深基坑围护结构平面非线性有限元分析

对深基坑工程拉锚式围护结构建立了非线性有限元分析模型 ,采用直梁单元模拟围护桩 ,围护桩与土体之间的接触面用带转动自由度的Goodman接触单元模拟 ,并将层状土体视为横向各向同性材料。通过某深基坑工程的计算结果与实测结果的对比分析 ,证明提出的分析方法是合理的     

软弱夹层对深部地下洞室围岩损伤模式的影响

软弱夹层等不良结构面对深部地下洞室的围岩稳定有着重要影响,应用有限元数值分析系统RFPA对软弱夹层影响下的深部地下洞室围岩损伤演化过程进行了模拟分析,重点研究了软弱夹层的展布位置、地应力大小对洞室围岩损伤区模式的影响.分析表明,有软弱夹层时,地下洞室开挖后围岩应力分布恶化,围岩应力扰动范围增大、相应的损伤区范围增大;地应力越大时,侧压系数的大小更多地主导着洞室围岩的损伤模式.研究成果可望对深部地下洞室选址及施工设计有借鉴意义.     

夹有软弱土层的层状场地对入射SH 波的响应分析

采用横观各向同性层状弹性体模型模拟半空间上部的层状场地,根据在ＳＨ波入射时这种场地的动力刚度矩阵及基岩输入运动场地响应的计算公式,对夹有软弱土层的层状场地的响应进行了计算,计算结果表明,夹有软弱土层的层状场地与一般的层状场地的频谱特性有明显的区别,但并非总是减小场地的响应,在某些频率处其响应甚至要超过后者,这一点应引起注意。     

单一连续墙的平面非线性有限元分析

单一连续墙是目前广州地铁工程中大力推荐的一种基坑围护结构,与圆形人工挖孔桩作围护结构相比,它具有许多结构上的优点。采用了带转动自由度的Goodman单元,对其进行平面非线性有限元模拟计算,以广州地铁二宫站单一连续墙车站基坑为例,分析了该围护结构的水平位移和弯矩分布及周围土体的沉降、塑性区和应力分布情况等,并与实测值进行对比,结果表明计算值与实测值吻合很好,说明该模型是合理的。     

陡倾角层状岩体中地下厂房洞室围岩稳定性分析

采用三维非线性有限元对具有陡倾角层状岩体的琅琊山抽水蓄能电站地下厂房洞室群围岩稳定性进行了分析论证.通过对多种方案计算和比较,论证了大型洞室参数、支护形式优化、支护参数优化以及施工开挖方式的合理性,为工程设计提供了可靠的设计依据.     

地基内包含软弱夹层的复合滑动面稳定非线性有限元分析

极限平衡理论用于计算土坡稳定分析问题时的一个局限便是对较复杂的土层及土工结构计算较困难。对于边坡地基深度不大的范围内存在软弱夹层时，滑动面是由多段圆弧和一段软弱夹层直线组成的复合滑动面。本文运用非线性有限元的方法进行了复合滑动面滑坡分析，并得出了一些能指导边坡治理的结论。     

含软弱夹层隧道围岩变形特性与加固参数设计方法

对太焦铁路五谷山1#隧道进行现场监测,分析含软弱夹层隧道围岩变形特征.将多断面上的围岩及支护结构力学响应结果的平均值和标准差转化为二维平面上与原点的ECULID距离作为评价指标,利用正交试验分析加固参数对围岩及支护结构力学响应的影响,并以模糊决策理论为基础,将各组试验结果与多评价指标的全局最优值之间的ECULID距离作...     

软弱夹层分布部位对洞室稳定性影响研究

应用奥地利大型岩土工程有限元分析系统FINAL研究了软弱夹层分布部位(拱顶、拱肩、边墙)对地下洞室围岩稳定性以及喷锚支护结构受力性状的影响。数值试验研究采用FINAL中独有的模拟接触面的COJO单元,该单元能够准确地反映软弱夹层在地下洞室开挖过程中的力学特性;数值试验成果对地下洞室的选址、支护结构的设计以及施工设计等具有广泛的借鉴意义与指导作用。     

夹层橡胶垫耗能剪力墙非线性有限元分析

为了研究在单调及往复荷载作用下夹层橡胶垫耗能低剪力墙结构的非线性性能,本文建立了添加夹层橡胶垫的耗能低剪力墙结构与非耗能低剪力墙结构有限元分析模型,分别对两种结构进行了有限元数值模拟计算,并对破坏形态、承载力情况、变形性能进行了详细的对比分析。分析结果表明,夹层橡胶垫耗能低剪力墙的延性显著增强。     

含软弱夹层顺层边坡临界破坏范围分析

顺层边坡是工程中较为常见且难以治理的边坡,其临界破坏范围的确定一直是工程设计中的难点问题.本文针对某高速公路含软弱夹层顺层岩质边坡,采用二维及三维有限元方法对其临界破坏范围进行了研究,给出了2种临界破坏范围的确定方法,即开挖变形区分析法和底滑面塑性区分析法.结果表明:软弱夹层的存在对于顺层边坡的临界破坏范围有较大影响,...     

