高桩码头桩群对河道流场影响的数值模拟

为较好的指导工程实践，本文用数值模拟的方法对高桩码头数值计算的两种处理方法进行对比研究，通过对理想矩形水槽和实际高桩码头项目的计算，得出这两种处理方法的差异，归纳总结出两种方法的优缺点和适用条件。     

浅析河道中高桩码头桩群在数值计算中的处理方法

通过计算理想矩形水槽算例和实际工程项目,对比高桩码头桩群在数值计算中的两种常用的处理方法并分析它们的不同,以便更好地用数值计算方法模拟工程项目对河道流场的影响.     

竖向荷载下群桩承载特性的弹塑性分析

 分别采用Lade Duncan模型和刚 塑性薄单元模型模拟土体的弹塑性和桩土界面的相对运动 ,对竖向受荷群桩进行了三维弹塑性有限元分析。研究表明：大、小桩距群桩的承载性状有 明 显差异,大桩距群桩侧摩阻力存在"沉降软化"现象,不同于小桩距群桩的"沉降硬化";增 大桩距有利于调动台底土参与工作,提高承台分担比;随荷载增大,各桩荷载趋于均匀分布。     

竖向荷载下群桩承载特性的弹塑性分析

分别采用Lade Duncan模型和刚 塑性薄单元模型模拟土体的弹塑性和桩土界面的相对运动 ,对竖向受荷群桩进行了三维弹塑性有限元分析。研究表明 :大、小桩距群桩的承载性状有明显差异 ,大桩距群桩侧摩阻力存在“沉降软化”现象 ,不同于小桩距群桩的“沉降硬化” ;增大桩距有利于调动台底土参与工作 ,提高承台分担比 ;随荷载增大 ,各桩荷载趋于均匀分布     

波浪作用下后板桩高桩码头结构受力特性研究

以某海堤后板桩高桩码头工程为背景,采用ABAQUS有限元软件对波浪作用下,后板桩高桩码头地基土体模量变化对其结构受力的影响进行了分析。计算结果表明:后板桩高桩码头结构和土体的水平位移与土体模量之间存在明显的非线性关系,随着模量的增大,水平位移逐渐减小,位移的变化量也逐渐减小;码头钢筋混凝土结构的最大压应力和最大拉应力均主要集中在承台的下部,结构中的最大应力值随土体模量的变化较小;码头结构中4根桩的桩身水平位移曲线基本一致,在距桩顶约25 m处存在位移零点,且位移零点的位置基本不随土体模量变化。更多还原     

邻近堆载作用下高铁桥基群桩变形特性数值研究

为探究高铁桥基群桩受邻近堆载作用时的变形特性,文章采用理想弹塑性本构模型并考虑土体固结,研究堆载大小和堆载距离对高铁桥基群桩承台变形的影响。结果表明:邻近堆载引起既有桩基产生远离堆载方向的水平位移,靠近堆载侧桩基发生沉降变形;堆载条件对高铁桥基群桩变形影响较大,通过分析得出了堆载极值和最大堆载距离。     

粗粒料力学特性的DDA数值模

采用非连续变形分析方法（DDA）研究粗粒料的力学特性。研究了二维粗粒料颗粒的随机生成方法,按照粗粒料级配曲线随机生成松散分布的颗粒,应用DDA模拟重力作用下颗粒在承模筒内的下落过程并形成相互接触的堆积体,以此建立粗粒料数值模拟试验模型。参照粗粒料室内三轴试验的加载过程,应用DDA进行粗粒料力学特性的数值模拟试验,所得应力应变曲线与三轴试验曲线基本吻合,说明DDA数值模拟应用于粗粒料力学特性的研究是可行的。文中还给出了反映颗粒相互作用的若干组构要素的分布情况。     

高桩码头桩群对河道流场影响的数值模拟

为较好的指导工程实践,本文用数值模拟的方法对高桩码头数值计算的两种处理方法进行对比研究,通过对理想矩形水槽和实际高桩码头项目的计算,得出这两种处理方法的差异,归纳总结出两种方法的优缺点和适用条件.     

