地下洞室群开挖的弹塑性有限元计算

探讨了弹塑性有限元的基本理论,并且提出了地下洞室开挖问题的核心问题之一——开挖释放荷载的计算方法,最后基于弹塑性有限元理论对一水电站厂房地下洞室群工程进行了弹塑性计算,计算结果显示该文从理论到计算方法正确可靠,对实际工程有指导意义。     

电站厂房地下洞室开挖围岩稳定分析

针对地下厂房洞室开挖的围岩稳定性问题,通过建立包括原导流洞、主副厂房、尾水洞、厂房周围岩体、断层及主要软弱夹层的三维有限元模型,采用非线性有限元分析方法,模拟了洞室的分层开挖过程,分析评价了洞室开挖后围岩的稳定性。     

地应力对采动裂隙岩体渗流特性影响的研究

岩体总是赋存于一定的渗流场和应力场中的,在裂隙岩体中开挖洞室将打破最初的平衡状态 , 引起渗流场和应力场发生变化,因此研究地应力场对渗流场的影响具有重要的意义。采用 UDEC 程序 , 利用数值试验的方法 , 研究了块体边界尺寸以及初始地应力对在节理裂隙岩体中开挖洞室引起隧洞内涌水量变化的影响。结果表明,随着块体边界尺寸和初始应力比的增加,开挖后隧洞内的涌水量均减小。     

隧洞中软质岩石收敛变形与量测分析

软弱岩石在地下洞室开挖中会经常遇到，其变形量的大小，直接影响着洞室的稳定与安全。以昌马水库发电洞内收敛变形量测为例，对软弱岩石的收敛变形进行分析探讨。     

大型地下洞室开挖支护弹塑性损伤有限元分析

应用弹塑性损伤有限元理论,采用增量荷载变刚度迭代法,对地下厂房洞室群的稳定性进行三维数值模拟,以判定地下厂房洞室群布置、施工开挖顺序、围岩支护参数的合理性。模拟计算结果表明:围岩的破坏区基本限制在洞周2~6 m范围内,洞周位移为2~5 cm,围岩应力分布较均匀,整体稳定状态较好,说明采用的开挖方式和锚固支护参数基本是合理。但在洞室交岔口和断层穿过的部位,锚杆应力和洞周位移偏大,在断层处局部破坏范围也较大,这些部位的稳定条件稍差,在施工中可增加一些随机锚杆和锚索进行支护。通过施工过程中监测数据与计算结果的对比分析,验证了三维弹塑性损伤力有限元计算的正确性。     

小浪底工程地应力测试及其特征分析

 通过多种测试手段获得了小浪底工程左岸山体的地应力测试成果。成果表明小浪底工程厂坝区的地应力是以岩体自重应力为主、地质构造作用为次，并受到断裂构造制约的初始地应力场。研究同时表明实测地应力成果反映了小浪底工程的真实情况，在小浪底工程地下厂房、洞室设计及围岩稳定分析和高边坡稳定分析中发挥了重大作用。     

三维初始地应力场反演与工程应用

初始地应力是大型地下洞室群设计与施工所要考虑的重要因素之一,根据实测地应力资料,采取三维有限元回归分析方法,能充分考虑岩体自重与构造应力的影响,利用多元线性回归原理,可得到计算区域的初始地应力场.基于实测地应力资料,对某水电站引水发电系统区的初始应力场进行了回归分析,结果表明,计算结果与实测值吻合较好,验证了地下洞室群初始布置方案的可行性,并进一步为洞室围岩稳定性分析和施工提供了资料.     

惠州抽水蓄能电站地下洞室开挖支护方案的有限元分析

为了既安全又经济地选择惠州抽水蓄能电站地下厂房的支护方案，对地下洞室开挖过程进行三维有限元分析，并根据计算结果选择支护方案，再对支护方案进行综合方案比较分析，研究了喷混凝土、锚杆等支护措施对围岩的加固作用，得出对设计及后续施工有指导意义的有益结论。     

基于极限平衡法和有限元法的岩质高边坡稳定性分析

以某水电站右岸坝肩开挖岩质高边坡为例,利用极限平衡方法和二维有限元方法对该边坡在天然工况、开挖工况和加固工况的抗滑稳定性进行了数值模拟及对比计算分析。结果表明简布法和条分法的计算结果与有限元的计算结果较为接近,通过有限元强度折减法计算的安全系数小于极限平衡方法计算的安全系数,极限平衡方法搜索的滑动面是一个圆弧,有限元计算得到的是一条滑动带,极限平衡法搜索的滑带相对较小,在有限元计算的滑带之内。     

