考虑地基分布反力的弹性基础板有限元计算

按平面问题与薄板弯曲问题描述基础板，建立了基础扳同地基接触面上的节点位移与板中心面位移之间的转换关系式．假设板上荷载按分布力形式传递到地基中，根据半无限空间上某节点力与该处的位移关系，用高斯积分法建立了地基表面分布力与节点位移关系表达式．据此，再根据地基与板间的位移协调及静力平衡条件，建立了以板的中心面位移为未知量的有限元方程．算例表明，考虑地基分布反力十分必要．     

用强化假定不连续应变实体单元分析弹性地基薄板

用强化假定不连续应变(EAS)实体单元离散弹性地基薄板,假设板上的荷载按分布力形式传递到地基中,根据半无限空间上任一点节点力与任一点处的位移关系用高斯积分法建立了地基表面分布力与节点位移关系表达式,在此基础上根据地基与板间的位移协调及静力平衡条件,建立了以板上的节点位移为未知量的有限元方程.算例分析表明,采用强化假定不连续应变实体单元分析薄板类问题是合理的,进行弹性地基薄板受力分析时考虑地基分布反力是必要的.     

寒区预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型

基于Winkler弹性地基梁理论及有限杆单元的思想,以单块预制板为研究对象构建其挠曲线微分方程并求解;在此基础上,考虑冻土-结构接触界面及预制板间填缝处的协调变形与相互作用,引入端部边界条件及板间连续性条件,同时砂浆填缝处弯矩为零,将多块预制板联系起来,构建预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型。再由切向静力平衡条件导出切向控制方程并求解,最终获得衬砌板各截面法向冻胀位移与切向位移的解析表达式。以新疆北部某梯形渠道为例,对衬砌各截面法向冻胀位移、切向位移、接触面法向应力、切向冻结力及上表面应力进行计算。结果表明：本文模型计算的法向冻胀位移与观测值符合良好,与弹性支承法、杆系有限元法计算结果相比更接近观测值。上表面应力估算的易开裂范围与实地调查结果基本相符,表明了模型的合理性。由于存在不连续断面即砂浆填缝,衬砌板法向冻胀位移、接触面法向应力、截面弯矩和上表面应力均存在一定的起伏,出现正负交替现象。顶推力作用下坡板各截面均存在切向位移,且自坡脚向坡顶非线性减小,在坡顶达到最小值。     

考虑冻土与结构相互作用的梯形渠道冻胀破坏弹性地基梁模型

假定渠基冻土为服从Winkler假设的弹性地基,提出一种针对开放系统混凝土梯形渠道的衬砌冻胀力分布计算方法。基于弹性地基梁理论引入与冻胀变形成比例的附加项来反映衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,导出考虑冻土与衬砌结构耦合作用的冻土地基梁挠曲线微分方程。基于此,对现浇混凝土梯形渠道底板和坡板分别建立冻胀模型,并结合边界条件对方程求解获得渠道底板和坡板挠度和内力的解析表达式,进而建立了基于衬砌冻胀位移计算的渠道衬砌冻胀破坏判断准则。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型,对衬砌各点冻胀位移进行了计算,并与材料力学方法的计算结果及原型观测值进行了对比分析。结果表明,本文方法由于考虑了衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,冻胀位移计算结果均较材料力学方法小,且与观测值更加符合。研究结果可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。     

异形弹性基础板的有限元分析

利用高斯积分法求解地基的柔度短阵，根据地基与基础板间的位移协调和静力平衡条件，建立有限元方程，以求得异形板的内力和地基反力。     

考虑底面摩阻效应的弹性地基梁微分算子级数法

假定地基为具有切向和法向反力的弹性支承体,考虑弹性地基梁的纵横向耦合变形,根据弹性力学基本原理,从梁体微段分析出发,结合小变形条件下梁体几何方程和线弹性本构关系,导得考虑摩阻效应时关于法向位移和切向位移的微分方程组：在此基础上利用微分算子级数法对微分方程组进行求解,得到考虑纵横向耦合变形和底面摩阻效应时地基梁法向挠度和切向相对位移计算公式。最后对一个地基梁实例进行了计算分析,并对摩阻效应进行了讨论。结果表明,微分算子级数法解答能有效地考虑地基梁纵横向耦合变形特征和底面摩阻效应。     

考虑界面摩阻效应的弹性地基梁微分算子级数解法

假定地基为具有水平和竖向反力的弹性支撑体，考虑弹性地基梁的纵横向耦合变形，根据弹性力学基本原理，从梁体微段分析出发，结合小变形条件下梁体几何方程和线弹性本构关系，导得考虑摩阻效应时关于竖向位移和水平位移的基本微分方程组，并在此基础上利用微分算子级数法对微分方程组进行求解，导得了考虑纵横向耦合变形和界面摩阻效应时地基梁竖向挠度和水平相对位移计算公式。最后对某一地基梁实例进行了计算分析，并对摩阻效应进行了讨论。其结果表明，微分算子级数法解答能有效地考虑地基梁纵横向耦合变形特征和界面摩阻效应。     

基于双面弹性地基梁的隧道纵向变形研究

城市地铁隧道周边施工会造成地面大面积堆载,从而引起隧道结构的纵向变形。首先把深埋盾构隧道等效为双面弹性地基梁,其次利用布辛奈斯克解求出隧道上部的附加应力,最后采用有限差分法和Matlab编程求出隧道的纵向位移和内力,并与温克尔弹性地基梁模型的计算值进行对比。结果表明:双面弹性地基梁的内力和变形的值明显小于弹性地基梁理论的内力和变形值。其结果可为深埋盾构隧道合理设计提供一定的依据。     

弹性地基上箱框结构的新解法

本文提出一种分析箱框结构与弹性地基共同工作的新方法,基本内容是:1.箱框的柱脚反力一旦算得,则地基反力及整个结构的内力即可确定;2.箱框作为一个整体与地基共同工作时,其柱脚位移理应为相应点的地基表面位移,而不是取相应的底梁截面的位移;3.直接用梁的挠度曲线的微分方程对底梁与地基作位移协调分析.     

