强夯加固回填土地基振动特性的三维数值模拟

基于ABAQUS有限元软件,采用大变形几何非线性三维有限元方法对回填土地基强夯施工引起的振动特性进行了研究.在有限元分析中,提出了强夯塑性加固区的判断标准,考虑每次夯击后回填土体塑性区的开展范围并对加固区内的土性参数进行调整,以此实现对强夯多次夯击过程的模拟.在此基础上分析了土体振动加速度、速度的特性及其变化规律,以及夯击能量对于土体振动特性的影响.在研究振动加速度峰值和速度峰值的衰减特征的基础上,得到了回填土地基强夯振动的影响范围.计算结果与实测数据吻合较好,验证了研究方法的可靠性.研究方法和结论对类似的强夯工程有一定的参考价值.     

强夯法加固地基的三维有限元动力固结分析

针对强夯动力固结模型解析解的复杂性 ,考虑地基惯性力及动接触应力 ,基于三维有限单元法建立了土体动力平衡方程 ,并给出该方程的迭代计算格式 .通过算例计算分析 ,得到了强夯作用过程中土体动态响应的一般规律 ,为精确模拟分析强夯加固机理提供了有效途径 .     

城市地下综合管廊施工数值模拟方法

为了分析城市地下综合管廊施工中锚栓和拼接缝受力变形规律,采用土体非线性弹性本构模型对土体的地层变形进行了表征,提出了一种装配式地下综合管廊施工过程的有限元数值模拟方法,实现了隐式计算方法中材料非线性及接触非线性问题的求解.结果表明:该分析方法避免了隐式计算方法中土体弹塑性本构模型及接触非线性问题导致的计算不收敛.反映了管廊施工过程中土体非线性力学行为以及管廊-土体之间的相互作用,为城市综合管廊建设提供了新的数值模拟方法.     

强夯法加固地基的三维有限元动力固结分析

针对强夯动力固结模型解析解的复杂性，考虑地基惯性力及动接触应力，基于三维有限单元法建立了土体动力平衡方程，并给出该方程的迭代计算格式．通过算例计算分析，得到了强夯作用过程中土体动态响应的一般规律，为精确模拟分析强夯加固机理提供了有效途径．     

土-桩-框架结构动力相互作用非线性有限元模拟

目的 用有限元方法研究土-桩-框架结构动力相互作用动力反应效应.方法 以AN-SYS程序为工具和平台,选用符合实际工作机理的Davidenkov地基模型并定义其参数,利用ANSYS的重启动分析方法、采用APDL参数设计语言编制程序来实现对土体材料的非线性及动力本构模型的模拟;同时利用ANSYS中Combin14单元模拟黏弹性边界,以此建立人工边界来模拟辐射阻尼效应;并提出集成阻尼矩阵的方法,解决结构和地基土阻尼不同而导致的阻尼耦合的问题.结果 通过算例对土-桩-框架结构进行ANSYS分析,考虑土的非线性、接触边界非线性以及阻尼的耦合问题,研究了不同性质地基土的非线性以及不同上部结构对整个体系动力特性的影响.并与已有实验研究结果进行对比分析.结论 结果表明提出的有限元方法能很好的模拟整个相互作用体系的非线性效应,为工程实践与设计提供重要的理论依据.     

高能级强夯加固软基现场试验研究

依托沿海某碎石土回填地基上成功实施的10 000 k N·m高能级强夯实验区,通过深层水平位移监测项目,对高能级强夯施工过程中周边土体环境深层土体位移进行了分析,为高能级强夯的设计、监测提供了依据.通过实验区设置测斜管对水平位移随深度变化的趋势分析、隔振沟隔振效果分析,揭示了一些规律,为该工艺大面积推广应用及高能级强夯加固机理分析提供数据参考.对地基处理效果进行检验,对夯点和桩间土进行了4个荷载试验,利用荷载试验得到的p-s曲线根据切线模量法反算加固后土体的强度参数,最后利用反算的参数建立有限元模型进行分析.     

