大水平位移达到了6．3cm，水平应力最大降低了约40％。     

软土地层管幕法隧道箱涵顶进开挖数值模拟

上海市中环线虹许路-北虹路地下立交隧道工程是我国首次采用管幕法箱涵推进工法施工,为研究管幕的作用,及管幕内土体变形及土压力分布规律,采用二维弹塑性有限元模拟网格内土体开挖过程.计算结果表明:随着网格内土体开挖,管幕下沉,网格前端11 m范围内土压力明显降低,最大降幅约为原压力的31%.同时,网格前端11～30 m一段范围内竖向略有增大;随着开挖进行,网格前端土体水平位移持续增加、水平应力相应减小;土体松动范围逐渐扩大,松动区的范围约为箱涵高度的2.5～3倍,形状为顶端与底端小,中间大.开挖结束时,最大水平位移达到了6.3 cm,水平应力最大降低了约40%.     

蒙特卡罗数值积分在自然单元法中的应用

自然单元法采用自然邻点插值方法在全域构造近似函数和试函数,该方法基于整个求解域内离散结点的Voronoi结构。当采用标准Galerkin法形成系统的平衡控制方程时,对弱形式的积分通常在Voronoi图的对偶图Delaunay三角形内进行,但由于自然邻接插值形函数的特性,自然单元法数值积分存在明显误差。分析了自然单元法数值积分产生误差的各种可能的原因,并提出使用蒙特卡罗方法解决这一问题。该方法权系数直接与精度相关,确定方法简单有效。采用Delaunay三角形内布积分点,使得这种概率积分结果接近数学期望。给出最少积分点数的确定方法,尽可能提高蒙特卡罗积分的计算效率。通过分片试验和悬臂梁等算例验证蒙特卡罗方法解决这些误差的可行性和有效性。     

下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点试验研究及非线性有限元分析

针对深圳福田区大型地下车站底层主体结构的工程建设提出一种新型的下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点构造形式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析该节点形式的变形、应变、裂缝的开展,破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究表明:该节点传力路线明确,受力性能良好;承台的存在增强了节点的整体性,改善了节点的受力性能;此新型节点能满足正常使用工况下的承载力设计要求,根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。