基于Abaqus蠕变本构的重载路面车辙分析

车辙是高温地区半刚性基层沥青混凝土路面典型破坏形式之一。重载交通以及重载交通下车辆的行驶速度对路面永久变形有一定的影响。采用大型商用有限元软件Abaqus,分析在高温重载条件下,车辙产生过程中沥青混凝土面层蠕变的发展规律,并比较重载交通下车辆的行驶速度对于路面车辙的影响。结果表明,重载交通对路面的永久变形影响明显,车辙深度随轴重的增加而增加。同时,随着累计荷载作用次数的增多,前期的路面变形发展较快,后期逐渐趋于稳定。随着重载交通下车辆的行驶速度的加快,路面车辙呈减小的趋势,与荷载的影响程度相比,行驶速度对于车辙的影响较小,但不容忽视。     

地基加固对地下矩形综合管廊受力性能的影响研究

利用有限元分析软件对穿越软土地层的矩形综合管廊在不同加固宽度、深度以及加固刚度条件下管廊的变形、结构内力变化等特性进行了数值模拟。结果表明,当加固宽度达到矩形管廊宽度的2.4倍、加固深度超过2.5 m以及加固刚度达到100 MPa后,加固范围的增大对管廊的内力与变形将不再有明显的影响。     

核电厂地下循环水管廊地震动力分析

循环水管廊是保证核电厂正常运行的重要地下钢筋混凝土结构,管廊在地震荷载作用下的受力和变形特性很有必要进行专门的研究。通过有限元动力法计算,对核电站地下管廊在地震作用下的应力、内力和变形进行了分析,为结构设计提供了可靠依据。     

岩溶强烈发育区溶洞深基坑变形特性

为了研究岩溶强烈发育区溶洞引起的深基坑变形特性,以深圳地铁16号线共建管廊工程为工程背景,采用数值模拟方法.根据对数值计算结果的分析,得出下结论:单侧溶洞的存在随着溶洞深度增大地表沉降减小;溶洞的存在均加剧地下连续墙水平变形;地层溶洞的存在会加剧围护结构的变形;基坑底部洞泾4 m的溶洞对基坑开挖时基底隆起变形影响显著.     

地下水位对某地下综合管廊稳定性影响研究

基于Midas软件,采用有限元分析方法开展数值模拟,分析了不同标高地下水位条件下,地下综合管廊的变形、内力和某一截面的安全系数。并将不同条件下的各项力学指标进行对比分析发现,随着地下水位不断上升,地下综合管廊主体结构最大弯矩由66.4 kN·m变为106.4 kN·m,最大剪力由134.7 kN变为224.3 kN,出现位置也从中间转变为腋角,同时最大水平位移大幅增加,由0.22 mm变为1.71 mm。某一截面安全系数由8.12降低到7.1,地下综合管廊主体结构虽仍处于安全的稳定状态,但稳定性不断下降。本文综合分析了地下水位升高对地下综合管廊稳定性的影响,为实际工程中不同地下水位条件下地下综合管廊保持稳定提供参考。     

轨道交通高架桥控制设计的内力和变形分析

以城市轨道交通中的双线地铁高架桥为研究对象,就30m跨简支箱梁进行了力学分析。采用ANSYS大型通用有限元程序,模拟计算了恒载和不同位置的列车活载作用下箱梁的变形和内力,最后得出控制设计的内力和变形值以及相应的荷载作用最不利位置。研究成果将对我国城市轨道交通双线高架30m跨简支箱梁桥的设计与施工提供直接的参考。     

预制地下管廊内非连续管道的横向抗震分析

本文为研究预制地下管廊内非连续管道的横向抗震性能,采用实体单元模拟混凝土管廊和廊内管道支墩,桁架单元模拟预制混凝土管廊配筋,壳单元模拟管道和支墩抱箍,非线性弹簧模拟管廊预应力企口接头和管道承插口接头,非线性土弹簧模拟土-管廊相互作用,考虑混凝土塑性损伤,基于ABAQUS软件建立土-管廊-管道系统模型。求解土-管廊-管道系统的自振频率和模态,计算在设计地震作用下管廊内管道的内力和变形。研究表明,管道和管廊自振特性存在明显差异,管道和管廊之间存在明显相互作用,支墩抱箍对管廊内管道受力影响不可忽视,开展管廊内管道的抗震分析需要对土-管廊-管道整体系统建模分析。研究对于预制地下管廊内非连续管道的横向抗震设计具有一定参考价值。     

