层理页岩水力裂缝扩展规律的相场法研究

准确预测层理页岩水力裂缝扩展路径对于页岩压裂方案优化与压裂效果评价至关重要.基于多孔弹性理论和能量最小化原理建立水力耦合的相场模型,采用交错策略的分离式耦合方法进行求解.通过压裂试验数据对比验证模型的可靠性,同时基于页岩三维水力压裂模拟分析,验证该方法对于模拟不同地应力条件下的水力裂纹扩展问题的适用性.基于该模型,利用...     

低周反复荷载作用下交错桁架钢结构抗震性能试验研究与分析

进行了1∶8缩尺比例钢结构交错桁架的低周反复荷载试验,深入研究了钢结构交错桁架结构的屈服荷载、最大荷载、极限荷载、滞回曲线、骨架曲线及位移延性和耗能能力等抗震性能。通过建立考虑材料非线性和几何非线性影响的有限元模型对试验模型进行模拟分析,规律方面基本吻合。采用有限元方法分析了不同结构高度、桁架形式、底层桁架落地布置、结构空腹节间距、结构高宽比以及桁架跨高比对钢结构交错桁架结构抗震性能的影响。研究表明:桁架落地混合式交错桁架结构的位移延性系数和能量耗散系数比桁架不落地式的分别高9%和17%;随着结构高度增大,空腹节间距增大、高宽比增大和跨高比的减小,钢结构交错桁架结构的抗震性能均有所降低。最后给出了交错桁架结构相应参数的合理取值范围和设计建议,可供工程设计参考。     

动力水力压裂的相场模拟方法

 水力压裂计算对页岩气开采至关重要,将岩体等效为均匀多孔介质,以动力达西–毕奥流描述岩体内的渗流过程,以相场方法追踪裂缝扩展,将压裂裂缝内流体近似为泊肃叶流,并通过修正渗流方程予以实现,从而提出了动力水力压裂的相场模拟方法,并基于显式有限元框架进行数值求解。通过与一维解析解对比说明所提方法计算位移和动水压的准确性。一系列数值算例表明,提出的压裂相场模拟方法能够模拟动力水力压裂作用下裂缝动态扩展的典型特征,且能够计算水力压裂裂缝的相交、分叉和三维扩展等复杂裂缝扩展形态,为动力水力压裂设计提供了强有力的数值计算工具。     

Experimental study of the mechanical behavior of steel staggered truss system under pool fire conditions

Experimental research has been conducted to study the mechanical behavior and failure mode of a 6-storey steel staggered truss system (SSTS) model made in 1/8 scale without fire-proof coating exposed to pool fire. The data of temperature distribution, displacements and strains of typical members were obtained. The results indicate that with the increase in temperature, local buckling appeared primarily on vertical web members of the Vierendeel panel of the truss directly exposed to fire, which contributed to the destruction of the original balance of the internal force. Afterwards, several joints of the truss exposed to fire, which connected diagonal web members with chords, were fractured. Catastrophic destruction of the truss exposed to fire was then observed. It can be inferred that the destruction of the truss exposed to fire may lead to the collapse of the two storeys supported by the truss, which would present a huge threat to the whole structure for the potential progressive collapse might be aroused.     

新型隔层错跨剪力墙结构非线性分析

通过建立非线性有限元分析模型,运用通用有限元分析软件ANSYS对新型隔层错跨钢筋混凝土剪力墙结构和传统双肢剪力墙结构进行对比分析。计算结果表明,隔层错跨剪力墙结构与传统剪力墙结构相比,具有提供较大的使用空间和抗侧刚度、较小的自重和地震力、节约建材等优点,是一种技术经济指标良好的剪力墙结构,有比较广阔的应用前景。     

三峡船闸高边坡节理岩体稳定 分析及加固方案初步研究

针对三峡工程永久船闸高边坡节理岩体,采用了断裂－损伤力学模型的有限元数值方法,着重分析了在压剪应力场作用下边坡节理尖端产生次生裂纹而进一步扩展的可能性及产生的附加变形,并研究了如何对这种破裂方式用锚固手段加以控制,以达到减少节理损伤演化扩展区和边坡的变形量。文中对锚固方案做了优化分析和评价。     

层状岩层裂纹饱和现象的数值模拟研究

层状岩层的裂纹饱和现象是地质界的一种普遍现象。基于有限元程序，分析了裂纹饱和现象的机理，从应力转化的角度解释了裂纹饱和现象；研究了单层材料厚度的变化对裂纹间距的影响；给出了层状材料达到饱和状态的全过程；并分析了裂纹的产生、发展规律。     

应用断裂强度理论模拟基坑开挖过程及实测数据分析

基坑开挖过程中,在支护结构背后、土层表面或自然边坡的顶部,经常会观测到有裂缝存在,但以往的有限元方法对裂缝的存在和影响认识不足。在分析土体破坏机制的基础上,应用断裂强度理论作为土体的破坏准则,充分考虑裂缝的存在和不利影响,建立土体开裂后的本构关系,并开发了二维弹塑性有限元程序PLST。结合天津国际贸易大厦基坑工程的现场测试结果,应用该程序对其基坑开挖过程进行模拟分析,将计算结果与实测结果进行比较,得出了相关结论。     

