地震荷载作用下包边填砂路堤动力特性分析

包边填砂路堤是采用一种砂或砂石料填筑,用粘性土包边封顶的路堤结构形式,在地震荷载下,填砂料与包边粘性土各自的动力特性,以及它们之间相互作用所表现出的动力响应直接影响到路面结构及其路堤变形。本文针对软土地基上的包边填砂路堤路基所采用CFG桩和塑料排水板堆载预压这两种不同地基处理方法,采用FEM建模和模拟地震波信号分析方法,计算分析了地震震动荷载作用下包边填砂路堤与加固后路基的协同动力反应性态,以及震动影响下的路堤与路基的整体变形特性。计算结果表明,采用CFG桩路基处理加固后的包边填砂路堤其震动响应显著优于塑料排水板地基处理方法。     

交通荷载作用下低填道路软土地基的动力响应分析

为了揭示交通荷载对低填道路下卧软土地基的动力影响规律,对软土地基的动孔隙水压力进行了现场测试,分析了不同上部路堤厚度和行车速度工况下地基孔隙水压力的分布规律,并据此借助数值模拟对长期交通荷载作用下软土地基的附加沉降进行计算分析.结果表明:上部路堤结构对交通荷载的动力激励具有消减作用,填筑厚度越小,下卧软土地基的动力响应越明显,且随着深度的增加动孔隙水压力呈衰减趋势,长期交通荷载作用下软土地基的附加沉降呈近似指数型非线性增长.     

桩承式路堤中土拱效应演变规律宏细观研究

基于桩承式路堤平面土拱效应研究的室内模型试验,采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型,通过与试验结果对比验证了该数值分析模型的正确性。首先,基于路堤自重应力荷载作用下的颗粒流数值模拟结果,验证了平面土拱效应内拱与外拱高度理论计算公式的正确性。然后从路堤中竖向应力的分布规律、应力缩减比的变化规律以及路堤中接触力的分布规律三个角度分析了路堤表面外加荷载作用下桩承式路堤中土拱效应的演变规律。研究发现：当路堤表面外加荷载由10 kPa增大至40 kPa时,桩承式路堤中的土拱效应发挥稳定;当路堤表面外加荷载由40 kPa增大至100 kPa时,桩承式路堤中的土拱结构发生了退化并有新的土拱结构形成,在宏观上表现为软土承担竖向荷载的分担比呈现增大的趋势。     

交通荷载下斜坡加筋路堤动力特性研究

交通荷载作用下斜坡加筋路堤稳定性和变形特性一直是人们普遍关注的问题.采用数值模拟方法,在路堤顶面施加均布循环荷载,分析了交通荷载作用下路堤的动力特性.最后,对交通循环荷载的振幅、频率以及行车间隔进行参数分析.结果表明:交通荷载作用下,路堤顶面沉降随着循环次数的增加而增大,但增大的幅度逐渐变小,直至趋于稳定;交通荷载振幅、频率越大,行车间隔越短,路堤顶面最终沉降越大.     

黄土山区非对称加筋路堤受力特性研究

由于受到黄土山区地形地貌条件的制约,在黄土山区修筑高速公路时经常会遇到非对称路堤问题,而非对称路堤极易引起各类路基路面病害.基于有限元分析软件,建立了非对称路堤数值模型,对比分析了未加筋、格栅加筋和EPS加筋3种工况下非对称路堤受力和变形特性.最后,针对运煤通道交通荷载特点,着重探讨了非对称交通荷载作用下3种工况下路堤的工作特性.研究结果表明:路堤施工过程中,EPS加筋技术处治效果要优于格栅加筋;但交通荷载作用下格栅加筋工况下路堤沉降、侧向变形明显小于EPS加筋工况,非对称路堤处治时宜采用格栅加筋技术.     

移动车辆荷载下土石混填路基动力响应分析

为研究车辆荷载下土石混填路基的动力响应，利用ABAQUS有限元软件建立沥青路面系统三维数值模型。采用移动均布荷载模拟车辆荷载，分析不同的行车速度和车辆荷载作用下土石混填路基动应力、变形的响应规律，并确定路基工作区深度。结果表明：在路基横断面，车轮作用位置处竖向应力最大，远离作用点时应力减小；动应力和变形在路基深度1 m范围内衰减最快；车辆荷载对路基的影响程度要大于车速对路基的影响程度；随着车辆超载率的增加，路基的动应力响应也就越大，路基的工作区深度在2.33 m～4.15 m之间。     

交通荷载作用下高填方涵洞动力响应研究

通过建立高填方路堤下拱涵数值模型,对拱涵修筑和路堤填筑过程进行了模拟.在道路顶面沿纵向施加循环交通荷载,探究拱涵在交通荷载作用下的受力与变形的动力响应.着重论述了荷载循环次数、荷载大小以及行车速度对拱涵动力响应的影响.结果表明:在交通荷载作用下,拱圈结构受力较大,为拱涵最薄弱的位置;当荷载循环次数大于8次时,路面沉降与涵顶垂直土压力趋于稳定;涵顶土压力随交通荷载的增大而逐渐增加;行车速度对涵顶垂直土压力和基底土压力影响较小.     

