土体结构极限承载力的有限元分析

 在平面应变条件下,采用增量加载有限元方法求解土体结构的极限承载力,以弹塑性有限元计算不收敛作为达到极限破坏状态的判别标准;在得到土体应力场的基础上,用有限元边坡稳定分析中的滑面应力分析法验算土体结构在达到极限破坏状态时安全系数是否趋近于1.0,同时搜索相应的临界滑动面,与增量加载直到土体结构破坏获得的滑动面比较,并分析二者与经典Prandtl解破坏机构的差异。计算结果表明：屈服准则的选取对计算结果的影响很大,对于无自重的边坡和地基,在非关联流动法则下采用 Mohr-Coulomb 匹配圆准则或者在关联流动法则下采用Mohr-Coulomb内切圆屈服准则时,所得到的结果与经典Prandtl解相近;但是在非关联流动法则下采用Mohr-Coulomb匹配圆准则得到的滑动面与经典Prandtl解破坏机构不一致,极限状态下的安全系数也不为1.0;在关联流动法则下采用Mohr-Coulomb 内切圆屈服准则时,其极限状态下的滑动面与有限元稳定分析方法搜索得到的滑动面相近,与经典Prandtl解破坏机构一致,同时在该极限荷载下土体结构沿临界滑动面的安全系数Fs趋近于1.0。对于有自重的边坡,同样在关联流动法则下采用Mohr-Coulomb内切圆屈服准则时,其极限状态下的滑动面与有限元稳定分析方法搜索得到的滑动面一致,在该极限荷载下土体结构沿临界滑动面的安全系数Fs趋近于1.0,说明此屈服准则下求得的极限承载力是土体结构严格意义上的真正的承载力。     

岩石地基极限承载力的有限元模拟

利用有限元程序ANSYS对岩石地基极限承载力进行了模拟，通过适当的转换实现不同屈服准则下模拟计算，并与理论计算比较分析，得出了有限元计算结果可信、计算精度很高的结论，从而推广该方法的应用。     

支撑杆节点极限承载力有限元分析

本文应用有限元法,考虑材料非线性和几何非线性,分析了现代常用的天线载体支撑杆节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能,提出了满足工程精度的节点承载力计算的简易等效方法和节点的加强措施,方便工程实际应用。     

填土路基和桥涵下无重土地基承载力的分析

为了研究公路填土路基和桥涵构造物基础下无重土地基的破坏机理和极限承载力，把填土路基和桥涵构造物分别简化为柔性基础和粗糙底面的刚性基础，采用关联流动的Mohr—Coulomb内切圆屈服准则，通过增量加载的有限元方法，全程模拟了地基由初始的线弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态的过程。通过对这二种类型基础下地基的计算结果的对比分析，并结合对照国内外模型试验成果，得出如下结论：桥涵构造物下地基较早进入临塑状态；填土路基地基承载力相对桥涵构造物地基承载力略有提高；桥涵构筑物基础下地基主动土压力滑动面明显要比填土路基下地基陡和深。     

填土路基和桥涵下无重土地基承载力的分析

为了研究公路填土路基和桥涵构造物基础下无重土地基的破坏机理和极限承载力,把填土路基和桥涵构造物分别简化为柔性基础和粗糙底面的刚性基础,采用关联流动的Mohr-Coulomb内切圆屈服准则,通过增量加载的有限元方法,全程模拟了地基由初始的线弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态的过程.通过对这二种类型基础下地基的计算结果的对比分析,并结合对照国内外模型试验成果,得出如下结论:桥涵构造物下地基较早进入临塑状态;填土路基地基承载力相对桥涵构造物地基承载力略有提高;桥涵构筑物基础下地基主动土压力滑动面明显要比填土路基下地基陡和深.     

土体极限状态的应力场与极限荷载

1　前　　言 众所周知 ,土工工程的极限分析其最有效的方法之一是获得土体处于极限平衡状态的应力场 ,因为当应力分量的解析表达式已知时 ,极限荷载 (极限土压力、极限承载力 )只是应力分量在相应边界上的值。近些年来 ,极限分析方法多为应用有限元法求解极限荷载的下限解[1,2 ] ,及求解极限荷载的近似上限解[3] 。但尚未见有在土体处于极限状态时应力场的解析表达式基础上 ,得出极限荷载的计算公式。这或许如文献 [4 ]所指出的 ,要求得满足静力平衡方程、屈服条件及相应边界条件的应力场并非易事。其主要难点有二 :一是要求应力场处处都不违背屈服条件 ,必然导致要解非线性的方程 (组 ) (摩尔 -库     

节理岩石地基极限承载力的有限元分析

应用有限元法对节理岩石地基进行了数值模拟,其中夹层模型与接触模型的计算结果都比较稳定,计算精度都比较高,但接触模型在建模过程中比较繁琐,故通过采用夹层模型对存在单个节理的岩石地基进行数值分析,其结果表明:有单个节理的地基的极限承载力并不随着该节理倾角的变化而单调递增或递减;随着倾角的逐渐增加,极限承载力先是逐渐减少到一个最小值,而后逐渐增加。节理强度对岩石地基的极限承载力影响很大,但当节理倾角比较小或比较大时,节理的强度对计算结果的影响并不显著。另外,节理的位置也有较大的影响,当节理深度距基础很近时,极限承载力大幅降低。在实际工程中,对于节理岩石地基的极限承载力要慎重分析。     

铸钢支座节点极限承载力的非线性有限元分析

铸钢节点作为一种新型的节点形式,目前已广泛应用于大跨空间结构.本文通过非线性有限元分析,对南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点进行了深入的研究,分析了铸钢节点在荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形,并通过试验对有限元方法加以验证,在此基础上得出一些有用的结论.     

