基于不同模型的基坑开挖过程力学响应研究

基坑工程开挖力学响应数值模拟结果的可靠性,依赖于选择合适的本构模型。为深入分析各常见本构模型在软土基坑开挖力学响应数值模拟中的适用性,减少因为本构模型选择带来的模拟误差,本文拟以武汉地区的一大型软土基坑工程为例,利用FLAC3D开展该基坑工程的开挖支护过程仿真模拟,基于基坑土体变形与基坑支护结构变形等来对比分析摩尔库伦模型、修正剑桥模型以及Cysoil模型在软土基坑工程开挖力学响应模拟中的异同和适用性。研究结果表明,对于武汉地区的软土基坑工程开挖力学响应分析,修正剑桥模型为最佳本构模型。该研究成果可为软土基坑工程开挖力学响应数值仿真的本构模型选择提供有益的借鉴。     

明挖地铁车站基坑与既有盾构隧道复合变形的有限元数值模拟

针对北京地铁五号线地铁车站基坑施工条件下既有盾构隧道的复合变形问题,基于ANSYS,结合场地的水文地质和工程地质条件,按照不同的工况建立了三维数值模型,并进行了施工过程的模拟.通过对结果的对比和分析,揭示了在不同施工状态下,基坑周围土体、支护结构及既有盾构隧道之间相互作用的过程和机理,以及由此引起的围岩变形的分布与变化规律.     

基于微观力学分析的散粒体静力液化本构模型

针对散粒体的静力液化特性,在散粒体颗粒运动微观力学分析的基础上,在临界状态土力学框架内建立了一个简单的静力液化弹塑性本构模型.模型屈服函数和和硬化规律根据Chang提出的砂土微观力学模型,通过积分粒间接触力为宏观的应力不变量而建立,考虑了与材料状态相关的剪胀性和初始密度对散粒体应力-应变关系的影响,并采用非相关联的流动法则.模型参数简单且有较明确物理意义,可以通过室内三轴试验确定.模型的数值结果与Toyoura砂以及砂-粉混合土的三轴不排水剪切试验的应力-应变曲线和应力路径吻合较好.     

电场作用下液液系统中液滴变形的计算模型

基于单元变形的思路,由单元守恒方程出发,建立电场中液滴变形的数值计算模型. 在此基础上,将该模型与偶极模型相耦合,提出液滴聚结的计算方法. 由所建模型及计算方法,编制数值计算程序对几种参数下液滴的变形及聚结进行模拟计算. 结果表明,所建模型对液滴变形的预测与实验结果相符较好,对液滴聚结过程的模拟与实验结果大致相符,预测的聚结时间稍低于实验值. 如果进一步提高单元阻力的模化精度及单元离散精度,所建模型会有较好的适用性. 所建模型可实现对液滴的扁平形变形的预测. 研究结果对液滴电变形的理论分析及数值模拟具有一定的借鉴意义.     

开孔Q460高强钢板在低周疲劳加载下的力学性能试验研究

为探讨单调拉伸及低周疲劳荷载下开孔Q460高强钢板的力学性能,对33个开孔材性试件进行试验测试,通过分析试件的应力–应变曲线、骨架曲线和耗能能力对比图,探讨了试件设计尺寸、开孔数量及加载模式等因素对开孔材性试件的强度、刚度、延性和耗能能力等力学性能的影响规律.在此基础上,使用ANSYS有限元分析软件建立了疲劳加载作用下...     

