基于ＨＥＣ－ＲＡＳ模型的青海省玉树县巴塘河流域洪水模拟分析

青海玉树县地形起伏变化较大,具有明显的空间变异性,但传统的数值求解模型适用于近似一维的匀速正常水流,具有一定的局限性。因此,采用ＨＥＣ－ＲＡＳ模型,结合ＡｒｃＧＩＳ平台下的ＨＥＣ－Ｇｅｏ ＲＡＳ模块,建立二维流和非稳定流模型,对１９８１年至１９８２年青海省玉树县巴塘河流域的洪水进行模拟,并与实测数据进行对比分析。模拟结果表明:模拟的流量数据与观测数据变化趋势整体一致,且１９８１年和１９８２年的模拟流量峰值均出现在７月,与实测结果一致。对所建立ＨＥＣ－ＲＡＳ模型进行模拟精度评价,结果表明纳什效率系数和确定性系数均大于０．８,该模型可用于青海省玉树县巴塘河流域洪水的演进模拟分析。     

基于ＳＷＡＴ模型的汉江流域径流模拟

为建立可靠的水文水动力耦合模型,首先探讨水文模型在汉江流域的适用效果。以汉江流域汉中水文站以上区域为研究范围,以中国大气同化数据集（ＣＭＡＤＳＶ１．０）为气象驱动,建立分布式水文模型,并以水文站实测日径流资料进行参数的率定及验证。结果表明:模拟结果与实测值吻合较好,日径流模拟在校准期（２０１０年—２０１３年）纳什效率系数和决定系数达到了０．７７和０．７８,在验证期（２０１４年—２０１７年）纳什效率系数和决定系数分别为０．７４和０．７５,表明ＳＷＡＴ模型在该地区有良好的适用性。     

软土地基大型船坞深基坑数值分析

根据位于福建沿海软土地区的某大型船坞基坑工程的设计与施工过程,利用ＰＬＡＸＩＳ3Ｄ有限元 软件建立相似度较高的三维模型,采用其中的ＨＳ－Ｓｍａｌｌ模型模拟土体,分析了不同施工步骤现行方案 下基坑整体与支护结构的变形及受力特性,并且对影响基坑整体与支护结构的变形及受力特性的各因 素进行分析,为了达到最好的效果,这些研究都是很有必要的。通过数值模拟计算结果明确其变化趋 势,最后参考工程造价角度得出有效结论,给出合理的建议。根据计算结果可知,关于此船坞基坑的方 案设计存在着可进一步优化的空间。为本船坞以及类似基坑工程的设计与施工提供有益参考。     

边坡软式透水管在不同淤塞度下的排水效应数值模拟

通过结合实际室内边坡试验成果,借助ＰＬＡＸＩＳ３Ｄ有限元软件建立边坡三维渗流模型,对软式透水管在不同淤塞程度的工况下的排水效应及其对边坡渗流场的影响展开研究。研究结果表明:边坡位移量从坡体内部逐渐向坡面发展演化,在透水管上方的坡面处位移变形量最大;渗流量随着软式透水管累积透水面积的增长而逐渐增加,透水管出水口处的流量最大,随透水管淤塞程度的增加,透水管的导水能力逐渐降低,即边坡坡体与透水管的总渗流量逐渐减少;透水管在较小程度的淤塞情况下仍可发挥部分排水功能,边坡渗流场的地下水位与孔隙水压力值有效降低,不会使坡体产生较大变形量。     

ＨＥＣ－ＲＡＳ在唐家山洪水演进中的应用研究

采用ＧＩＳ地理信息技术和ＨＥＣ－ＲＡＳ洪水演进模块,快速提取洪水下游河道和所受威胁地区的 地理信息,并导入到ＨＥＣ－ＲＡＳ软件中进行洪水演进模型计算。结果表明:利用一维模型对于唐家山下 游15．0ｋｍ范围内进行计算,整个河道的流速在4ｍ／ｓ～13ｍ／ｓ范围;下游6．7ｋｍ处的西羌上街受到洪 水的影响,并且在唐家山堰塞湖发生溃决后,于12．4ｍｉｎ到达西羌上街;洪水演进到下游15．0ｋｍ处需要 30ｍｉｎ,利用洪水时间历程曲线,可以对于下游灾民的撤离时间提供依据。     

