有限元强度折减法分析填筑边坡稳定性分析

结合西昌钒钛钢铁新基地边坡工程项目,应用有限元软件ANSYS 10.0,建立三维有限元模型。通过有限元强度折减法对填筑边坡进行静力分析及拟静力分析,得到安全系数。以此来对项目设计及施工进行指导。     

黄河大堤边坡稳定的强度折减法分析

采用有限元强度折减法对黄河大堤边坡稳定问题进行了计算和分析,分别计算了临河堤坡未迎水和河床水位达到堤顶两种工况下的堤坡稳定安全系数,结果表明,第一种工况下安全系数Fs=1.963>1,堤坡安全稳定,第二种工况下安全系数Fs=1.395>1,安全系数有所减小,但堤坡仍然是安全的,由此可知黄河大堤的边坡是安全可靠的。     

基于有限元强度折减法确定某边坡的安全系数

利用非线性有限元分析软件MARC,采用强度折减法确定某边坡的安全系数,将塑性区贯通作为边坡破坏的判据,分析结果表明,此方法可以有效克服传统的缺陷,有较强的实用价值。     

基于强度折减法的深基坑开挖坑底稳定性分析

基于强度折减法,对基坑的稳定性问题进行了分析,讨论了影响基坑稳定性的主要因素,分析表明：利用强度折减有限元方法得到的安全系数要高于传统的极限平衡方法计算得到的坑底稳定安全系数,土体渗透系数、围护结构插入深度等对安全系数均有影响。     

非均质边坡强度折减法折减范围研究

目前强度折减法分析边坡稳定的研究多针对均质简单边坡,而当涉及到非均质边坡时,就存在选择局部区域还是选择所有区域进行强度折减的问题。以FLAC^3D为平台,基于计算收敛性准则利用内嵌FISH语言二次开发了能够自动搜索安全系数的整体强度折减代码和局部强度折减代码;结合特征点位移突变准则利用内嵌FISH语言二次开发了依据位移–折减系数曲线判定边坡安全系数的整体强度折减代码和局部强度折减代码;通过有关算例,验证了自编程序的有效性。在此基础上,针对一个非均质边坡分别按照整体强度折减与局部强度折减进行稳定性数值分析,研究表明,两者所得安全系数并不总是一致,整体强度折减法计算所得安全系数与极限平衡法计算结果较为一致,而局部强度折减法若不能合理选择折减区域则不能正确评价边坡的稳定性。因此,采用强度折减法对非均质边坡进行稳定性分析时,建议对整个模型都进行折减。     

边坡稳定性有限元强度折减法分析

介绍了有限元法的优点,采用有限元强度折减法分析了某一天然边坡的稳定性,指出该法在分析边坡稳定性时考虑了土体材料的变形特性,可以很好地分析边坡的稳定性,得出的安全系数比较符合实际,计算结果比极限平衡法略大。     

基于强度折减法双线隧道支护参数分析

文章结合川藏铁路工程的实际情况,利用强度折减法原理,考虑围岩等级、支护强度级别和支护厚度三个因素对隧道安全系数的影响.计算结果得出在围岩条件较好时,支护对提升隧道安全系数影响有限,在围岩条件一般时,支护对提升隧道安全系数有显著影响,其中支护厚度较支护混凝土等级的影响更为明显.     

基于强度折减法的隧洞稳定性分析

采用强度折减法对单洞及双洞在未施加支护锚杆及施加支护锚杆后的围岩稳定性进行了分析。结果表明:强度折减法可以很直观定量地反映单隧洞或者双隧洞在不加锚杆或者施加锚杆后围岩的稳定安全系数,为隧洞的设计及施工提供借鉴。     

