地震作用下地表变形的数值分析

采用数值方法对地震作用下地表变形特征进行模拟,成为目前强地面运动预测的有效手段之一。文章提出了一种基于个人电脑和通用有限元软件ANSYS来计算强地震作用下的地表变形预测的方法,并根据拉萨市地区未来可能发生的地震波形对拉萨市地表变形进行预测。计算结果表明,该方法计算地震变形简单实用,计算模型在研究地震活动方面有一定优势并具有实用价值。     

应用数值方法模拟圆板的分析

对圆板进行弹性分析,根据边界条件建立挠度函数并计算圆板的内力,通过有限元软件建立圆板模型进行数值模拟分析,查找最大挠度和内力分布规律,并将有数值模拟结果与弹性分析结果进行对比．     

摆动活齿传动弹流润滑的数值计算及分析

应用弹性流体动力润滑理论，建立了摆动活齿传动弹流润滑的基本方程。提出了摆动活齿传动弹流润滑问题的数值求解方法。计算实例表明：摆动活齿传动弹流润滑计算公式和数值计算方法是正确有效的；润滑油膜厚度随载荷增大而减小，随综合曲率半径增大而增大，随卷吸速度增大而增大；活齿与内齿圈啮合副油膜厚度的变化规律是：前半个啮合周期内油膜由厚变薄，后半个啮合周期内油膜由薄变厚，在拐点附近油膜最薄。在拐点附近易产生疲劳点蚀和磨损。弹流润滑研究的结果为摆动活齿传动的摩擦学设计提供了理论依据。     

非饱和土渗流变形耦合的数值分析

基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE（Partial differential equation）软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。     

干气密封气膜-密封环系统角向摆动的失稳分析

建立了角向振动下气膜-密封环系统的动力学模型,应用微扰法和龙格-库塔法求解气膜角向刚度、临界转动惯量和角向摆动的二维振动方程,获得了密封系统失稳时的密封结构参数,分析了临界转动惯量与螺旋角之间的定量关系及失稳点振动的非线性动力学行为,并对模拟结果进行了试验验证.研究结果表明:在静态优化出的螺旋角范围(60°~80°)内,存在着失稳点域,特例中发现有16处,并且在变工况(不同的介质压力、转速)下,虽其振幅发生了变化,但其失稳点的螺旋角数值不变,这与试验结果相吻合.     

双模量圆板弯曲变形的计算分析

双模量圆板在载荷作用下,会形成各向同性的拉伸区和压缩区,把双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立了双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了双模量圆板的中性面位置,推导出了双模量圆板的弯曲变形微分方程.对该弯曲变形微分方程积分,即可得到双模量圆板的挠度方程和内力方程.同时,还通过算例讨论分析了双模量对圆板弯曲变形的影响,得到了拉压弹性模量相差较大的圆板弯曲变形,其挠度和弯矩的计算不宜采用相同弹性模量的经典弹性理论,而应该采用双模量薄板弹性理论的结论.     

地铁盾构施工引起邻近建筑物变形实测与数值模拟分析

地铁隧道盾构施工将对周边建筑物产生影响,甚至造成灾害.北京地铁10^#线某标段穿越附近一栋居民住宅楼地基邻域,为了确保施工过程中建筑物的安全,需要对该建筑物进行变形监测和数值分析与评价.为此,在详细研究该区工程地质条件和地铁设计参数的基础上,采用FLAC^3D工程分析软件,结合现场监测研究了该区段盾构施工对邻近建筑物带来的影响与相应的变形特征.研究表明,数值模拟结果和监测数据比较接近,在本研究区域盾构施工对该类壁板式邻近建筑物影响较小,可以保证安全施工.     

