基于有限元的挡土墙主动土压力分析及经验计算

在挡土墙绕墙底转动模式下,基于有限元方法建立了有限元计算模型,研究了位移量、填土内摩擦角、变形模量等对塑性区及土压力分布的影响,考虑内摩擦角逐步发挥的基础上,对计算土压力的经验公式进行改进,并将其计算结果与有限元结果进行比较。结果表明,采用改进的经验公式得到的非极限状态的计算结果与有限元结果整体一致,从而验证了改进经验公式的合理性。     

挡墙地震主动土压力计算及其影响因素分析

鉴于Mononobe-Okabe理论应用于实际工程地震土压力计算时仅适用于无粘性土,在Mononobe-Okabe理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了粘性和无粘性土地震主动土压力及主动土压力系数计算表达式,并结合算例分析了不同情况下土压力的分布特性。同时指出土压力的大小及分布主要与墙背土体参数和破裂面倾角假定有关,土压力合力作用位置随墙背摩擦角增大而上移,随地震角的增大而下移。     

弱膨胀土加筋挡土墙现场试验研究

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。结果表明：在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形．且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。进而,根据实测结果认为加筋挡土墙是稳定的。     

基于Bishop条分法的挡土墙墙后粘性土土压力计算

针对经典朗肯、库仑土压力理论公式适用范围相对有限的问题,基于土压力理论与土坡稳定计算理论间的联系,在库仑理论的平面滑裂面假设条件下,采用微分单元化后的Bishop条分法,通过建立微元土条的水平、竖向受力平衡方程,推导出均布超载条件下的粘性土主被动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答。相应简化条件下,该公式能简化为经典朗肯和库仑理论计算公式。算例分析结果表明,该公式理论计算值与试验实测值基本吻合,初步验证了公式的合理性;由于未考虑粘性填土开裂问题,现行规范方法得到的主动土压力偏小。     

考虑土拱效应的挡土墙地震土压力及其分布

以Mononobe-Okabe理论的基本假设为前提,采用水平层分析法建立了地震作用下主动土压力强度的一阶微分方程,得到了土压力分布、合力及合力作用点的理论公式,并与不考虑土拱效应影响的计算方法和模型试验数据进行了比较.结果表明,所得合力公式与Mononobe-Okabe公式吻合;地震影响系数对土压力强度分布影响较大,合力作用点高于墙高1/3,并随地震系数的增大逐渐提升;土拱效应对合力作用点的位置影响较大,在墙土接触面较粗糙时应考虑土拱效应的影响.     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

条形浅基础极限承载力的滑移线解

  [目的]  基于极限平衡理论,提出了一种求解一般条件下条形浅基础极限承载力的精确方法。  [方法]  地基土被视为服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料,并且假定它是各向同性的、均匀的以及不可压缩或不可膨胀的理想连续介质。通过分析基础与土之间的相对运动和相互作用,将条形浅基础极限承载力问题分为两类问题。建立一个以总竖向极限承载力为目标函数的最小值模型,进而采用滑移线法求解极限承载力而无需事先对塑性区和非塑性楔作任何假定,还提出一种工程上方便实用的简化方法。此外,重点研究了基础两侧均布荷载相同的第一类问题,推导出Terzaghi极限承载力方程的适用条件以及其三个承载力系数的理论精确解,提出一个新承载力方程替代Terzaghi方程,并且通过无量纲分析提出几何力学相似原理。  [结果]  研究结果表明:当基础完全光滑时,研究得到的总竖向极限承载力与现有方法得到的结果相当吻合;然而当基础完全粗糙时,现有方法低估了极限承载力。  [结论]  经典的Prandtl机构并不是无重土地基上完全光滑基础极限承载力问题的塑性破坏机构。     

110 kV略阳变电所高挡土墙的优化设计

110kV略阳变电所由于地形复杂的原因,所区四周全部采用了挡土墙支护结构。挡土墙最高处达到19m,结合工程实际情况,进行合理分析和计算,并对设计中遇到的问题进行探讨,提出了一些建议。     

库伦土压力合力作用点高度解析解

鉴于库伦土压力合力作用点高度的确定目前仍存在诸多争议,基于库伦理论的平面滑裂面假设,采用散粒体极限平衡方程研究了滑裂面上土体反力的分布及合力作用点位置,在此基础上通过建立滑动楔体的整体力矩平衡方程,推导出库伦土压力合力及其作用点高度解析式,分析了墙背倾角、填土坡角、土体内摩擦角及墙土间摩擦角对合力作用点高度的影响,并通过算例进行了验证。结果表明,库伦土压力合力作用点高度解析解考虑了挡墙和填土参数变化时墙后滑动楔体的力和力矩平衡,能够反映出土压力合力作用点高度的变化规律,与实测值相比误差较小,对库伦理论作了必要补充。     