基坑穿交既有管廊加固新方法及变形控制技术研究

以济南厚冲积粘土地层基坑开挖穿交既有市政管廊为背景,通过理论及数值计算得到管廊在无保护措施下的最大挠度值达57 mm,挠度值及主应力值均超出其安全范围。基于节省基坑空间、方便管廊维护,提出了在管廊底板位置处以围护桩为支撑点,整体浇筑框架梁的加固新方法,并在主梁上增设斜向拉筋优化加固措施,使得管廊最大竖向位移值减少至22.5 mm、最大主应力值减小至0.6 MPa,加固效果显著。基于管廊加固措施,研究了框架梁对各维护桩的影响效果及管廊与基坑穿交处土体变形规律,确定了危险桩的位置和管廊周边土体的危险部位,提出了危险围护桩变形加固措施及基坑土体危险处位移控制技术,对工程施工具有指导意义。     

岩溶地层溶洞空间计算形态及承载性能数值模拟研究

为寻求合理的岩溶地层溶洞空间的计算形态,以三维溶洞跨度、埋深为控制参数,建立溶洞空间形态数值仿真模型,分析不同参数组合下溶洞的变形与弹塑性应变的分布规律,提出单体地下溶洞空间计算形态为拱顶圆柱体,形成其控制参数与取值方法。再以溶洞高跨比及顶板厚度为控制参数,建立拱顶型溶洞数值模型,分析拱顶型溶洞在桩基作用下的承载性能变化规律。计算表明：拱顶型圆柱体溶洞空间模型具有较强的极限荷载力和抗变形能力。研究结论对岩溶地层中桩基的设计及施工具有科学参考价值。     

邻近基坑开挖对既有综合管廊变形影响研究

基坑开挖会不可避免的与既有的城市综合管廊相毗邻,而基坑开挖会对管廊的变形产生影响,严重时使得管廊产生差异性沉降甚至倾斜,对管廊的防渗极其不利。以汉中市汉宁路中段已建地下综合管廊为背景,采用Midas有限元分析软件,对管廊一侧基坑开挖时开挖深度、基坑位置、基坑开挖支护情况等因素对管廊的变形影响进行数值模拟,以正常使用极限状态下管廊底部横截面倾斜限制值为安全控制指标,得到各因素对管廊差异性沉降的影响规律。研究结果可为类似工程提供参考,并且对基坑施工设计及邻近综合管廊的防护措施具有一定的参考价值。     

拼装方式对大断面越江电力盾构隧道 结构内力的影响

针对大断面电力盾构隧道穿越长江时管片拼装方式对隧道结构内力影响显著的问题,以苏通GIL综合管廊工程盾构隧道衬砌结构为研究对象,利用梁-弹簧模型模拟管片结构,采用荷载-结构模型计算管片结构荷载,对不同拼装方式下衬砌结构力学行为进行研究,分析了拼装方式对输电盾构隧道结构内力的影响效应。结果表明:错缝拼装控制管片结构内力,通缝拼装控制管片变形量; 通缝拼装的受力性能要优于错缝拼装,但通缝拼装的变形更大,在施工时要根据使用要求进行选择,同时管片结构力学行为在不同拼装方式下是不同的,与封顶块的位置、错缝角度、目标环的环向和纵向接头的位置有关; 拼装方式对管片最大变形量、最大正弯矩、最大负弯矩影响较大,对管片最大轴力影响较小; 在错缝拼装时,尽量避免错缝角度为180°,最理想的错缝角度在32.7°～81.8°之间; 所得结论可为输电盾构隧道管片拼装方式的选择提供借鉴和参考。     

岩溶地区下综合管廊倒虹吸结构模拟设计与施工技术

研究倒虹吸段岩溶地区下综合管廊的应力与沉降的影响,并探索溶洞与结构的安全距离厚度问题,通过物探技术并结合地质勘察手段寻找溶洞,现根据实际工况进行倒虹吸段溶洞模拟建立,采用弹性地基梁模拟计算,采用有限元分析软件对管廊结构进行受力分析,采用增加倒虹吸段管廊钢筋混凝土顶、底板厚度来跨越溶洞方法处理技术。实践证明倒虹吸段框架结构运行安全,该技术值得推广应用。     

地裂缝和地震耦合作用下地下综合管廊的三维动力分析

以西安幸福林带地下综合管廊项目为例,运用有限元软件Abaqus建立了管廊结构三维模型,并找出了地下综合管廊结构在地裂缝活动和地震耦合作用下的变形和应力分布规律。结果表明:在地裂缝活动较弱或无活动时,跨地裂缝管廊结构底板的加速度响应更显著,但随着沉降量的增大,结构的峰值加速度最大值出现位置由底板转向顶板;空间较大的舱室更易发生破坏,且中间位置(地裂缝附近处)的应力集中现象更加明显,逐渐向两端衰减;当地裂缝活动较大时,整体结构出现应力重分布,应力集中的位置发生转移。     