隧道洞口边坡变形控制与数值分析

为了保证隧道洞口边坡上建筑物的安全,必须控制边坡变形值,以满足产生的附加应力小于建筑物的允许值.某隧道洞口位于居民区,由于拆迁的不彻底,某居民楼距离隧道边界仅仅3m,所以洞口路堑开挖时要严格控制边坡的变形,保证居民楼正常使用,根据边坡上该建筑物的结构特点和使用年限,确定该边坡允许变形值为15 mm;在采用锚杆、喷混凝土联合钢筋网预加固的前提下,模拟了每步开挖路堑的长度和宽度,得到沿隧道方向每步长度开挖2 m且宽度3 m,边坡变形满足要求,并进行了跟踪监测.此结论可为类似工程的设计、施工提供借鉴和参考.     

混凝土刚性路面接缝的受力变形数值计算分析

通过有限元计算方法，数值计算分析了多板系统情况下混凝土刚性路面板在轮载作用下的最大拉应力、路面拉缝的挠度传递能力以及最大挠度变形，数值计算结果表明与混凝土刚性路面的实际使用中的破损情况和所产生的路面病害是一致的。     

黄土地区某深基坑变形数值模拟分析

为了研究黄土深基坑在开挖进程的地表变形和支护结构水平位移变化规律,对咸阳地区某深基坑变形进行了监测,并运用有限元软件plaxis进行了分析计算.现场实测结果与计算结果吻合较好.在此基础上,分析了采用锚拉排桩支护的黄土深基坑在逐步开挖过程中支护结构的水平变形及地表变形规律.结果表明:随基坑逐步开挖及锚杆逐层施加,支护桩桩身水平位移增长趋势由线性变为非线性,水平位移最大点逐渐下移,曲线渐变近似呈"弓形";地表土体水平位移、竖向位移及影响范围均随开挖深度的增大而增大,与竖向位移相比,水平位移值大,影响半径大,沿地表衰减速度慢.     

船体三维变形响应的数值预报

针对航行中舰船变形问题,采用三维水弹性理论实现了波浪中舰船的动态变形预报。通过拟合不同模态下船体有限元模型的节点位移,实现了将三维模态信息应用于广义流固耦合界面条件。建立了舰船在规则波中的广义水弹性运动方程,求解出各阶振动模态的主坐标。将各阶弹性模态主坐标与预报位置的角变形矩阵相乘,得到角变形响应。针对某实船,分别采用三维水弹性方法和三维刚体方法进行计算,通过对船体结构角变形响应的对比,验证了三维水弹性方法的正确性,同时也证明了该方法在计算效率上的优势。     

墙锚支护下某病房综合楼基坑变形的数值分析

为研究数值方法在模拟深基坑支护结构变形中的应用,利用FLAC3D对某墙锚支护下的基坑开挖进行了模拟,分析了边开挖边支护工序下基坑北侧墙顶水平位移和紧邻的门诊楼沉降的变形情况,得出基坑周边土层由距离基坑的远近依次呈现较小和较大沉降的规律;坑底土体最大隆起产生在基坑中部,并以此为中心依次减小;连续墙顶水平位移随开挖不断增大,并存在两次位移急剧增长的情况,最终达到稳定;门诊楼监测点距离基坑越近,监测点的沉降越大.最后将模拟结果与监测数据对比,两者基本吻合.     

内支撑对桩锚支护结构变形影响的数值模拟分析

桩锚支护结构性能优良,具有施工方便、支护结构简单、受力分析明确、经济适用等特点,在其支护结构中有的设置内支撑,有的不设置内支撑.为了研究特定条件下内支撑的设置对桩锚支护结构下的基坑变形的影响,本文利用Midas GTS NX有限元分析软件建立两个除内支撑外,其余条件均相同的二维桩锚支护结构模型并进行数值模拟,得出基坑桩...     

锻压变形力的一种数值分析模型

为了确定开式模锻中力学参数与模具型腔几何参数之间的关系,采用精确作图法得到了锻靠阶段初期的临界滑移线场模型,并用数值分析方法确定该模型中变形几何参数与滑移线场参数的相互关系,根据滑移线场相关理论进行力学分析,确定这一特定时段的应力场以及变形力分布.该临界数值分析模型的建立为确定锻靠阶段变形区的形状与尺寸,进而求解应力场、变形力分布提供了量化的理论基础,并为运用此方法建立模锻过程其他特征时段的力学模型提供了依据.     