天津滨海软土一维场地地震反应非线性分析研究

随着对地震中场地土体振动的观察和分析的深入,土体反应在中、大地震动表现出的非线性和滞后性越加明显．对于土体场地反应分析实验中或者在记录的地震动中观察到的土体刚度的变化和能量的消散,现有的非线性场地反应分析方法不能同时在计算中表达出来．通过引用一个不依赖频率变化的黏性阻尼矩阵,借助滤频的方法在高频中减小过阻尼影响,对场地反应进行非线性计算分析．以DEEPSOIL计算程序计算天津滨海软土模型为例,分析比较使用该阻尼函数的一维非线性场地反应分析结果与等效线性分析结果,得出在大应变中非线性分析方法计算所得结果更符合实际情况．     

不同夯击方式下地表土体振动衰减规律研究

利用ABAQUS有限元软件建立大变形冲击模型,对6000kN·m能级不同夯击方式下的强夯引起的环境振动进行数值模拟研究,得到了离夯点不同距离处地表土体的加速度时程曲线,通过分析,获得了不同夯击方式下地表土体的振动衰减规律.结果表明:强夯引起的加速度随时间迅速衰减,周期在0.5s左右,强夯振动属于中低频范畴,同一夯点多次夯击时不会出现振动的叠加现象;不同夯击能组合、不同夯锤半径对"近场"及"远场"地表土体加速度的影响不同,对地表土体的振动衰减规律的影响也有所不同.     

真空-堆载联合预压法处理吹填土地基的大变形有限元分析

为掌握真空-堆载预压法处理软弱地基的加固机理和处理效果,采用Abaqus有限元软件对真空-堆载联合预压荷载下的吹填土进行数值模拟与分析,计算了土体的沉降、水平位移和超静孔隙水压力,并与实测结果进行对比分析。结果表明:采用大变形和小变形理论计算所得地基的沉降、水平位移以及超静孔隙水压力与实测数据吻合较好,且大变形理论计算值更接近于实测结果,验证了将塑料排水板转换成砂墙进行计算是可行的;真空预压阶段的吹填土在加固区以内产生收缩变形而加固区以外则为剪切变形;真空-堆载联合预压阶段的加固区以外土体仍向加固区内部产生收缩变形,随着堆载的增加,加固区以外的土体会产生向上的隆起变形,井阻效应对加固区土体的超静孔隙水压力分布有较大影响;地面堆载的施加会使塑料排水板范围以外的土中超静孔隙水压力分布出现明显的曼德尔效应。     

高速公路路基强夯加固机制分析

为探讨强夯对软土路基的加固效果,选取宿新高速公路典型地质条件路段,应用强夯置换法处理软土地基,在试验段确定3个试验点分别针对无碎石垫层、20 cm碎石垫层和40 cm碎石垫层3种工况进行试验,对试验过程中孔隙水压力的消散进行观测,得出超孔隙水压力随夯击能累计而增加,同时伴随消散而减少,使得峰值出现时间的早晚与夯点夯击顺序密切相关;对试验前后土体力学参数进行定量分析,发现垫层较厚的场地,随着孔隙水压力消散结束,在强夯试验结束一段时间后,土体颗粒间紧密接触,新吸附水逐渐固定,土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增加。分析结果表明,强夯虽破坏了土体原有结构,但总体上提升了土体强度,加固效果明显。     

饱和多孔介质散射问题中局部地形影响的显式数值分析法

为了能合理分析局部场地条件对地震波散射波场的影响,基于饱和多孔介质理论的土力学模型,提出了一种显式有限元与黏弹性人工边界相结合的数值波动模拟方法.采用二维模型,以圆弧形凹陷河谷为例,分析了局部地形对饱和多孔介质中散射地震波场的影响,并通过与远置边界结果的对比,说明了该方法的正确性和适用性.     

土石路堤压实质量控制与碾压动力响应模拟分析

以国道丹阿公路省界(珲春)至东宁段改扩建工程为依托,选取具有代表性的土石混填路堤施工路段,研究得到不同松铺厚度、不同碾压遍数下土石路堤变形与压实特性,采用沉降差控制指标确定以强、中风化凝灰岩为主要填料的土石路堤压实现场施工工艺;同时采用便携式落锤弯沉仪(PFWD)对土石路堤动回弹模量Evd进行检测,将每遍碾压后土石路堤...     