屈曲约束支撑极限承载力有限元研究

针对屈曲约束支撑极限承载力的研究方法集中在理论和试验分析的问题,提出了采用有限元软件求解其极限承载力的合理方法,研究了相关因素对屈曲约束支撑极限承载力大小的影响情况,并给出实用的设计和施工建议。     

圆管相贯节点极限承载力有限元分析

应用材料和几何非线性有限元法分析了T ,Y ,K形圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形及节点几何参数对节点极限承载力的影响 ,获得了影响管节点承载力的主要参数与承载力曲线 ;将有限元计算结果与各国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提供了理论依据     

空间XK型圆钢管相贯节点极限承载力非线性有限元分析

应用材料非线性和几何非线性有限元法对空间XK型节点圆管相贯节点进行了数值计算,分析了节点在荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形,并将分析结果与相关试验结果进行了比较,在此基础上得出一些有价值的结论。     

溶洞上方圆形基础地基极限承载力有限元分析

针对 3 种典型围岩条件,采用有限元方法对岩溶地区圆形基础下溶洞顶板稳定性进行了分析计算,讨论岩石地基极限承载力的确定方法,得出不同围岩、溶洞顶板跨度、顶板厚度条件下地基的极限承载力,并分析极限承载力与各影响因素之间的关系。     

插板加强K型间隙圆钢管相贯节点的极限承载能力非线性有限元分析

应用有限元法,考虑材料非线性和几何非线性,分析计算了K型圆钢管相贯节点(K型)和插板加强K型圆钢管相贯节点(RK型)的承载力,并绘出节点的荷载-位移曲线。比较表明:插板显著提高了K型节点的极限承载力,揭示了K型和RK型节点承载力随弦腹杆夹角、两腹杆间隙的变化规律以及不同几何参数下插板对节点的极限承载力的贡献,可供工程设计参考应用。     

土参数对支盘桩承载力影响的有限元分析

采用有限元分析的方法,对支盘桩桩周土的内摩擦角、粘聚力、桩土界面间摩擦系数、桩土弹性模量比等因素对支盘桩的承载力的影响进行非线性有限元分析。结果表明,桩周土的参数对支盘桩承载力存在比较明显的影响。     

基于分段纤维模型的网壳结构极限承载力分析

针对采用有限元通用梁单元模拟杆件无法准确计算网壳结构塑性变形的发展情况,提出采用分段纤维模型模拟结构杆件以准确计算网壳结构的极限承载力。通过参数化分析,同时考虑计算效率与精度,确定了截面纤维与杆件积分段的合理划分数量。分别采用分段纤维模型与有限元软件通用梁单元模拟杆件计算网壳结构的极限承载力。计算结果表明,采用分段纤维模型可计算塑性变形的分布位置与发展程度,且可模拟杆件失稳,采用有限元软件通用梁单元建立计算模型将高估网壳结构的极限承载力。     

某电除尘器灰斗结构极限承载能力状态分析

某电厂电除尘器一、二电场积灰超载,造成集灰斗承载圈梁主梁严重变形损坏.利用ANSYS分析软件,对该除尘器灰斗结构超载受力过程进行模拟分析,研究结构的受力变形状况及可能的失效形态.有限元非线性分析结果表明,钢材实际承载潜力与灰斗结构空间效应作用是灰斗结构免于塌落的主要原因.     

某电除尘器灰斗结构极限承载能力状态分析

某电厂电除尘器一、二电场积灰超载,造成集灰斗承载圈梁主梁严重变形损坏。利用ANSYS分析软件,对该除尘器灰斗结构超载受力过程进行模拟分析,研究结构的受力变形状况及可能的失效形态。有限元非线性分析结果表明,钢材实际承载潜力与灰斗结构空间效应作用是灰斗结构免于塌落的主要原因。     

地基承载力的有限元计算及其在桥基中的应用

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用已取得了一定的成果, 但在地基承载力稳定分析中是否适用尚不得而知。本文采用有限元分析软件ANSYS求得了无重土地基的极限承载力, 并与传统的Prandtl解进行了对比, 两者误差在5%以内, 且其滑移线与Prandtl解相近, 说明了采用有限元法求解极限荷载是准确可靠的。文中详细列出了两种方法得到的塑性区和滑移线的异同点。进一步应用于桥基承载力安全系数的计算, 并与经验解进行了比较。     

正交异性板的极限承载力分析

采用平面壳单元和荷载增量法,对采用Ｕ型加劲肋的正交异性板考虑几何和材料非线性进行极限承载力分析,得到的结论有助正交异性极的设计。