钢骨超高强混凝土框架结构恢复力模型研究

鉴于目前缺乏钢骨超高强混凝土（ＳＲＵＨＳＣ）框架结构的恢复力计算模型,基于ＳＲＵＨＳＣ框架结构低周反复加载试验结果,提出了考虑加载循环退化效应的ＳＲＵＨＳＣ框架结构恢复力模型,运用ＭＡＴ- ＬＡＢ编写了相应的计算程序。通过对比Ｐ－Δ滞回环以及等效黏滞阻尼系数ｈｅｑ、耗能比ζ、功比指数Ｉｗ三个抗震耗能参数的模拟值与试验值,结果表明,滞回环及各参数的吻合度均较好,该恢复力模型可较为准确地反映ＳＲＵＨＳＣ框架结构的主要受力特征,可为ＳＲＵＨＳＣ框架结构的抗震性能研究提供一定的理论依据。     

ＢＩＭ技术在溢流表孔坝段的研究及应用

为提高溢流表孔坝段ＢＩＭ设计的参数化和自动化程度,提高ＢＩＭ属性与计算分析的集成度,达到提质增效的目标,利用ＣＡＴＩＡ平台的参数化技术和知识工程二次开发技术,研究溢流表孔按坝高分类的系列参数化模型库,配置常用堰头曲线及消能类型的参数化几何选型,满足对几何造型的需要。将常用水力学工程计算分析与ＢＩＭ数据深度集成,实现“一模多用”。经工程案例验证,该技术可快速完成溢流表孔泄洪布置方案比选,得到技术可行、经济合理的泄洪规模方案,其设计效率相比传统的二维设计手段有明显提高。     

某高层建筑上下部共同作用数值分析结果探讨

探讨采用不同土体本构模型对高层建筑考虑上下部结构共同作用的受力与变形产生的影响。以一桩筏基础高层建筑为例,采用ＤＩＡＮＡ有限元软件建立了整体三维模型,地基土分别采用传统的Ｍｏ-ｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型及硬化土ＨＳ和硬化土小应变刚度ＨＳＳ两种土的高等本构模型进行了基础及上部结构在自重荷载下的共同作用对比分析。结果显示:采用ＨＳ或ＨＳＳ模型相较Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型,筏板差异沉降较小,致使上部框架柱底轴力出现“中柱卸荷,边柱加荷”的效应不如后者明显;三种模型下框架梁的弯矩在每跨相交处均发生突变,反映了考虑共同作用后,基础的沉降特别是不均匀沉降对上部结构梁和柱的内力分布的影响;筏板和地表的沉降均呈现中间大外面小的碟形分布;Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ模型因难以准确描述土的应力－应变关系,其数值计算结果与实际会存在较大偏差,而ＨＳＳ和ＨＳ模型具有较高的定量计算精度,在上部结构－基础－地基土共同作用的数值分析中具有良好的应用前景。     

定常风作用下太湖波浪场数值模拟

太湖的水环境治理一直是我国水污染防治领域里的重要课题,湖泊的波浪条件影响湖区富营 养化过程,因此掌握太湖波浪条件对治理太湖水环境十分重要。应用ＭＩＫＥ21ＳＷ模型对不同风向、不 同风速条件下太湖波浪场进行数值模拟,并选取不同位置的采样点,根据规范公式计算各采样点在相同 风况下的波浪要素,将规范公式计算的波浪要素和模型计算结果进行比较,结果表明ＭＩＫＥ21ＳＷ模型 可以很好的模拟太湖在定常风作用下波浪的生长和传播,可以将ＳＷ模型应用于湖泊波浪数值模拟。     

加筋路基动力特性的数值模拟研究

基于前期的室内动三轴试验结果,采用ＦＬＡＣ3Ｄ有限差分软件,通过建立轨道与路基的三维实体 模型,探讨列车荷载作用下路基在不同的动应力幅值、格栅埋置深度、加筋层数时的应力、变形规律,为 轨道路基的优化设计和力学参数的选取提供参考依据。研究结果显示:随着动应力幅值的增大,路基表 面应力呈马鞍形分布的状态愈加明显,最大压应力位于地基深处,且在三种动应力幅值下均没有明显变 化,说明动应力沿路基深度的衰减规律受车速的影响较小。路基的竖向应力随格栅埋置深度的增加出 现了先减小再增大的趋势,这说明在路基内铺设格栅的位置宜选择在路基顶部或中下部,土工格栅的铺 设加速了路基动应力的衰减,具有一定的减振作用,从而改善了路基结构动力响应特征,增强了路基的 抗振性能。     

单排斜直交替桩在软土基坑支护中的模拟研究

为了研究斜直交替桩在软土基坑支护中的工作性状,以天津某软土基坑为研究对象,借助有限 元差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ,建立三种倾斜角度的单排斜直交替桩基坑支护模型。分析了斜直交替桩位移及地 表沉降随倾斜角度的变化规律。结果表明:同等条件下,斜直交替桩的抗倾覆能力优于单排直桩;随着 倾斜角度的增加,桩身最大水平位移和基坑地表沉降均逐渐减小。为进一步研究和设计斜桩支护提供 了一定的参考依据。     