高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法

针对高铁运行引起的地基振动和塑性变形问题,提出高铁荷载作用下弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法。将高铁运行诱发的地基变形视为材料非线性问题,采用改进的摩尔-库伦模型模拟地基土,基于弹性地基2.5维有限元法,将通过弹性理论计算得到的位移作为试探位移,经摩尔-库伦屈服准则判定屈服后,引入切线刚度迭代法、后向欧拉积分算法和一致切线模量算法实现刚度矩阵的更新迭代,从而求解出高铁运行引起的塑性变形。在此基础上,将轨道视为Eular梁,采用修正的多频列车荷载模拟高铁列车运行,并使用黏弹性人工边界处理截断边界,建立高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元验证模型。通过与移动点荷载弹性半空间解析解和地面振动实测结果进行对比,验证本文弹塑性地基2.5维有限元法理论的正确性及模型应用的可靠性,表明该方法可用于高效求解高铁运行引起的地面振动及累积变形问题。     

深埋地下洞室群动力时程分析中人工边界的设置

针对深埋地下洞室群动力时程分析中建模范围和人工边界设置问题,基于地下洞室群地震波动场的分布特征,提出一种动力时程分析中洞室群模型人工边界的设置方法。该方法允许模型不建至地表,而采用解析法求解地表反射波动场,并通过人工边界入射至模型。基于波场分离原理,使模型四周边界仅透射外行散射波,保障模型四周边界的计算精度。理论试验和实际工程计算表明,该方法计算精度较高,能满足地下洞室群动力时程计算对人工边界的精度要求,同时有效减少模型单元量,缩短动力时程的求解耗时。     

强夯作用下土体动力特性的数值分析

讨论了强夯下土体有限元方程的建立及其数值解法,结合实际工程给出了相应的应力场、位移场和密度场并进行分析,发现计算结果与实测结果吻合较好。     

竖向地震动对软土地铁隧道地震响应影响分析

为了研究地震动的竖向分量对地下结构的动力响应影响,针对某一软弱土层地铁区间隧道工程,进行非线性地震反应分析.计算模型中引入了土体的非线性本构模型,模拟土在循环荷载作用下的动力特性,隧道衬砌采用混凝土动力损伤塑性模型,模型边界设置为粘弹性人工边界,分别在模型底部施加水平向和双向地震动,进行地震反应分析,得到了地铁隧道的一些地震反应规律.结果表明;地震波的竖向分量对隧道顶底部的水平相对位移、隧道结构的动应力和隧道底部的竖向加速度均有较大的影响.因此,在工程设计中竖向地震动的影响不容忽视.     

Frictional contact algorithm study on the numerical simulation of large deformations in deep soft rock tunnels

There exist three types of nonlinear problems in large deformation processes of deep softrock engineering, i.e., nonlin-earity caused by material, geometrical and contact boundary. In this paper, the numerical method to tackle the nonlinear contact and large deformation problem in A Software on Large Deformation Analysis for Soft Rock Engineering at Great Depth was presented. In the software, based on Lagrange multiplier method and Coulomb friction law, kinematic constraints on contact boundaries were introduced in functional function, and the finite element equations was established for two incremental large deformation analyses models, polar decomposition model and additive decomposition model. For every incremental loading step, by searching for the contact points in the potential contact interfaces (the excavation boundaries), the Lagrange multipliers, i.e., contact forces are calculated iteratively by Gauss-Seidel method, and justified through satisfy the inequalities of static constraint on contact boundaries. With the software, large deformation and frictional contact of a transport roadway were analyzed numerically by the two models. The numerical examples demonstrated the efficiency of the method used in the software.     

关于木几匣类部件铸造毛坯变形的数值分新

针对航空发动机机匣建喜了有限元数值分析模型。基于MSC．MARc软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析．为实际机匣类部件减小变形提供依据。     

关于机匣类部件铸造毛坯变形的数值分析

针对航空发动机机匣建立了有限元数值分析模型. 基于MSC.MARC软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析,为实际机匣类部件减小变形提供依据.     

爆炸下考虑钢梁翼缘变形的改进单自由度法

为解决爆炸下结构产生较大局部变形时采用等效单自由度方法计算结构整体位移会出现较大误差甚至错误的问题,在单自由度理论基础上,以工字型钢梁为研究对象,通过分析翼缘局部变形对钢梁整体位移的影响规律后,基于提出的钢梁截面简化变形模型对其弯曲抗力函数进行改进,提出钢梁抗爆分析的改进单自由度方法。通过有限元软件ABAQUS数值模拟不同爆炸工况下钢梁的动态位移响应与破坏特征,并与单自由度模型及改进单自由度模型的计算结果进行对比,研究了不同计算模型下钢梁的位移及破坏差异。结果表明：与有限元模拟结果相比,钢梁翼缘局部变形越大,单自由度模型计算结果偏小越严重,而改进单自由度模型计算结果较好,可以更好地适用于钢梁抗爆分析的位移简化计算。