考虑层状岩体强度异向性的地下洞室平面有限元分析

由于层状岩体在平行和垂直层面的方向上具有不同的强度特性，故进行非线性分析时必须考虑岩体强度的异向性。据此，笔者研制了一个可以处理层状岩体强度异向性的弹塑性及无拉分析的平面有限元程序，并举例进行了计算和结果分析，得到了一些有益的认识。     

复合型土钉墙的非线性有限元分析

复合型土钉墙是近年来在沿海软土地区出现的一种新型基坑围护结构 ,已得到广泛应用。建立并采用了带转动自由度的Goodman单元 ,对其进行的非线性有限元分析 ,通过与工程实例的对比检验了这一方法的合理性。     

基于应变非线性软化的衬砌压力隧洞弹塑性解析解

基于岩体应变非线性软化本构模型,考虑中间主应力的影响,对等压荷载作用下的衬砌压力隧洞进行弹塑性分析。将围岩划分为裂缝区、塑性区、弹性区,推导出了围岩裂缝区、塑性区、弹性区及衬砌内任一点的应力和位移解析计算公式,并得到了使衬砌边缘岩体开始产生塑性变形的临界内压力。所得到的解与基于理想弹塑性体的Kaster’s解相比,更接近实际隧洞围岩受力变形情况。     

裂隙岩体的热-水-应力耦合模型及二维有限元分析

尝试将Barton-Bandis模型和Oda的裂隙张量理论结合起来应用于饱和-非饱和裂隙岩体中热-水-应力耦合过程的计算分析,研制了相应的二维有限元程序,并列举算例比较了无、有多组裂隙岩体中的应力场、渗流场和温度场的分布及变化情况。由此看到:由于不连续面的存在减弱了母岩的刚度和增大了其透水能力,使得裂隙岩体中的应力集中程度降低和渗流速度提高,从而热源产生的热量可较快地被水流传输到周围区域中去,岩体中的温度和负孔隙水压力量值也相对较低。     

层状裂隙岩体稳定性分析的主要问题

结合小浪底地下厂房及江阴大桥等国家重点工程的岩体稳定性研究 ,对层状裂隙岩体稳定分析中的地质模型、计算参数及计算方法等主要问题作了探讨。提出了建立概化地质模型及计算参数的多种方法综合取值 ,并采用考虑结构面变形的非线性有限元分析方法等 ,计算结果与施工监测成果基本吻合。     

Stability analysis of block in the surrounding rock mass of a large underground excavation

Keyblock has been received a lot of attention in underground engineering because it loses its stability first after excavation. Block theory originally proposed by Shi could not build the geometric characteristics of keyblock and explain how to determine the precise locations of keyblock. Therefore, the Unwedge program based on keyblock theory could not predict complicated polyhedral block except tetrahedral block and determine its precise location. In this paper, the stability of keyblock of a large underground excavation is analyzed in detail. First, the Unwedge program (Ver.2.35) is used to identify possible keyblocks and some limitations are discussed. Then many kinds of geometric models of polyhedral keyblock are built, a new computer program is developed to search keyblocks and determine their precise locations, comprehensively considering the action of gravity and dynamic loadings. Finally, the results of two methods are compared and the differences are analyzed.     

气液二相非饱和岩体热–水–应力耦合模型及二维有限元分析

针对高放射性核废料地质处置中水及水蒸汽二相共存的非饱和孔隙岩体,根据相关的理论,推导了应力平衡方程、流体连续性方程及能量守恒方程,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,初步开发出了相应的分析热–水–应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序。通过一个核废料处置概念库的计算认识到:高放废物地质处置后的几十年内,缓冲层中的温度及液相饱和度均上升,同时该区域内要出现明显的应力、孔隙水压力、温度、液相饱和度和气相饱和度的集中现象。     

饱和软土场地中地下结构非线性地震响应分析的一个FEM-IBEM耦合方法

基于Biot孔隙介质理论,提出了饱和软土场地中地下结构非线性地震响应分析的一个有限元–间接边界元(FEM-IBEM)耦合方法。方法考虑了饱和土骨架与孔隙水的动力耦合作用及饱和土–结构动力相互作用,并通过等效线性化方法考虑土体的非线性。该耦合方法的特点之一是有限元子域和间接边界元子域相互独立,非常适合并行计算,提高计算效率;特点之二是能够同时考虑有限元子域(近场)和间接边界元子域(远场)的土体非线性。通过与文献结果对比,验证了FEM–IBEM耦合方法的正确性和计算精度。以天津滨海地区一典型深厚饱和软土场地中两层双跨地铁车站为例,计算了地铁车站结构的地震内力和变形,并比较了饱和土体线性和非线性情况下地铁车站地震响应的差别,和饱和土体模型和单相土体模型情况下地铁车站地震响应的差别。研究表明:土体非线性对地铁车站结构的地震内力和变形具有显著影响;饱和土骨架和孔隙水的动力耦合作用对地铁车站结构地震内力和变形也有明显影响。     

方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析

以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。     

北京奥运会老山自行车馆屋盖节点数值分析

北京奥运会老山自行车馆的屋顶采用了双层球面网壳结构,柱脚及柱顶分别采用了铸钢球铰支座和圆钢管相贯节点。本文介绍了铸钢球铰支座的构造形式,采用四面体单元、接触单元对及子模型分别模拟了铸钢球铰支座的实体模型、接触模型及螺纹连接问题,分析了不同荷载工况下的应力分布特点;介绍了圆钢管相贯节点的构造,分别采用四边形板壳元及四面体单元模拟了圆钢管相贯节点的实体模型,比较了节点有无加劲肋及垫板时节点刚度的变化情况。通过分析可以看出,铸钢球铰支座构造简单,具有一定的转动能力,能够传递拉力和压力,适用于铰接柱脚节点;垫板和加劲肋的存在提高了圆钢管相贯节点的承载力,改变了节点的破坏形式,增大了节点刚度。