降雨入渗下渭北地坑黄土窑洞稳定性分析

通过试验得到了土层中有竖向节理裂隙和无竖向节理裂隙2种黄土物理力学参数随含水率变化的规律。利用硐室围岩应力的表达式和莫尔-库伦强度准则给出了黄土窑洞安全系数的定义,分析得到重现期为10年,即有效降雨量为277mm时的降雨入渗深度为286cm,计算得到了窑洞安全系数最小值为1.183。当废弃窑洞覆盖土层中含有竖向节理,雨水可以直接到达窑洞周围土体,使含水率增大,力学参数降低,计算得到窑洞安全系数最大值为0.657。同时依据毕肖普条分法得到了分层边坡的计算公式,稳定安全系数最小值为5.537。结果表明:降雨量为277mm时,无竖向节理裂隙的窑洞稳定,有竖向节理裂隙的窑洞破坏,边坡均处于稳定状态。     

基于强度折减法的靠崖式黄土窑洞稳定性分析

靠崖式黄土窑洞是西北黄土高原典型的传统民居形式,合理保护黄土窑洞具有重要的政治意义和生态意义。基于ABAQUS有限元分析软件,分别建立了靠崖式黄土窑洞的平面模型和三维模型,并通过强度折减法对既有窑洞的安全性进行分析,得出了既有窑洞的安全系数和塑性区发展规律。窑洞的平面模型分析表明:其仅能发生洞室的失稳破坏,塑性区自窑腿根部呈"U"型向上扩展,经综合判断其安全系数为2. 40;三维窑洞模型分析表明:其可能出现洞室失稳和边坡失稳两种破坏情况,因窑洞模型的跨高比较小,窑洞在因拱券坍塌而失稳破坏前即因边坡失稳而破坏,塑性区仍起源自窑腿根部,但其后沿纵向从坡脚向坡顶发展,经综合判断其安全系数为2. 00。窑洞的安全系数取决于洞室安全系数和所在边坡安全系数的较小值。以有限元数值分析的收敛性作为判定结构失稳的依据得到的安全系数较大;而通过塑性区贯通和关键结点位移突变得到的安全系数则更为合理且具有较高的一致性。建议在黄土窑洞稳定性分析中,综合采用潜在滑动面塑性区贯通和关键结点位移突变作为失稳判据。     

基于盲数理论的黄土窑洞稳定性定量评价

窑洞黄土物理力学性质的各向异性和试验误差等不确定因素使窑洞稳定性评价成为灰箱问题,故有必要提出一种可以体现随机性和模糊性的窑洞稳定性定量评价方法。以西安市临潼区一孔在役黄土窑洞为研究对象,通过直剪试验测定在役窑洞黄土抗剪强度指标,基于强度折减法和响应面法求解窑洞极限状态方程,根据盲数理论计算窑洞富裕稳定系数的盲数解。同时引入窑洞富裕安全系数及稳定可靠度两个指标对窑洞稳定性进行定量评价。结果表明:(1)在役窑洞富裕稳定系数落在[1.00,1.10]的概率最高,可信度为18%;(2)当窑洞富裕安全系数分别取0.50、0.55、0.60、0.65和0.70时,相应的稳定可靠度分别为100%、100%、99%、98.5%和98%;(3)在役窑洞稳定性定量评价结果与实际情况相符,窑洞处于相对稳定状态。建议在整平洞壁后继续使用,无需进行整体加固。     

黄土窑洞病害调查及分析

黄土窑洞是目前世界上建筑面积最大的地下工程群体,研究黄土窑洞病害问题不仅具有工程背景,也有重要的人文和生态意义.基于大量的现场调查研究,归纳出了黄土窑洞病害类型,并分析了影响黄土窑洞病害的因素,进一步提出了防病害措施     

黄土窑洞病害分析及加固技术

窑洞是中国西北黄土高原上一种典型的传统民居,它的妥善保护和传承对于解决我国当前的能源、环境问题具有重大现实意义,是精准扶贫、脱贫攻坚政策的直接体现。几百年来,黄土窑洞长期受自然环境风化及雨水侵蚀作用,再加上人为破坏以及保护不够重视,使得窑洞建筑正在逐渐消亡。为科学合理地对黄土窑洞进行修缮和保护,根据黄土的工程特性及窑洞独特的营造技术,结合黄土窑洞的病害残损调查,系统总结了黄土窑洞常见的病害类型以及产生病害的原因,并针对黄土窑洞不同的病害情况,提出相应的加固方法。     