竖向荷载作用下斜桩承载特性数值分析

近年来,斜桩在桥梁、码头、海上钻井平台及大型输电线路塔架基础等工程中得到广泛应用,研究不同倾角斜桩的荷载传递及承载特性实用意义较大。基于ABAQUS软件,考虑桩土接触特性,模拟分析了不同倾角斜桩的承载特性。结果表明:桩身倾角不大于10°时,倾斜角对单桩的极限承载力影响不大,但会在桩身产生一定弯矩以及桩顶产生一定的水平位移;桩身轴力沿桩长方向的衰减速率随桩身倾角的增大而增大;斜桩桩身弯矩主要分布在桩顶下1/2桩长范围内,其最大值的位置不受桩身倾角以及桩顶竖向荷载的影响;斜桩桩身侧摩阻力沿桩长大致呈"S"型分布,其桩顶以下1/6桩长范围内侧摩阻力远远大于直桩。     

部分埋入群桩的水平非线性动力分析

在桩基振动问题中,桩侧土体的刚度和阻尼比具有显著的非线性,但目前的分析方法一般只采取恒定的土性参数进行线性研究。基于分布荷载作用下部分埋入群桩水平振动特性的研究成果,以桩身内力-位移与土性参数之间的相互关系为依据,提出一种新的单桩及群桩在横向荷载作用下的非线性计算方法并将其程序化。该程序不仅可以模拟土的非线性行为,还可以模拟桩身在横向荷载作用下的非线性结构响应。通过与前人的实验及理论求解结果进行对比,验证了该程序方法的正确性。同时在非线性条件下精确地分析了埋入比、桩间距和激振频率对单桩、群桩阻抗及桩-桩相互作用因子的影响。     

能量桩传热性能影响因素的数值模拟与分析

基于数值模拟的方法,运用ＡＢＡＱＵＳ软件建立模型,分别对能量桩的桩长、桩径、换热管数、换热 液流速和土体类型进行了敏感性分析,得到不同条件下能量桩的换热量。结果表明:能量桩的单位长度 换热量与桩径、流速、土体导热系数成正比,与桩长成反比。在单Ｕ、双Ｕ、三Ｕ型能量桩中,双Ｕ型能量 桩的单位长度换热量最高。     

对角泵叶轮内部流动与能量特性数值分析

利用RNGh紊流模型封闭时均N—S方程组，对一组对角泵叶轮的内部三维流动进行了数值模拟，在分析基本流态的基础上，对对角泵叶轮的能量特性进行了预测和比较。计算结果表明，对应于不同的叶片夹角，对角泵叶轮的能量性能差异很大。轴流泵叶片对角布置后，离心力的作用使对角泵叶轮的扬程提高，使得叶轮的最优比转数随叶片夹角的减小而减小。随着叶片夹角和流量的减小，对角泵叶轮的功率不是增加而是减小，功率特性由轴流泵逐步向离心泵过渡。与对应的轴流泵相比，对角泵的最优效率点向小流量方向偏移，但高效区变宽。叶片夹角为150。的对角泵叶轮的流量加权平均效率比对应的轴流泵叶轮高0．82％。因此，选择优秀的水泵水力模型，通过优化叶片夹角、叶轮室及轮毂的形状和尺寸，能够改善和提高对角泵叶轮的能量特性。     

岩体力学特性的数值和物理混合试验方法

借鉴数值和物理混合试验思路,对岩体工程力学特性的数值和物理混合试验进行了初步研究。采用数值和物理混合试验方法预测岩块单轴压缩全应力—应变关系曲线,并与传统数值模拟方法采用理想弹塑性Mohr-Coulomb破坏准则获得的曲线进行比较,结果表明:数值和物理混合试验方法可以获得全应力—应变关系曲线峰前非线性阶段和峰后破坏阶段,优于传统数值模拟方法,初步说明该方法是可行的;岩块内挖取的试样个数和试样尺寸变化对计算结果影响较大,挖取试样个数越多或挖取试样尺寸越大,岩块全应力—应变关系曲线峰后破坏阶段越明显,并且更接近真实岩块的力学特性。     

水平荷载-扭矩耦合作用下斜桩承载变形特性数值模拟

利用ABAQUS数值软件分析了斜桩在水平荷载 H 和扭矩 T 耦合作用下的承载特性、桩身内力以及桩-土界面上的摩阻力等变化特征并与直桩进行了对比,探讨了桩-土刚度比、荷载偏心距和桩身长径比对斜桩受扭承载力的影响。分析结果表明:斜桩在水平荷载与扭矩耦合作用下,桩身为受扭破坏;斜桩的受扭承载力大于直桩,斜桩受扭承载力的大小与桩身倾角相关;桩-土刚度比、荷载偏心距和桩身长径比对斜桩受扭承载力也有一定的影响,而桩身长径比的影响较大。     

填充对节理岩体力学特性及能量演化的影响研究

能量耗散引起节理岩体裂纹启裂、扩展、贯通及最终的破坏。为探寻充填对节理岩体力学及能量特性的影响,基于岩石能量耗散理论及单轴压缩试验结果,研究了充填对节理岩体强度特征、变形特征、破坏模式及能量演化的影响机制。此外,分析了节理岩体的能量演化机制及峰值点各能量指标(总能量、弹性应变能及耗散能)的充填效应。研究结果表明:节理使得岩样的力学参数明显劣化,而充填使得节理岩样的峰值强度、峰值应变及弹性模量均有所增大;完整岩样损伤演化划分为初始损伤阶段、稳定损伤阶段、损伤平稳阶段、加速损伤阶段及损伤破坏阶段,而节理岩样和充填节理岩样则分为六阶段,即增加了突变损伤阶段;完整岩样、充填节理岩样及节理岩样峰值点的平均弹性应变能依次在减小,但减小幅度明显降低。研究成果可为岩体工程类环境灾害的预警与防控提供科学依据。     