基于强度折减有限元法分析边坡稳定性

针对目前普遍采用传统极限分析法对边坡进行稳定性分析存在不考虑土体内部的应力-应变关系,且无法了解边坡的渐进变形和滑动破坏之间存在何种关系,基于大型通用有限元软件ABAQUS软件,根据强度折减法概念、弹塑性有限元技术原理以及极限平衡原理,提出了一种权衡实用性与精准性的边坡安全系数计算方法。通过对实际工程中的土质边坡稳定性进行了分析,并以场变量的形式将折减系数赋值给ABAQUS,能够利用ABAQUS动态图形显示功能了解边坡塑性区的形成和演化过程。当塑性区从坡脚到坡顶贯通,并且伴随着位移和应变发生突变时,则此时边坡就处于临界破坏状态,取该折减系数的值作为边坡的最小稳定安全系数。结果表明,与传统极限平衡法相比,采用ABAQUS强度有限元法计算的安全系数值略高于前者计算的结果,但差异不大。该方法能够准确预测滑动面位置和精确算出稳定安全系数,适用于工程实践。     

强度折减法在强夯边坡稳定性评价中的应用

基于强度折减原理的有限元法不但满足力的平衡条件,而且考虑了材料的应力应变关系,使得计算结果更加精确合理。文章采用强度折减法对某电厂地基处理中所涉及的髙填方夯填边坡进行了稳定性评价。计算结果表明,该边坡工程安全系数较大,工程设计较为安全。通过与传统极限平衡法结果对比,表明强度折减法用于夯填边坡稳定性分析的适宜性。同时在边坡高度不变的情况下变化坡率进行稳定性分析,结果表明坡率为1:1.5左右时较为合适。     

边坡稳定性分析的物质点强度折减法

采用更新拉格朗日控制方程的物质点法模拟边坡失效过程。基于广义插值物质点法以及弹塑性土体模型,提出了物质点强度折减法,并用于边坡稳定性分析,具体步骤为:划分背景网格,确定物质点;分步加载重力以消除物质点的应力振荡,确定边坡初始应力场;折减强度参数,计算边坡塑性区分布及土体变形,确定安全系数。算例表明,物质点强度折减法与有限元强度折减法计算结果相近。同时,物质点强度折减法可采用坡顶点竖直方向的位移是否突变作为边坡失稳判据。此外,利用物质点强度折减法还发现,在某一折减系数下,即使塑性区贯通,边坡仍然具有一定的稳定性,不会立即发生位移突变,为边坡稳定性分析提供了新的思路。     

超长沉管隧道纵向地震响应频域分析方法

中国目前还没有专门的沉管隧道抗震规范,且以往的地震响应分析方法考虑的因素不够全面,比如通常忽略隧道惯性的影响、不能考虑复杂地基条件、不能考虑沉管底部非一致地震激励以及不能考虑土体动刚度系数和阻尼系数的外部激励频率相关性等。基于此考虑,在借鉴日本水下隧道抗震设计规范所推荐方法(响应位移法)的基础上,利用Winkler地基梁理论和快速Fourier变换技术,建立了动力Winkler地基梁频域分析方法。最后,分别采用响应位移法和本文所提之分析方法对港珠澳大桥海底沉管隧道工程进行了纵向地震响应计算,对两种计算方法作了讨论和评价,并提出了一些对港珠澳沉管隧道工程抗震设计具有参考价值的结论和建议。     

Comparative study on foundation treatment methods of immersed tunnels in China

Based on engineering practices of four typical traffic immersed tunnels built in China, this paper details the features of the four dominant foundation treatment methods for immersed tunnel construction: pile foundation, sand flow foundation, grouting foundation, and gravel bedding foundation. Subsoil stress time-history of different method are specified first, plus a summary of settlement assessment method for foundation quality control. Further, a comprehensive comparison of settlement and cost of these four foundation treatment methods is conducted to highlights the specific merits, disadvantages and conditions encountered in each foundation treatment method, based on real projects information. The findings of this article could henceforth be applied to foundation treatment work in immersed tube tunnel construction.     