基于拱券结构受力机理的黄土窑洞加固方法

窑洞是中国西北黄土高原上一种典型的传统民居,它的妥善保护与传承对于解决我国当前的能源、环境问题都具有重大的现实意义。既有黄土窑洞拱券顶部土体往往存在拉应力,在使用过程中,当土体含水率变化而致使土体力学性能发生较大改变时,窑洞拱顶容易发生局部坍塌,严重影响了窑洞的使用寿命,具有较大的安全隐患。结合不同结构类型的窑洞及其主要的破坏形态,并依据结构力学中的合理拱轴线理论,提出了一种基于力学原理的既有黄土窑洞加固方法。加固后的窑洞拱顶所受剪力和弯矩理论值为零,仅承受轴力,使得拱券顶部处于最佳地受力环境,拱券结构最安全。该方法合理利用拱券结构的力学原理,步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好、花费成本低,能简便、快速对黄土窑洞进行有效加固。     

黄土窑洞适宜性分析——以庆阳地区为例

本文通过对甘肃庆阳地区的黄土窑洞进行调查,分析了窑洞建筑在当地的适宜性。研究表明庆阳地区地质构造简单,有利于场地的稳定性和窑洞的抗震稳定性;午城黄土物理力学性质好,是理想的窑址选择层位,马兰黄土较午城黄土力学性质差,在合理的少量加固措施后也能保持窑洞的长期稳定性;庆阳地区窑洞建筑在6～7度的抗震设防烈度下,如合理选择地形、窑洞大小及形状可满足抗震要求;窑洞建筑是当地适宜的绿色建筑,具有经济性和环保性的突出优点。同时,作者调查了当地窑洞存在的主要缺点,并给出了其应的处理和改善措施。     

黄土窑洞庄园的移植与再创作

改变大地景观,在大城市里创造乡村景色.在现代建筑的屋顶上填土绿化,造景创造山水城市.一幅将在首都北京拟模山寨,进行造山理水、填土绿化,"移植"黄土窑洞庄园的图景,奇迹般地展现.以陕北米脂县刘家峁村姜耀祖窑洞庄园的典型窑洞院落为被移值的原型,创造出北京中华民族园内的汉族民居景区-窑洞民居.为学习研究中国优秀传统建筑文化提供实物样板,同时也是对这座优秀的"绿色建筑"杰作-优秀文化遗产的保护与传扬.因其原生环境的改变,故而"移植"的方法就是一次再创作.     

黄土窑洞庄园的移植与再创作

改变大地景观,在大城市里创造乡村景色。在现代建筑的屋顶上填土绿化,造景创造山水城市。一幅将在首都北京拟模山寨,进行造山理水、填土绿化,“移植”黄土窑洞庄园的图景,奇迹般的展现,以陕北米脂县刘家峁村姜耀祖窑洞庄园的典型守落为被移值的原型,创造出北京中华民族园内的汉族民居景区一窑洞民居,为学习研究中国优秀传统建筑文化提供实物样板,同时也是对这座优秀的“绿色建筑”杰作一优秀文化遗产的保护与传扬。因其原生     

基于COMSOL的热桥有限元分析

基于COMSOL建立了钢筋混凝土柱三维模型,对其传热情况进行了模拟分析,验证了热桥处内表面温度低、热流密度大的特点,并提出了在热桥外表面添加保温材料的保温措施,解决了热桥效应问题。     

基于COMSOL软件下办公建筑室内通风研究

文章针对办公建筑获取良好自然通风效果为目的,应用COMSOL软件对室内通风设计进行模拟分析,从结构布局、窗户结构设计等方面提出建筑通风优化设计方法.从此方法在案例建筑中的应用情况来看,从优化建筑平面布局、窗户结构和通风构件设计等方面提出的通风方案能够满足自然通风要求.     

基于COMSOL的混凝土碳化影响因素分析

根据混凝土碳化化学反应机理,结合CO2质量运输方程,定义了反应消耗的CO2浓度方程,提出一种新的研究混凝土碳化规律的数值模拟方法。运用COMSOL软件,进行CO2浓度、反应消耗的CO2浓度的多物理场耦合,并参照相关文献的试验结果对数值模型进行了可信性验证;运用该数值模型分析不同水灰比、水泥用量、环境温度、相对湿度对混凝土碳化的影响,并拟合其影响曲线。结果表明:该数值模型有很高的可信性;水灰比与混凝土碳化深度近似成正比,水泥用量与混凝土碳化深度近似成反比,环境温度对碳化深度的影响较小,相对湿度与混凝土碳化深度成二次抛物线关系。     

