岩土弹塑性模型的回映算法及ABAQUS子程序开发

有限元法被广泛应用于各类岩土工程的数值分析中,为工程的过程分析和方案优化提供必要的计算支持。但岩土材料大多是弹塑性体,在进行有限元分析时,需要采用迭代方法对本构模型进行积分计算,以求出与实际边值问题相适应的应力场和位移场。一个优良的迭代方法可以加快数值收敛,得到更精确的计算成果。文章在前人的研究基础上,采用回映算法的数学原理,推导了岩土材料理想弹塑性模型有限元法的一般数值格式,并且将其应用于常用的D-P模型中,在ABAQUS有限元程序上进行了UMAT的二次开发。最后用一个数值算例验证了迭代算法的正确性。     

涵洞施工全过程弹塑性有限元模拟分析

利用自编二维弹塑性有限元程序，模拟涵洞基坑开挖、洞体浇注及涵洞上覆土体分层回填这一连续施工过程，体现连续施工过程中应力历史、应力路径对土体变形和应力的影响，提出计算区域内土体在不同施工阶段变形和应力变化的一般规律，为涵洞的结构设计和施工提供依据和参考。     

路基边坡稳定性有限元数值分析

采用弹塑性力学理论,对路基边坡稳定性进行了有限元数值分析。     

刚性桩复合地基水平受力性能有限元分析

应用静力弹塑性有限元方法分析了群桩刚性桩复合地基在水平荷载作用下的反应规律 ,考察了不同设计参数对复合地基水平受力性能的影响 ,得到了水平荷载作用下桩身内力的分布规律。计算结果表明 :竖向荷载的大小对复合地基的水平承载力以及在水平荷载作用下的破坏模式有所影响 ;适当厚度的垫层可减小桩所分担的水平荷载 ,有利于桩身的安全。     

强夯加固地基大变形动力有限元数值模拟

本文根据强夯法加固地基时夯击点周边土体存在局部大变形现象，运用非线性有限元理论，推导出弹塑性大变形动力有限元方程矩阵形式表达式。采用弹塑性大变形有限元程序计算了宁波镇海港区30万m^2粉煤灰场地的强夯法地基处理工程，得出了夯坑的形状、深度和土中塑性区的开展情况。计算结果表明考虑土的弹塑性和大变形双重非线性的有限元计算结果较符合实际情况。     

路基变形弹性与弹塑性有限元分析方法对比

分别采用弹性和弹塑性有限元分析法对一假想路基进行了分析,通过对两者方法计算结果的对比,探讨了弹性分析法和弹塑性分析法在路基加载瞬时变形、瞬时孔压以及加载结束后固结变形规律上的差异,为该类工程的有限元分析方法的选取提供有价值的结论。研究表明,弹性分析法得到的荷载影响范围要明显大于弹塑性分析法;对于处于弱超固结或正常固结的天然路基变形分析,要尽量采用弹塑性分析法;而对于强超固结的天然路基或加固后的地基,在荷载不大情况下,可以采用弹性分析方法,但要注意边界条件设置对计算结果的影响。     

深基坑开挖过程的弹塑性数值模拟

根据深基坑工程所具有的特点和相应的力学效应，介绍了考虑开挖和支护过程的非线性有限元计算方法，对某一地下连续墙支护的基坑工程进行了数值模拟，分析了地面、基坑边缘、墙体的变形情况，经证明，计算结果比较理想。     

基于ABAQUS的地基承载力性状分析

采用大型非线性有限元平台ABAQUS,通过增量加载弹塑性有限元数值方法求解地基极限承载力,并针对地基承载力性状探讨了地基极限失稳破坏过程与机理。     

复杂应力路径下无粘性土的弹塑性数值模拟

本文基于标准砂、粉煤灰两种较典型无粘性土的试验研究，建议了一个描述无粘性土复杂应力路径下应力应变特性的弹塑性数值模型。该模型强调塑性应变的大小和方向不仅与当前应力状态有关，而且还决定于当前应力增量的方向。其参数可由简单应力路径的试验确定。为了该模型实际应用，文中还推导了有限元数值计算的弹塑性矩阵。几种典型应力路径的数值模拟结果与有关试验资料比较，表明了该模型的合理性。     

热-水-应力耦合弹塑性二维有限元程序研制

通过从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手,使用Galerkin方法。将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散,初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。通过一维固结问题的有限元解与太沙基解析解的对比,以及对一个简化的核废料地下处置的热-水-应力耦合问题的数值计算,验证了本程序的正确性。     

黄土地区公路路基沉降变形有限元分析

针对黄土地区公路工程特点,将地基、路基作为整体,采用有限元法建立分析模型,计算分析了地基土变形模量、填土高度、填土容重、填土回弹模量各参数对路表最终沉降量和路表不均匀沉降的影响变化规律,以指导黄土地区公路路基设计。     

路堤沉降因素的有限元数值模拟

针对影响路堤沉降因素很多的现状,选用ANSYS有限元软件进行变换参数计算,主要分析了路堤的地基土变形模量、路堤填土回弹模量、路堤填土容重、路堤填土高度对于高路堤沉降的影响,以促进公路路基变形问题的研究.     