钢-混凝土组合节点的有限元应力分析

近几十年来,钢-混凝土组合结构在土木工程的高层和超高层建筑中得到广泛应用。在工程设计中采用的节点形式多种多样,且各有其不同的特性。在框架设计时,大都假设为刚接或铰接节点,因而节点的受力特性有一定的差异。在一定荷载条件下,利用ANSYS有限元分析软件对加强环式组合梁-钢管混凝土柱节点进行了模拟分析。其主要结论为：①组合梁-钢管混凝土柱节点在梁下翼缘与加强环交界边缘处最早出现受压屈服区,随后向梁下翼缘、腹板扩散,此处应力变化显著;②混凝土柱基本处于受压状态;③节点区钢筋受力明显,并沿翼板宽度减少。     

混凝土拱坝应力分析的有限元方法探讨

混凝土材料的力学性质非常复杂,目前还难以用精确的本构关系来描述。近年来常用线弹性及弹塑性理论分析混凝土拱坝的应力。由于在拱坝近基础部位存在明显的应力集中,这对有限元法计算结果的评价带来了困难,成为有限元法应用于拱坝应力计算的“瓶颈”。为了明确应力集中部位的真实应力水平,文章另辟蹊径,以大型分析软件ANSYS为平台,针对同一个模型,在相同的荷载作用下,分别采用混凝土单轴强度准则（线性有限元法）和混凝土多参数强度准则（非线性有限元法）进行计算。主要研究2种方法应力计算结果的差异,在此基础上,以坝体开裂现象为手段研究拱坝近基础部位的应力集中现象。期望将2种计算方法结合起来,从不同角度研究坝体的应力分布和裂缝开展。     

有限元法计算重力坝应力时的控制标准

近二十年多来，我国广泛采用了有限元法进行重力坝坝体庆力分析，但未制定用此法分析时的应力控制标准，使该法计算结果的应用受到限制。本文通过算例与工程实例的分析，初步提出了以坝基面上游部分重直拉应力分布的相对宽度作为用有限元法计算重力坝坝体应力时的控制标准。     

花坪河面板堆石坝应力变形分析

采用三维有限元分析方法,利用通用有限元软件ADINA建立花坪河面板堆石坝三维有限元模型,分析了蓄水期坝体及面板各部分应力、位移分布,同时考察了面板接缝之间的变形特性。计算结果表明:坝体全部处于受压状态,下游坝坡附近存在低压应力区;面板中部主要为受压状态,在两岸岸坡附近为受拉状态;面板发生张拉变形的垂直缝主要集中在两岸,周边缝变形全部为张拉变形。     

有限元内力法求解拱坝等效应力

提出了拱坝等效应力分析的有限元内力法。该法首先按常规方法建立拱坝及地基在外荷载作用下的有限元平衡方程，求解结点位移和单元应力，然后将坝体分解为拱系和梁系，根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力，并进而求解相应截面上的内力(弯矩、轴力、剪力等)和坝体内任一点的等效应力。文中推导了相应的计算公式，并对典型的圆筒拱坝分析了径向网络尺寸对等效应力计算结果的影响，从而说明了该方法的正确性。     

双排桩结构特性及桩体位移有限元计算分析

分析了双排围护桩的工程效应及其结构受力特性,结合工程实例,利用ADINA有限元软件建立了双排围护桩的三维模型,对基坑开挖过程中桩体位移及不同排距情况下的桩体结构变形进行了计算分析。结果表明,桩体位移法计算值与实测值接近,说明模拟效果较好,对于类似工程的优化设计施工具有一定的指导作用。     

自由流线问题有限元分析

在文（７）（８）（９）的基础上，研究自由流线总是有限元解的通用计算方法。将各结点的坐标，代替流函数值，定义为有限元方程的广义坐标，使自由流线 对应于正、逆问题以及空腔流动问题的有限元方程有相同形式。用ａｌｅｒｋｉｎ方法构成关于流速的变分方程解决了弱解求导的困难。给出二种类型的空腔流动及机翼逆问题三个典型算法，表明方法有罗好的适应能力。     

Analysis of Pipe Networks by the Finite Element Method

ABSTRACT

In this paper, the finite element technique used in the analysis and design of water distribution networks will be presented. The method was applied successfully to the solution of three different networks.

In order to demonstrate the feasibility of the approach and to show some merits and demerits of the finite element method, a comparison was made on a digital computer with the standard Hardy Cross method. In all cases the finite element method was shown to provide superior performance.

Moreover, the programmes were run on three different machines [Wang vs 100, Apple IIe, and IBM micro-computer] to show the effect of increasing storage capacity, machine accuracy, and time saving.     

基于增量法的混凝土面板堆石坝应力变形有限元计算

采用基于增量法的非线性有限元分析方法,对某混凝土面板堆石坝坝体及面板在施工期和蓄水期的应力变形特性进行了分析、研究,给出了坝体各部分的应力、位移分布规律。本文的中点增量法具有分级迭代易于收敛、计算精度较高的优点,其计算成果说明此算法是有效的;该计算分析成果可以为实际工程的混凝土面板堆石坝设计、施工提供依据,对其它类似工程也具有一定的参考价值。