池火灾下钢交错桁架体系力学性能的试验研究

对池火灾下未采取防护措施的6层钢交错桁架体系(SSTS)的1/8缩尺模型的力学性能和失效模式进行了试验研究,获得了典型构件的温度分布、位移和应变的数据。结果显示:随着温度的升高,火灾下空腹桁架中垂直的腹板首先出现局部屈曲,这导致内力的初平衡被破坏。之后,火灾下桁架中的弦杆与对角腹板的几个节点断裂。观察火灾下桁架发生的灾难性破坏可以推断,火灾下桁架的破坏可能导致由此桁架支撑的两个楼层发生倒塌,进而引起整个结构倒塌的巨大灾害。     

西岙隧道上穿排污隧道设计浅析

紧密结合隧道工程地质和支护设计特点,应用有限元数值分析,并根据爆破安全性评价,为沿海通道甬台温铁路西岙隧道上穿排污隧道的设计方案提供依据。     

路堑边坡施工顺序对边坡稳定性影响数值模拟分析

边坡的开挖、支挡施工顺序对边坡的稳定性有较大影响 ,本文采用有限元强度折减法对深挖路堑边坡的不同施工方案进行了有限元数值模拟分析。结果表明 ,开挖一级 ,锚固一级 ,可控制边坡的变形 ,有利于边坡的稳定 ,但是另一方面锚索的受力会随着往下逐级开挖而逐渐增大 ,有时甚至会超过其设计强度。边坡的稳定最好是依靠其自身就能基本自稳 ,加固处理仅作为安全储备 ,最好的办法是一方面既要确保边坡工程的稳定 ,同时也要允许边坡开挖后有一定的变形 ,释放一部分应力 ,充分发挥边坡的自稳定能力 ,以减少支护受力 ,即将所谓的“新澳法”原理应用于边坡工程     

用于本构模型的新的神经网络

In this paper, a new neural network is developed to connect FE analysis with the feed-forward neural network.With this new neural network, the constitutive model of material may be determined from the information of nodal‘s force and displacement. In this methodology, the stage which takes long time to obtain stress and strain by FE analysis is prevented.     

异型布置剪力墙结构体系理论分析及试验研究

本文提出一种异型布置钢筋混凝土剪力墙高层结构体系,建立了三维异型布置剪力墙模型.考虑空间作用效应、楼板连梁延性影响,对这种新型结构进行了三维抗震非线性有限元分析,并与试验结果进行了比较研究.结果表明,与传统双肢剪力墙结构相比,新型异型布置剪力墙结构同时具有整体抗侧刚度大、抗震能力强、使用空间大等优点,是一种结构性能、建筑性能、经济技术优良的新型剪力墙,工程应用前景广阔.     

基于格里菲斯准则的地下岩体天然裂缝分布的有限元模拟研究

地下沉积岩体一般非均质性很强,力学性质存在很大差异,并且在演化过程中由于深度、温度、围压等环境条件的差异以及后期可能发生的剥蚀、裂缝充填等改造作用的影响,使材料的力学性质发生改变。地下岩体的破裂也往往是在地质历史过程中经历了多期发育而最终形成。地下岩体的所有这些特点使裂缝分布预测的难度加大。针对这些特点,采用综合定量方法建立裂缝预测的数学模型,分析裂缝形成的影响因素,确定模型参数和数值模拟步骤,从而对裂缝发育概率和发育特点做出预测。最后介绍了一个在石油工业中应用的实例。     

交错桁架结构体系的若干构造设计问题

交错桁架结构体系因其施工方便、造价低廉而在国外的多层建筑中得到了广泛应用。给出了交错桁架结构体系构造特点和主要连接构造的详细说明,对这种结构体系在我国的推广和应用有一定的参考意义。     

内嵌式开裂模型在类混凝土材料中的三维计算分析

运用单元内嵌不连续面的方法,研究类混凝土等脆性材料的第一类开裂问题,推导了该理论在三维模型中应用时的计算公式,包括开裂面的应力、位移以及含开裂面影响的节点的位移和应力。通过虚功原理建立了含开裂面影响的有限元计算模式,并通过算例证明了计算程序的正确性和理论的合理性。     

一种双重孔隙介质水–应力耦合模型及其有限元分析

建立了一种双重孔隙介质水–应力耦合模型,其特点是可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度的变化的影响,并研制出相应的二维有限元程序。在假定裂隙的渗透性与裂隙间距无关的前提下,通过算例考察了不同的裂隙间距对双重介质岩体中的变形、主应力、孔隙水压力及裂隙水压力的作用,并与单重介质岩体的相应情况作了对比。结果显示：裂隙间距对双重介质岩体的位移影响很大,但对岩体主应力及孔隙与裂隙水压力的影响很小,岩体水压力主要取决于孔隙与裂隙的孔隙率与渗透系数。     

盾构穿越桥梁的桩基拔除与挡墙重建施工技术

以上海轨道交通11号线穿越桥台桩基为工程背景,通过综合比选确定了套管拔除+水压减摩的桩基拔除方案和\"L\"型挡墙+搅拌桩加固的挡墙重建方案。运用数值模拟软件对重建过程位移场的变化情况进行了计算复核,计算结果表明:\"L\"型挡墙结构能较好地抑制河道开挖过程中墙背土体的沉降,且结构自身变位小,能满足工程安全和周边环境保护的要求。研究成果为今后类似工程提供了借鉴和参考。