基于有限元法的软土地基动力固结沉降数值模拟

采用有限元法对某软土地基加固处理法进行动力固结沉降数值模拟,通过与现场软土地基加固处理中的实际观测数据进行对比分析,得出有限元软件数值模拟结果与实际相符的结论,从而在理论上验证了管井降水预压联合"轻夯多遍"软土地基处理方法的可行性。     

人工河流路段高填土路基的非线性有限元分析

以山东省道353线的马颊河桥引道路基为例,利用Drucker-Prager屈服准则,以非线性有限元理论为基础,建立了人工河流路段的高填土路基结构的二维计算模型,对人工河流路段的高填路基的变形进行了分析,并对其工程建设具有指导作用。     

地铁轨道密封装置非线性有限元数值模拟

新型地铁轨道密闭装置应用于地铁区间防护密闭隔断门,能把地下铁道空间隔断,构成人防工程,具有明显的人防效益和经济效益。在不影响平时通车的前提下,通过采用内置仿形橡胶的轨道密封装置,快速实现不同受力状态的转换,可解决地铁轨道密封的问题。采用ANSYS软件对地铁轨道密封装置进行了非线性接触分析,研究了密封装置的变形、应力和接触状态,结果表明,该种密封装置具有良好的密封性能,为地铁人防工程建设提供了可靠的技术支持和保障。     

基于概率屈服准则的弹塑性随机有限元分析

基于偏微分技术，采用增量理论建立了弹塑性随机有限元增量初应力法的计算格工，考虑屈服准则的不确定性，对岩体Drucker-Prager屈服准则进行随机分析，以代替随机有限计算中屈服准则的定值分析，最后，编制了基于概率屈他准则的弹塑性随机有限元分析程序，并对两个算例进行了分析和讨论，得出了结论。     

大丽线铁路隧道工程地应力三维有限元数值模拟分析

在深埋隧道的勘察钻孔中(DZ-松-1)采用水压致裂方法进行原地应力测量,确定出隧道围岩的现今地壳应力状态。结合隧道围岩的力学参数、工程地质特性等,运用三维有限元数值模拟技术对大丽线松树圆铁路隧道工程区进行了应力场模拟综合分析。给出了工程区地应力的赋存规律和基本特征。     

场富集有限元方法模拟多裂纹起裂、扩展和连接过程

研究含多裂纹岩石的力学响应和裂纹行为对岩体结构的设计与稳定性分析具有重要的指导意义。提出了场富集有限元方法研究脆性岩石材料中多裂纹的演化规律,包括裂纹的起裂、扩展和连接过程。提出了多裂纹在扩展过程中出现的各种交汇情况的解决方案。场富集有限元方法可以直接处理复杂的交叉裂纹,而不需要像扩展有限元一样引入额外的富集函数。通过数值算例,充分说明了场富集有限元方法在处理各种复杂裂纹系统扩展演化方面的能力。     

基于概率屈服准则的弹塑性随机有限元分析

基于偏微分技术,采用增量理论建立了弹塑性随机有限元增量初应力法的计算格式,考虑屈服准则的不确定性,对岩体Drucker-Prager屈服准则进行随机分析,以代替随机有限元计算中屈服准则的定值分析,最后,编制了基于概率屈服准则的弹塑性随机有限元分析程序,并对两个算例进行了分析和讨论,得出了结论.     

基坑开挖对临近桩基影响的实测及有限元数值模拟分析

基坑开挖引起的土体位移对临近建筑物桩基的影响越来越得到工程界的重视。对某基坑工程开挖进行的实测表明,基坑开挖可对临近桩基产生显著影响,并发现当排桩桩间距较大时,其后止水帷幕的水平位移可能大于排桩水平位移。以该实测工程为算例,采用三维有限元法进行了计算并与实测进行了对比。分析了桩基和基坑间距、桩基刚度、桩顶竖向荷载和桩基顶部约束条件等对桩基附加弯矩、位移的影响,并进行了评价分析,以期为有关的设计和施工提供参考。