二维数学模型在基坑降排水施工中的适用性

以实际工程为例,研究了二维数值分析方法在复杂地质结构条件下基坑降排水施工中的适用性。结果表明,二维数值方法适用于井底为透水层且透水层厚度较大、井点间距较小的情况。在井底为不透水层或透水层厚度较小的情况下,所得结果与三维计算结果差异较大。所得结论可为数值分析方法在降排水工程中的应用提供参考。     

基坑开挖对周围岩土体竖向位移影响的数值模拟研究

为了检测基坑开挖是否成功,结合实际基坑工程,采用MIDAS GTS数值模拟技术,分别对每次开挖后基坑周围岩土体的竖向位移进行研究。研究结果表明,基坑前三次开挖竖向位移较小,说明前三次开挖是成功的;第四次开挖因遇到地下水,导致竖向位移增加,但位移均控制在合理范围内,说明第四次基坑开挖的排水达到理想的效果;第五次开挖后,竖向位移同样控制在合理范围内,说明此次基坑开挖没有对周围岩土体的竖向位移造成不良影响。以上研究方法可为类似的基坑工程提供参考。     

基坑不同支护结构的数值模拟分析

随着经济的发展,基坑工程得到广泛的应用。为研究不同支护结构对基坑的支护效果,为类似工程设计施工提供指导及参考,运用三维有限差分软件FLAC3D对基坑施工过程进行数值模拟,对开挖过程中岩土体变形特征其时效变化规律进行分析。在此基础上修改模型,对不同支护结构在基坑开挖支护过程中所起的作用进行研究。结果表明,锚杆及小导管注浆对抑制基坑上部变形、防止基坑发生上部垮塌有非常明显的作用,喷混凝土护壁对抑制基坑中部变形、防止基坑发生鼓胀破坏有良好的支护效果。     

上海某人行地道基坑工程监测及数值模拟研究

根据现场监测数据系统研究了人行地道基坑施工过程中围护结构的侧向位移规律,并用岩土工程专业有限元软件对基坑开挖过程进行了模拟,将得出的侧向变形与实测侧向变形进行对比分析,重点研究了基坑开挖不同深度侧向位移的变化规律以及底板和顶板对围护结构侧向变形的影响。结果表明：围护结构水平位移呈“中间大、两端小”的特征,随着开挖的不断加深,围护结构侧向位移的最大值位置也不断向下移动;底板和顶板的浇筑有效的控制了围护结构的变形;有限元软件计算结果与实测数据取得了较好的一致性,可有效的预测基坑工程围护结构的变形,为类似工程的设计与施工提供参考。     

大型基坑开挖施工数值模拟分析

大型基坑工程区域一般地质情况复杂,基坑施工安全面临诸多不确定因素,有一定的施工风险。利用有限元对基坑开挖过程进行模拟分析,依据预测结果确定施工预案,及时采取相应措施,确保基坑开挖和基坑结构的安全。以南京市长江第四大桥南锚碇基础工程为例,采用通用有限元软件Midas-GTS对工程进行了三维建模,分析了施工中地连墙和中隔墙的变形和应力。结果表明：支护体系的内力在可承受的范围内;支护体系在施工阶段的最大变形约4.1 mm,属于很低的水平;锚碇南北两侧土层的差异对体系的变形、内力影响不大。为大型基坑开挖施工的研究与应用提供了技术手段和参考资料。     

双排钢板桩在高边坡基坑支护中的数值分析

九曲河备用水源地达标建设工程肖梁河闸选用双排U型钢板桩进行基坑开挖时支护,保证河坡稳定。用Ansys数值模拟计算了管桩施工及开挖过程中边坡的应力应变,对基坑开挖的安全性和工艺的适用性进行了初步探讨。     

下穿高铁桥段箱涵基坑支护数值模拟与分析

佟李干渠穿商合杭高铁箱涵基坑开挖采用地下连续墙进行支护,利用ABAQUS软件对支护结构进行数值模拟分析,计算结果满足相关规范要求,设计方案基本可行。     

某灌区改造工程闸门基坑开挖施工数值模拟研究

此次工程主要内容为对巴依托海渠、包孜渠、库逊渠、东干渠节水进行改造工程。为了保证灌区提升改造闸门基坑开挖施工的顺利进行,模拟基坑开挖位移和沉降过程。采用MIDAS GTS数值模拟技术还原整个施工过程,通过总体位移和沉降位移对基坑的排水效果和支护措施进行评估,结果表明,整个开挖过程施工、排水和支护控制得较好,达到了理想的基坑开挖效果。