稳定分析中的几个土压力问题

在稳定分析中,土压力计算是荷载计算经常遇到的一个方面。本文主要针对稳定分析中土压力方面的问题进行了探讨,总结和提出了处理土压力问题的一般思路和方法。     

平移模式下刚性挡土墙三维被动土压力分布研究

针对实际工程中挡土结构物长高比较小时,挡土墙被动土压力分布具有明显的三维空间效应,采用二维被动土压力的计算方法研究挡土墙上被动土压力的分布不合理,研究了平移模式下刚性挡土墙上三维被动土压力分布情况。首先建立无粘性土体中有限宽深比刚性挡土墙有限单元分析模型,在平移模式下,当墙后土体到达极限状态时,研究挡土墙水平被动土压力的分布规律。结果表明,挡土墙水平被动土压力沿挡土墙宽度方向和深度方向均为非线性分布;挡土墙宽深比不会对三维被动土压力的分布方式、分布值大小及分布值的增长趋势产生影响;内摩擦角和墙土接触面摩擦角比值会对三维被动土压力的分布方式、分布值大小及分布值的增长趋势产生影响。研究成果可为工程设计和三维被动土压力理论计算提供数值依据。     

类壁角端壁造型设计方法

基于透平叶栅简化前缘模型的数值模拟结果,分析了原始模型端区的流动与传热特性,建立了一种新型类壁角端壁造型,对比评估了新型端壁模型、带前缘壁角模型与原始模型的流动与传热现象。结果表明:类壁角端壁造型的使用能够使端壁压力分布更加均匀;前缘滞止位置的低能流体在端壁压力的诱导下偏向主流,马蹄涡强度也随之减小;相比于带前缘壁角模型,新型端壁模型能够消除端壁与前缘壁角间的曲率间断线,疏导前缘两侧的堆积流体,抑制高强度角涡的产生,使壁面传热能力减弱。     

Field Method Research for Leak-off Coefficient Analysis Using Instantaneous Shut-in Pressure

The accurate monitor and prediction of fracturing pressure for formation is very important to hydraulic fracturing treatment operation, but whether hydraulic fracturing is successful or not, the fracturing fluid plays a very important role, leak-off coefficient is the most leading parameters of fracturing fluids. Mini-frac test was the most commonly used tools for leak-off coefficient analysis, but it has the shortcoming of time-consuming and costly that can not meet the requirement of the production. The main purpose of this paper is to introduce a simple and convenient leak off coefficient analysis method with more inexpensive and time-saving than former methods. Based on ISIP （instantaneous shut-in pressure） method, a new field method of leak off coefficient field analysis model was presented. According to twice ISIP of the fracturing treatment in field operation, therefore, fluid leak off coefficient and formation characteristic can be studied quickly and reliably. More than 40 wells were fractured using this field method. The results show that average liquid rates of post-fracturing was 20 m3/d which double improvement compared with the past treatment wells. It had an important role for fracturing treatments in low permeability used in field application. reservoirs, the new model for real time analysis and adjust is successful     

沿空留巷合理切顶卸压参数研究

针对沿空留巷巷道围岩受力变形大的问题,对沿空留巷顶板进行切顶卸压,对比分析卸压前后沿空留巷围岩的受力变形,明确切顶卸压对沿空留巷围岩的控制作用。以董东煤矿为例,建立数值模型并进行数值模拟计算,总结沿空留巷切顶卸压作用,并确定合理的切顶参数。     

航天器密封舱降压法抑制自然对流的数值研究

航天器密封舱地面试验中常利用降压法来抑制自然对流的影响,但是降压比的选择往往取决于一些未知参数,使得自然对流的抑制得不到保证.本文建立了某一载人航天器密封舱流动换热的稳态数值模型,通过对比研究地面试验与空间状态不同通风量下流动换热的变化情况,综合考虑人体舒适度、消除自然对流影响和能耗三方面,给出了密封舱最佳通风量.通过对比研究密封舱内不同气体压力条件下地面与空间条件的对流换热系数与温度分布情况,给出了可以忽略自然对流影响的临界压力及对应的Gr/Re2数.     

微膨胀加筋土挡土墙的稳定性分析

针对安康330 kV金州变电站工程,通过不同方法,对挡土墙的稳定性做了分析,同时得到了挡土墙后填土的压实度对挡墙稳定的影响程度.通过有限元法对挡墙应力与变形分析,得出了面板与挡墙的侧向位移,与现场监测结果相一致.加筋挡土墙经现场一个雨季较大降雨入渗作用的考验,仍然处于安全状态,说明了加筋挡土墙设计上的可靠性和计算分析的正确性.     

基于地震动土压力非线性分布的集中参数法研究

为简化结构与土体之间接触面的相互作用,提出采用集中参数法进行分析,即在满足Mononobe-Okabe理论基本假设的前提下,给出了在有土体表面均布荷载作用下地震加速度沿挡土墙高度均匀与线性分布的地震动土压力非线性分布,类比水体附加质量原理,推导了基于给出的地震作用下非线性动土压力分布的附加质量计算公式,给出了土体附加刚度在集中参数中的模拟,并进行了算例验证。结果表明,采用集中参数法模拟在地震作用下土体对挡土结构的作用简便、有效、实用。