考虑颗粒破碎的堆石料动力变形特性模拟

颗粒破碎是影响堆石料强度和变形特性的重要因素,但目前针对颗粒破碎的模拟研究多在静力荷载条件下.为研究颗粒破碎对小应变条件下堆石料的动力变形特性的影响,采用多个等粒径小球按最密六方排列随机组合模拟不规则形状的堆石颗粒,通过碎片替换法模拟颗粒破碎,研究了花岗岩堆石料不同围压下的动力响应,探索了孔隙率对动弹性模量的影响,分析...     

移动荷载作用下桩承式加筋路堤的动力特性

为了研究桩承式加筋路堤在移动荷载作用下的特性,采用FLAC 3D软件建立了移动荷载作用下道路的三维动力流固耦合分析模型,对桩承式加筋路堤和天然路堤在移动荷载作用下的竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度等进行了对比分析,并研究了不同轴载对路堤竖向变形的影响.分析结果表明:移动荷载作用下,桩承式加筋路堤通过桩体土拱效应和格栅张拉膜效应的联合作用,其路面竖向变形、桩土应力比、超孔隙水压力、加速度均比天然路堤的结果明显减小;随着轴载的增加,桩承式加筋路堤路面竖向变形不断增大.     

桩承式路堤土拱效应颗粒流分析

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递机制中的关键因素。参照前人室内模型试验,采用颗粒流软件PFC2D建立离散元（DEM ）数值模型,对桩承式路堤中的接触力分布、主应力偏转、竖向位移和侧向位移等进行深入分析。模拟中,路堤填料和桩间土采用Disk单元模拟,桩和模型箱采用Wall单元模拟,路堤DEM 模型采用分层压实法生成;路堤填料细观参数通过建立数值双轴试验进行标定,桩间土细观参数通过建立数值压缩试验进行标定。模拟结果表明：桩承式路堤中土拱由多个不同圆心的半球形拱共同组成,拱的高度约为5（ s－ a）／6;在该高度内路堤中的主应力发生明显偏转,竖向位移量和侧向位移量较大。     

A composite material model for investigation of micro-fracture mechanism of brittle rock subjected to uniaxial compression

Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｏｃｋｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ,ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｔｏｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅｉｓｖｅｒｙｉｍ ｐｏｒｔａｎｔｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｒｉｔｔｌｅｒｏｃｋｕｎｄｅｒｕｎｉａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ .Ｍａｎｙｒｅ ｓｅａｒｃｈｅｒｓｔａｃｋｌｅｄｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍａｔｔｈｅｍａｃｒｏｓｔｒｕ ｃｔｕｒｅｌｅｖｅｌ.ＨｏｒｉｉａｎｄＮｅｍａｔ Ｎａｓｓｅｒ[1,2 ] ｉｎｖｅｓｔｉｇａ ｔ…     

水泥石膏材料相似模拟节理岩体有限元分析

水泥石膏材料（Cement Plaster）是模拟岩体的一种新型材料,其既保留了水泥砂浆流动性好的优点,又大幅度地提高了砂浆的抗压强度和抗剪强度,且破坏形式与实际岩体十分接近,是一种较好的相似材料。本文利用这种水泥石膏材料模拟单节理岩体,进行有限元分析,分别建立了不同节理倾角的三维岩体模型,进而讨论了其抗压强度的变化规律。研究验证了水泥石膏材料模拟岩体的可靠性,为进一步开展岩体的尺寸效应、分形节理岩体的力学性能等研究工作奠定了基础。     

一种新型混凝土路面的有限元分析

根据弹性半无限地基上弹性薄板力学模型理论,结合三维有限元法,采用典型的水泥混凝土路面结构,利用大型通用有限元分析软件AN SY S的接触非线性模块,对一种新型的企口板路面进行了模拟仿真,并计算分析了几种材料参数对路面力学性能的影响,企口板接缝之间的传荷能力,为今后的水泥混凝土路面结构分析提供参考.     