大直径扩底桩承载力的数值分析

对大直径扩底桩在不同的上覆土层与持力层模量比,不同的桩入持力层深度下的单桩端承力进行了有限元分析,指出同一入土深度下,端阻力随着上覆土层模量增大而增大;桩入土深度越大,上覆土层模量变化对端阻力影响越小.     

预静载对细观混凝土动态力学特性的数值试验研究

预静载对混凝土的动压强度和动弯拉强度的影响完全不同.为了研究动压荷载作用下预静载对混凝土动态力学特性的影响,从数值试验出发,根据自行编制的混凝土随机骨料有限元模型,应用塑性损伤本构,不同的应变率下施加不同的初始预静载大小,分析动压荷载作用下,预静载对混凝土动压强度和破坏形态的影响.结果发现:不同的应变率下,预静载对混凝土动压强度的变化程度不同,但都会导致混凝土动压强度降低;预静载水平大小不同,混凝土的破坏形态也不尽相同.     

填充对节理岩体力学特性及能量演化的影响研究

能量耗散引起节理岩体裂纹启裂、扩展、贯通及最终的破坏。为探寻充填对节理岩体力学及能量特性的影响,基于岩石能量耗散理论及单轴压缩试验结果,研究了充填对节理岩体强度特征、变形特征、破坏模式及能量演化的影响机制。此外,分析了节理岩体的能量演化机制及峰值点各能量指标( 总能量、弹性应变能及耗散能) 的充填效应。研究结果表明: 节理使得岩样的力学参数明显劣化,而充填使得节理岩样的峰值强度、峰值应变及弹性模量均有所增大; 完整岩样损伤演化划分为初始损伤阶段、稳定损伤阶段、损伤平稳阶段、加速损伤阶段及损伤破坏阶段,而节理岩样和充填节理岩样则分为六阶段,即增加了突变损伤阶段; 完整岩样、充填节理岩样及节理岩样峰值点的平均弹性应变能依次在减小,但减小幅度明显降低。研究成果可为岩体工程类环境灾害的预警与防控提供科学依据。     

桩群排列方式对水流结构特性的影响

利用室内水槽试验模拟了桩群不同排列方式工况下水流的运动规律,借助三维超声波多普勒测速仪(ADV)量测了不同断面、不同垂线、不同测点的时均流速,得到了不同工况下的流速分布、紊动强度、雷诺应力,并分析了它们的变化特征。结果表明:桩群使流速重新分布,在桩群区与非桩群区交界处流速明显减小,且桩群布置密度大时,水流绕流流速最大;当桩群排列方式改变时,各断面的三向紊动强度都会发生较大改变,但是对于某一方向上的紊动强度各断面仍有一定的相似性;修桩后雷诺应力分布规律有所不同,水流上侧的雷诺应力较大;桩群排列方式的改变不仅使雷诺应力沿程变化较大,而且改变了雷诺应力时均值的大小及最大值出现的位置。     

热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构耦合力学特性及相互作用机制

在高海拔寒区,围岩与支护结构的相互作用过程是影响水工隧洞结构稳定的重要因素。为了研究热-力作用下水工隧洞围岩-支护结构相互作用的时空演化规律,以新疆某寒区水工隧洞为依托,基于现场监测资料,采用有限元仿真模拟,计算温度效应下围岩-衬砌相互作用的弹塑性解析解,分析热力作用下隧洞耦合结构温度场和应力场的时空分布特征。结果表明：洞内低温对耦合结构的温度场和应力场影响较大,应实施防寒保温措施,保证在极端天气下,结构沿径向2.7 m内温度不低于0℃;通风前期,温度应力对耦合结构的应力变化起主导作用,21 d后还要考虑衬砌支反力、围岩被动支反力以及围岩外边界约束的共同耦合作用;对流前48 d结构内侧受拉,结构洞腰内侧出现最大拉应力155 kPa, 48 d后结构压应力激增,并且48～60 d内耦合应力增长速率最快。随着温度的降低,-1.95℃为洞顶和洞底的拉应力激增点,洞腰前期拉应力急剧增大,于-3.5℃开始缓慢减小。本次研究揭示了热-力作用下围岩支护结构相互作用的动态全过程,可为寒区隧洞安全施工提供依据。