复合加载模式下海上风机圆形浅基础亚塑性宏单元模型

海上风机基础不但承受着上部结构传来的竖向荷载、风浪等引起的水平荷载与弯矩,还承受着叶片等旋转机构传来的扭矩。基于亚塑性本构理论框架,引入相应的圆形浅基础广义屈服面函数及塑性势函数,构建了一个六自由度复合加载模式下砂土地基上海上风机基础宏单元模型。为了能够合理描述循环加载条件下基础的宏观力学响应,该模型将等效粒间应变概念引入到广义力与其对应位移关系中。通过对已有模型试验结果的数值模拟,在一定程度上验证了提出的宏单元模型的合理性。     

往复荷载作用下圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件力学性能的有限元分析

目的 分析往复荷载作用下圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件的滞回性能和抗震性能,考察不同参数对其抗震性能的影响规律.方法 利用数值分析方法,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对往复荷载作用下的圆钢管煤矸石混凝土纯弯构件进行计算机模拟分析,通过选取单元、划分网格、设定接触等一系列建模过程,对纯弯构件的荷载-变形关系进行计算.结果 计算得到的滞回曲线呈饱满的纺锤形,无明显的下降段,表现出了良好的耗能性能和延性,说明核心煤矸石混凝土与圆钢管协同互补、共同工作,保证了材料性能的充分发挥,抗震性能良好.结论 含钢率对纯弯构件的承载力和抗震性能影响较大,随着含钢率的增大,构件的承载力和抗震性能有明显的提高.     

盾构隧道管片接头在内爆炸作用下的动力反应

为了研究盾构隧道管片接头在内爆炸作用下的动力反应特点,基于显式动力分析软件LS-DYNA程序,以典型地铁区间盾构隧道为例,建立了考虑管片-管片、管片-螺栓及管片与周围土体界面接触效应的三维计算模型,研究了盾构隧道在内爆炸冲击荷载作用下的破坏机理,揭示了管片和连接螺栓的破坏特征。计算结果表明,提高连接螺栓强度和延性可改善盾构隧道的抗爆特性。     

三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥成桥阶段活载模型试验研究

为研究三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥在成桥阶段活荷载作用下的结构受力性能,依据相似理论,制作了1∶20的全桥缩尺模型。利用模型试验研究了该体系桥在对称与非对称荷载作用下的结构力学特性,对加劲梁、吊杆、拉索、主塔与副塔的力学行为进行了分析。结果表明:在成桥阶段活载作用下,模型桥对称性较好、刚度较大、抗弯扭性能较好;模型桥能较准确地反映实桥的受力特性,所测得的试验数据,已成功用于指导实桥设计;理论计算值和实桥换算值与试验实测值吻合较好;模型桥及实桥均满足规范要求,该体系桥梁在使用阶段安全可靠。     

在径向和横向荷载作用下均匀圆板极限荷载的近似解

本文应用加权余量法中的子域法和配点法,求出了均匀圆板在径向和横向均布荷裁作用下的极限荷载的近似解。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力一应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明：模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

一种三圆弧逼近方法

提出了以R1、（R1＋R2）／2、R2为半径的三圆弧逼近方法，详细分析并估计了三圆弧逼近的误差，并给出了一个数值例子来验证此方法的可行性。     

空爆作用下复合材料加固圆拱动力响应数值模拟

采用分离式钢筋混凝土模型建模,利用LS-DYNA有限元计算软件,对空爆条件下复合材料加固圆拱的动力响应进行了数值分析。结果表明,内贴复合材料加固后,结构的抗爆性能得到增强;加固层数对拱结构抗爆性能影响不显著;CFRP的整体加固效果优于GFRP。     

单调荷载下开洞短肢剪力墙力学性能的有限元分析

为了研究开洞口对L形截面短肢剪力墙力学性能的影响,在短肢剪力墙的截面尺寸和配筋率保持不变的情况下,运用ANSYS有限元软件,对不同开洞率的短肢剪力墙的力学性能进行研究,分析短肢剪力墙的承载力和屈服位移。模拟结果表明,短肢剪力墙的承载能力随着短肢剪力墙开洞率的增加而降低,短肢剪力墙腹板底部以及开洞处是试件最薄弱的部位,开洞会降低短肢剪力墙的单调荷载下的力学性能,短肢剪力墙开洞直径不宜过大。