含充填物的大理岩裂隙扩展过程及破坏特性

为了进一步了解非直裂隙的破坏机理,以天然粗粒大理岩及含不同充填物的大理岩为研究对象,采用全自动化雕刻设备进行裂隙试件制作,然后分别对"/"型裂隙试件和"S"型裂隙试件进行单轴压缩试验.试验结果表明:1)在压缩试验中,"/"型和"S"型裂隙试件均发生剪切破坏,其破坏迹线基本一致;2)在同样外荷载作用下,含充填岩体破坏损伤度明显小于无充填岩体,充填物不仅影响前期强度还影响峰后残余强度的提高,其充填试件峰后应变增幅达到18.75%;3)不同的充填物对岩体抵抗开裂的能力不同,水泥浆的黏结力和强度比石膏好,故水泥浆具有良好的加固效果.试验探讨了非直裂隙("S"型)及充填材料对裂隙岩体破坏的影响,总结了充填材料作用下裂隙的扩展模式,为实际工程裂隙化岩体提供实验依据和参考.     

用三维电镜断裂面图像数据测试空穴形状

对金属基复合材料的断裂面,进行三维损伤测试,改进Gurson,Tveergard提出的损伤模型。为建立有限单元模型,进行数值模拟计算,分析在不同三维应力下空穴聚合时空穴几何形状的变化。为准确模拟金属材料及其零部件在多向外载荷下的损伤过程,判断损伤机理提供合理强度评价方法和科学依据.     

裂纹的尺寸分布对岩石强度的影响

本文建议了一个裂纹密度函数,应用统计断裂力学原理,分析了裂纹的尺寸分布对于不同荷载作用下岩石强度的影响。同时,使用一种复合材料模拟了随机裂纹岩石,即通过将裂纹片掺合料,聚四氟乙烯薄片,加于地力学模拟材料而实现。结果表明,具有由微观途径确定裂纹分布参数的统计断裂的预测与实验观察值相符。     

Research of dynamic mechanical performance of cement rock

Daqing Oilfield is a continental oil-deposit of heter-ogeneous sandstone layer and many sheets of oil. In themiddle and late period of development, oil sheet thatcan’t be exploited before should be done with advancedtechnology to ensure consecutive high …     

大理岩三点弯曲梁弹塑性损伤破坏研究

在应变空间内,推导出弹塑性损伤增量本构方程,通过自编程序实现该本构方程,同时将此程序实现了并行算法;建立了三点弯曲梁二维及三维细观尺度数值试样,分别进行相应地弹塑性损伤破坏数值模拟,作了相应的对比分析,在数值模拟中,提出破坏单元网格消去法,模拟裂纹扩展。研究发现:数值试验同物理试验较吻合,且与理论分析是一致的;由于三维试样细观单元的非线性比二维在空间上更为离散,由三维细观单元弹塑性损伤非线性反映宏观试样的非线性,更能深入地研究细观破坏机理;提出的破坏单元网格消去法为有限元清晰模拟裂纹开辟了新的途径;并行算法程序的实现为应用于大型三维水利水电工程奠定了基础。     

A new fracture model for the prediction of longwall caving characteristics

A new numerical model is presented to simulate fracture initiation and propagation in geological structures. This model is based on the recent amalgamation of established failure and fracture mechanics theory, which has been implemented to the finite difference FLAC code as a constitutive FISH user-defined-model. Validation of the model has been studied on the basis of comparing the transitional failure modes in rock. It is shown that the model is capable of accurately simulating fracture distributions over entire brittle to ductile rock phases. The application of the model during longwall retreat simulation highlighted several caving characteristics relevant to varying geological condition. The distribution and behaviour of modelled fractures were both realistic and shown to provide an enhanced post failure analysis to geological structures in FLAC. Moreover, the model introduces new potential insight towards the failure analysis of more complicated problems. This is best suited towards improving safety and efficiency in mines through the prediction of various key fractures and caving characteristics of geological structures.     

强动载作用下钢筋混凝土梁破坏模式的有限元分析

在爆炸、冲击等强动载作用下,钢筋混凝土结构可能发生弯曲、弯剪和直剪破坏.为了准确地预测和模拟钢筋混凝土梁在强动载作用下的动力响应和破坏形态,本文运用ABAQUS有限元计算软件结合混凝土脆性开裂模型对强动载作用下的钢筋混凝土试验梁的整体响应以及一系列破坏形态进行了数值模拟,并将模拟结果与试验进行了对比分析.研究结果表明,本文所采用的数值模拟方法能较好地预测和模拟强动载作用下钢筋混凝土构件的整体动力响应以及相应的直剪、弯曲和弯剪破坏等一系列破坏形态.