基于离心试验下软黏土地区窄基坑稳定性分析

针对软土地区基坑坑底土层为饱和软黏土的情况,以福建省某城区电缆隧道的窄基坑工程为依托,开展了不同插入比条件下窄基坑稳定性研究。通过设计3种不同插入比工况进行离心模型试验,模拟窄基坑开挖,观察土体位移和基坑稳定破坏模式。结果表明,当插入比为1∶1和1∶0.8时,围护挡墙变形较小,挡墙的变形表现为“两端小中间大”的鼓形变形模式,且插入比为1∶0.8较插入比为1∶1时挡墙变形会出现轻微的增加,但能满足变形要求,插入比定为1∶0.8时更加经济合理;当插入比为1∶0.67时,基坑由于挡墙插入深度不足而失去窄基坑的宽度效应,挡墙呈现倒“八”字型的变形模式,坑底土体大量隆起,基坑破坏。最后采用数值模拟方法进行对比验证。本文研究成果可大幅度地优化窄基坑插入深度问题,从而减少工程造价,提高资源的利用效率。     

基于COMSOL Multiphysics的煤层气对流热采分析

COMSOL Multiphysics软件是一款以有限元法为基础,可以通过求解偏微分方程组来实现多物理场耦合计算的数值仿真软件。通过COMSOL Multiphysics软件,结合多孔介质弹性力学、渗流力学、热力学理论建立多物理场耦合模型,并借助前人成果,模拟向煤层注入200 ℃的水,对煤层气进行热采,计算煤层的应力场、渗流场、温度场的耦合变化规律,以及煤层气的产出量。研究结果表明:向煤层注热水60 d后,煤层温度整体达到160 ℃以上,煤体的渗透率基本能提高到2.1×10^-12 m²附近,结果证明利用对流热采新技术开发煤层气是完全可行的,开采效率极高,值得进行商业推广开发。     

岩溶地区动荷载下隧道的稳定性分析

针对岩溶地区动力荷载下新建隧道的动力响应进行研究.基于Abaqus有限元软件,建立了地下移动荷载作用下的溶洞-衬砌-隧道三维耦合模型.对比分析了无荷载、集中静荷载和集中移动简谐荷载下的地下隧道动应力响应.研究了地下移动荷载作用下溶洞与隧道边距和溶洞尺寸的影响.     

基于COMSOL闭孔泡沫铝模型的导热系数分析

基于MATLAB中的随机球模型,开发迭代算法,构建一系列孔径、孔隙率差异组合的闭孔泡沫铝三维仿真模型.通过模型转换后,应用COMSOL自带的经典热学方程求解闭孔泡沫铝板的导热系数,得出了中高孔隙率范围内闭孔泡沫铝等效导热系数,对各个模型的结果进行分析,总结出了闭孔泡沫铝导热系数变化规律,该模型得出的导热系数基本符合满足...     

基于COMSOL Multiphysics的建筑物防雷系统瞬态电流分析

针对雷击建筑物引起的电磁干扰问题,提出用于分析建筑物防雷系统中瞬态电流的方法。采用基于有限元法的瞬态求解方法,不考虑雷电暂态现象产生的电场和磁场的相互耦合,建立建筑物复杂钢筋结构体的简化模型,得到钢筋各分支导体的瞬时冲击电流分布。与已有电路法和实验结果进行比较,验证了提出的瞬态求解方法的正确性。给出不同的导体参数,分析电流分布的影响。结果表明:钢筋导体的相对磁导率和雷电流波形的选取对电流分布的影响不大。为进一步分析雷击建筑物内暂态电磁的计算提供了理论依据。     

基于COMSOL的隧道地应力场反演

结合隧道区域构造环境及青藏高原地应力数据基础,文章利用犀牛、COMSOL等软件构建隧址区三维数值模型,采用应力边界试算法确定模型计算的加载条件,进行隧址区地应力场的三维数值反演分析,通过隧道切面计算云图及隧道轴线初始应力场展示了岩性复杂的长大深埋隧道初始地应力场分布规律。     

陕北地区建筑被动式节能技术改造技术分析

文章将陕北地区建筑被动式节能技术改造和技术研究作为课题内容,通过对被动式节能技术进行简单的概述,进而分别从陕北地区建筑被动式节能技术情况及陕北地区建筑被动式节能技术和改造技术两方面,对具体课题内容进行详细的研究与分析。文章旨在为陕北地区建筑被动式节能技术研究提供几点参考性建议,并为我国陕北地区的建筑物节能效果、居住舒适度提升起到积极的促进作用。     

基于陕北地区文旅特色小镇发展方向的探索

近两年来,特色小镇的建设如火如荼,呈现井喷式的发展,但是大部分的特色小镇集中在我国南方自然环境比较优美的地区,对于北方、特别是自然资源相对缺乏的陕北地区,成规模的特色小镇建设和研究并不成熟,但是陕北区域恰恰有着得天独厚的区域特色和民俗文化,正因如此我将具体深入探讨陕北地区特色小镇的可行性研究和发展方向,具体以榆林地区佳县赤牛洼民俗村为代表研究探索陕北特色小镇发展的方向和方法。