桩基支承梁与弹性地基梁承载性能对比研究

桩基支承梁的梁体承载能力由桩基及梁体本身的刚度提供，而弹性地基梁由于梁体下方和两侧土体的影响，其承载能力较桩基支承梁有一定的提升。以长江下游某内河重力式码头的后轨道梁为研究对象，建立二维模型选取轨道梁危险工况并建立轨道梁三维数值模型，对比分析弹性地基梁与桩基支承梁的内力及位移，研究表明弹性地基梁相比于桩基支承梁，最大挠度减小26．4％～35．3％，最大正弯矩减小11．3％～12．4％，桩身最大压应力减小1．8％～45．3％，最大竖向位移减小28．1％～39．0％，弹性地基梁相比于桩基支承梁在相同的受力情况下，梁体以及桩身的内力、应力均有所减小，弹性地基梁的承载能力更强，同时发现土体轨道梁协同受载不仅使得轨道梁及桩基的受力减小，还会影响轨道梁及桩基的应力分布状态。     

地基弹性模量对拱坝坝体应力的影响研究

为了探究地基弹性模量对拱坝的影响,通过改变地基弹性模量的大小,研究坝体与地基接触部位的应力变化情况。采用ANSYS有限元分析法,建立拱坝整体有限元模型,选取正常蓄水加温度荷载的工况进行计算。结果表明:随着地基弹性模量的增大,坝体与地基相交处的最大主拉应力和最大主压应力均呈逐渐增大的趋势,但两者的变化幅度均逐渐变缓慢。该研究结果可以为拱坝坝址的选取提供一定的参考作用。在距离坝体边缘大于20 m(约为0.14倍坝高)时,地基的弹性模量对拱坝坝体应力应变的影响就会变得很小,这可以为改善坝基地质条件而采取的地基处理范围提供一定参考。     

河床式水电站厂房地震响应软弱基岩弹模敏感性分析

针对水工抗震设计规范的修订情况,以某软弱基岩河床式水电站厂房为例,对中间标准机组段建立基础—厂房整体有限元模型,研究设计反应谱特征周期和下降段衰减系数变动对厂房结构地震动响应的影响,然后依据《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)定量分析软弱基岩弹模变化对河床式水电站厂房自振特性及静动力响应的影响规律。结果表明:由于反应谱特征周期与衰减系数的调整,该厂房依照《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB 35047—2015)所得响应较《水工建筑物抗震设计规范》(DL 5073—2000)更为剧烈,第一主应力与总位移可分别提高36.3%和29.8%,增强程度不可忽视。基岩弹模低于5.0 GPa时,厂房对基岩弹模的变化十分敏感,较小的改变也会显著影响厂房在静动力荷载环境下的应力、位移和变形等响应;基岩弹模高于5.0 GPa时,厂房对其变化不再敏感。可见,必须重视软弱基岩弹性模量参数改变的情况,这种改变将对其上建筑物的静动力计算结果产生不可忽视的影响。     

地基土弹性模量对薄壁筒桩海堤结构的影响分析

利用刚度等效原则,将筒桩结构简化为二维问题,研究不同土体弹性模量对结构内力和位移的影响。研究结果表明,提高淤泥质土弹性模量,对海底地基土体进行抛石处理,一方面可以有效减小筒桩海堤的侧向变形,另一方面可以提高海堤的整体稳定性。薄壁筒桩海堤结构经济效益突出,有很好的应用前景。     

基于弹性地基梁法的深基坑软土抗剪指标优选

软土地区的岩土抗剪强度指标取值问题一直是深基坑工程设计中的重要研究重点。由于受到复杂水文地质条件的影响,武汉地区深基坑工程面临的软土抗剪强度指标取值问题更为复杂。以武汉市某典型深基坑工程基坑土样为试验对象,以弹性地基梁作为主要理论,研究了武汉地区软土抗剪强度指标取值问题。结论如下:采用弹性地基梁理论可以较好地分析深基坑支护结构内力以及变形;对于武汉地区类似基坑进行支护设计时,采用固结不排水的强度指标是较为合适的;采用基于弹性地基梁理论的天汉软件进行深基坑稳定性分析时,若采用原始试验值,结果是偏于危险的,因此存在一个使得指标选取更符合实际情况的修正系数。     

有限深弹性地基上框架内力的计算方法

计算坐落在可压缩层或持力层深度有限的弹性基础上的框架结构,需考虑超静定结构和有限深地基的弹性关系,且在计算过程中需计入地基两侧对称或非对称的边荷载作用,计算时采用有限深弹性地基理论和超静定框架内力的计算方法,使计算模型更接近工程实践．     

龙江水电站片麻坝基钻孔弹性模量试验

以云南龙江水电站为工程背景,介绍坝基片麻岩钻孔弹模试验,主要内容包括钻孔弹模的测试原理、方法和试验成果。各测点的变形规律比较好,较真实地反映了所研究部位岩体的变形特性,得到坝基弱风化下部、软岩带及断层破碎带岩体的变形特性参数,供工程设计分析使用。现场测定结果表明,该法简单、迅速、节省,代表性明确,工程上易于分析、应用,是对岩体弹模测试的一种较好方法。