砂流法施工致沉管隧道管段竖向位移的试验研究

利用足尺砂流法模型试验模拟了砂流法处理沉管隧道地基施工致使管节竖向位移的全过程，获得了管节模型的相对高程-时程曲线、竖向位移量及砂盘的形态特征。结果表明：模型在试验中先后经历了砂盘正常扩展、缓慢跳动位移、快速平稳位移3个阶段；模型在缓慢跳动位移过程中的位移量、位移速率均较快速平稳位移过程中的要小。模型板的竖向位移使得流缝区域缩小，流槽厚度变薄且密集分布于砂盘顶面（占砂盘顶面积的30%以上）；砂颗粒压积于砂盘顶部形成水平薄层状结构，是模型板竖向位移的直接原因；模型板竖向位移过程明显影响砂盘的半径扩展。工程实践中可适当利用管节的缓慢跳动位移过程减小流缝、流槽厚度，但需采取措施保证砂盘半径在管节产生竖向位移前达到设计值。     

中、美混凝土结构设计规范构件正截面受弯承载力的分析比较

针对钢筋混凝土构件正截面受弯承载力,从结构设计方法、材料强度取值、正截面承载力计算方法、最大和最小配筋率、受弯承载力计算结果,对我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)和美国ACI 318M-05规范进行了较为全面的对比分析。结果表明,在适筋范围,两国规范的受弯承载力的安全储备程度基本相近,但在趋向超筋梁时,我国规范的安全储备小于美国规范;美国规范对超筋梁的限制比我国规范要严,最小配筋率比我国规范高约1.5倍。此外,美国规范采用的基于概率理论的荷载抗力系数设计法,在调整不同受力性能构件的安全储备方面更为灵活。     

基于强度折减法的岩溶区高填土地基稳定性分析

应用强度折减法对岩溶区高填土地基下溶洞稳定性进行了有限元分析,综合考虑数值计算收敛性和塑性区范围判定溶洞稳定性,可求出溶洞的抗剪安全系数,使溶洞稳定性分析定量化。     

火荷载下沉管隧道结构的热-力耦合分析

以上海外环线越江沉管隧道为背景,用有限元程序模拟火荷载作用下沉管隧道结构温度场及应力场,并将计算结果与试验数据对比分析,从而确定最佳的分析模型和边界条件,为该领域的研究提供参考依据。根据沉管隧道的结构形式及其特点建立有限元分析模型;参考隧道火灾的试验资料和研究成果确定模型边界条件;通过分析选取合理的混凝土和周围土体的本构模型;分析时还考虑到混凝土热工参数随温度的变化。通过对火灾时沉管隧道不同温度量级的稳态温度场和瞬态温度场分析,得出温度随空间和时间的变化规律,并把分析结果与试验结果进行对比分析。分别进行常温下和火灾时沉管隧道的热-力耦合分析,从而更直观地了解温度场对应力场的影响,得出沉管隧道各个部位在火灾发生时的应力分布情况以及随着不同温度量级的变化规律,以便更有效地为优化设计和防火救灾提供理论指导。最后根据计算结果,结合大量的隧道火灾资料总结火灾时隧道内部的温度场及应力场的危险区域。     

考虑回淤的沉管隧道基础层压缩模型试验研究

实测数据统计结果表明,沉管隧道施工期间的沉降占到总沉降的50%以上,而施工期间沉降主要由基础层压缩引起。以舟山沈家门港海底沉管隧道为原型,取纵向30 m建立1∶10缩尺寸模型,试验重点模拟海水环境下注砂基础层形成过程,并研究其在不同回淤条件下的整体压缩过程,评估回淤对压缩的影响。研究结果表明：无回淤条件下砂石基础层整体压缩模量为3.41 MPa,表明沉管隧道基础层的压缩性能较差;夹杂不同浓度的回淤层后,基础层整体压缩模量在1.54~3.89 MPa区间,集中在2.34 MPa附近,约为无回淤条件的0.69倍;回淤起到类似润滑剂的作用,增加了砂石的交错重叠量和垫层整体的塑性,会延长压缩稳定时间,增加基础层的压缩量,放大压缩区域的不均匀性。     

基于强度折减法的不同形态边坡的稳定性分析

采用强度折减法与有限单元法对边坡稳定性进行了分析,并基于ABAQUS的参数化模拟技术,建立能够反映不同坡角的动态分析模型,同时结合强度折减法研究了边坡坡角与安全系数之间的关系,为边坡的稳定性分析提供了合理依据。