车辆荷载作用下综合管廊变形特性研究

为研究城市综合管廊在车辆荷载作用下的变形特性,建立了综合管廊-路基土-车辆荷载有限元模型,并通过数值模型计算与实测结果对比分析,探讨了行车速度、车辆荷载加载位置对综合管廊顶板位移的影响规律。研究表明,车辆动载作用下管廊会产生明显的动位移,以行车速度60km/h为例,其增量幅值为静载作用的33.10%,加载6s后管廊振动趋于平稳;跨度最大舱中跨中位置竖向位移最大,沿顶板向两侧减少;车速越小,管廊顶部的竖向位移越大;存在最不利加载位置,即当车辆荷载位于管廊边侧墙正上方时,管廊顶板左右侧竖向位移差最大,达到了4.46mm,在综合管廊设计和施工中应引起注意。     

超重荷载下地下综合管廊受力变形模拟研究

为了解地下综合管廊在超重交通荷载作用下的受力变形特性,基于湖南某综合管廊实体工程,通过有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟,研究了二维工况下重型车辆荷载以垂直走向通过综合管廊结构时结构的受力和构件位移特征。结果表明,超重荷载对管廊结构产生较为明显的竖向位移,超重荷载对结构整体、分隔墙、综合舱顶板竖向位移有明显的影响,研究结论可为今后管廊的建设运营及维护提供参考价值。     

地下综合管廊原位悬吊保护施工技术

地下综合管廊作为城市重要的生命线常因邻近地下空间开发利用缺少统筹规划、统筹施工而影响正常使用。基于上海世博园地下通道下穿既有综合管廊实例,提出地下综合管廊原位悬吊保护技术,保障管廊在邻近工程施工期间正常运营。针对管廊原位保护问题,利用ABAQUS数值软件及相关力学理论,建立了综合管廊悬吊模型,对悬吊系统、主要构件、管廊的强度和变形进行了验算,并运用现场管廊沉降监测,确保悬吊系统下管廊沉降量满足原位保护要求。分析表明,原位悬吊保护工艺具有较高的安全性及可靠度,对于有效实现地下管廊安全运营具有较高的理论价值和实践意义。     

岩溶地层下盾构隧道不同开挖方式的数值分析

以广州轨道交通九号线区间地铁盾构隧道建设为例,运用岩土有限元分析软件Midas GTS,对穿越岩溶地层的盾构隧道在不同施工开挖方式下的衬砌变形进行三维数值模拟分析,研究了隧道周围存在隐伏溶洞时的盾构施工开挖全过程,探讨了不同位置的隐伏溶洞对隧道衬砌的稳定性影响。研究结果表明,采用先后开挖的施工工序对衬砌变形和收敛性的影响要小于同时开挖,但隧道上方或底部溶洞对衬砌的变形受开挖方式的影响较小。     

交通荷载作用下承插式综合管廊的动力响应分析

为了解综合管廊在交通荷载下的力学响应特征,文中基于ABAQUS建立了承插式三维综合管廊模型。结果表明交通荷载对作用范围内两节管廊长度的上部结构响应较大,管廊埋深对插口影响较大而对承口影响较小,此外,承插口总体以受压为主,但倒角处拉应力幅值不可忽略。文中结果可为进一步研究交通荷载下管廊响应机理提供参考。     

某综合管廊通风口节点结构空间整体分析

综合管廊构造复杂,采用传统的平面静力计算方法不能满足要求。本文运用midas Gen软件,建立综合管廊通风口节点模型,施加荷载,建立荷载组合,分析结构基底土压力,验算地基承载力及抗浮稳定性;得到结构各工况下的内力情况,为结构设计提供可靠依据。相比传统手算,采用有限元软件空间整体分析解决了复杂节点结构地基承载力及抗浮稳定性验算的难题。本文通过对某综合管廊通风口节点结构受力分析,为复杂节点结构内力计算提供参考。     

含双溶洞建筑边坡模型试验及数值模拟分析

以某岩溶地区的基坑边坡为工程背景,选取在设计及施工中具有代表性的含双溶洞坡段剖面,采用相似材料模型试验和数值模拟计算相结合的方法,对含有双溶洞建筑边坡在不同建筑物荷载作用下的边坡变形进行机理分析研究,以揭示围岩应力应变的演变规律。研究表明,含双溶洞建筑边坡在分层次开挖和分级加载过程中,溶洞边坡破坏时发生剪切破坏,从溶洞顶板破坏失稳至溶洞附近坡面岩体,邻近溶洞的坡面位置变形很大,且上溶洞比下溶洞明显;当接近超载时,首先失稳的是溶洞围岩位置,最后导致边坡整体坍塌破坏。