地铁荷载作用下隧道土体变形的数值模拟

天津市区地铁隧道一般埋设于第一海相软土层中,目前针对这一海相软土层在地铁荷载下隧道周围土体变形的研究较少.本文利用ABAQUS有限元软件,模拟地铁运行荷载,对比分析隧道周围土体在竖向和水平方向上距隧道不同距离处土体的变形,结果表明:土体变形较大的区域主要集中在以隧道轴线为中心的10,m范围内,工程建设时对此区域土体要重点关注;而在30,m以外区域土体变形较小.分析结果为以后在现有地铁隧道沿线建设地下构筑物时提供了有价值的参考.     

地壳演化和变形的非线性动力学：1模型和数值模拟方法

综合考虑多因素和多过程间的耦合与反馈作用，建立了地壳演化与变形的综合的非线性动力学模型．通过建立岩石结构动力学将变形与岩性耦合起来；采用递增应力流变学方法将弹性、塑性、断裂变形结合并与流体和化学耦合起来．采用有限元和改进的Lagrangian方法求解动力学方程组，编写了模拟程序．应用该模型和程序可对不同尺度区域的地壳演化和变形的动力学过程进行1—3维数值模拟，并可应用于很多相关领域的研究．     

箱涵顶进施工对下卧既有隧道变形影响分析

以某箱涵顶进施工上穿既有隧道为工程背景,采用ABAQUS数值软件建模分析,重点分析了箱涵顶进施工过程中既有隧道的变形规律,得到以下结论:箱涵顶推施工过程中,左线隧道首先被扰动而发生变形,由于左线隧道一直承受上方箱涵卸载和顶推摩擦力影响,致使在开挖完成后左线隧道的变形量和变形影响范围均大于右线隧道;箱涵顶推过程中,各阶段...     

静力触探工作特性的大变形弹塑性数值分析

以有限元软件ABAQUS为分析工具,考虑土体剪胀性质和大变形特性,数值模拟静力触探探入后周围土体内的响应,探讨了探头的尺寸效应,并对比分析了分别基于大小应变定义的各响应分析结果.结果表明:在其他条件相同的情况了,锥体面积的增加会导致锥头阻力的降低;大应变理论在锥尖处周围土体内的各应力响应有骤增现象明显,且径向位移分布与基于小应变的解答差异明显.     

基于桩土接触作用的复合地基沉降变形数值研究

以桩土复合地基为研究对象,将桩、土、垫层、承台视为一个相互作用的复合地基体系,通过考虑桩土界面接触摩擦作用、土体的非线性特性及系统各个部分的主要作用及其相互影响,采用三维有限元数值分析对复合地基承载变形特性进行系统地分析,模拟桩土界面接触作用,研究分析复合地基沉降变形的组成及影响复合地基变形的因素,得出了一些有益的结论,为复合地基的理论分析及工程设计提供理论依据和借鉴。     

考虑超大断面顶管施工过程的地层变形数值分析

大断面顶管施工不可避免地会对相邻土体产生扰动,如果控制不周,会引起周围地层的过大变形和建筑物以及相邻管线的损伤。因此,研究大断面顶管施工对周围地层的影响有着十分重要的意义。结合郑州市某超大断面矩形顶管施工工程,结合现场实测数据和数值模拟方法对顶管施工过程进行分析,揭示顶管施工过程中地层土体的位移变化规律。研究发现:土体竖直方向的沉降主要集中在(-2~2)D(D为矩形顶管截面长边的边长,m)的范围内;土体的侧向位移曲线呈弓形,隧道上、下两部分的土体向着顶管轴线方向移动,而中间部分的土体向着背离顶管轴线方向移动;土体的纵向位移曲线也呈弓形,顶管周围的土体向着顶进方向移动,而顶管上部和下部的土体向着背离顶进方向移动。