基于FDEM的隧道衬砌裂缝开裂过程数值分析

采用杂交有限元-离散元法(FDEM),与日本等比尺浅埋隧道衬砌试验结果进行了对比分析.数值模型较好地再现了试验中衬砌结构性裂缝的初裂、增扩直至破坏的全过程.其次,建立荷载结构模型,针对影响衬砌开裂的3个主要荷载因素,即局部偏压、背后空洞和拱顶松弛地压,分别研究了这些压力不同作用位置、作用范围、作用大小下的裂缝扩展过程、分布规律.为用非连续方法研究衬砌裂缝开裂过程提供了借鉴,同时也为隧道衬砌裂缝病害的防治与加固修复打下了基础.     

隧道围岩衬砌开裂病害成因分析

文中分析了运营隧道衬砌开裂病害的常见类型和形成原因,希望为隧道养护提供一定的参考.     

基于数值评价的隧道衬砌裂缝成因分析与维修设计

地下工程衬砌裂缝是隧道工程常见病害之一。由于衬砌裂缝对隧道结构体受力、防排水等安全方面产生不良影响,有必要对裂缝成因加以分析并采取有效措施来降低裂缝对隧道的影响。以四川省某铁路隧道为研究对象,现场调查衬砌裂缝情况,分析隧道边墙纵向开裂原因。采用应力解除法对该隧道进行地应力测试,测点处围岩初始应力处于极高应力状态,分析得出高地应力作用是导致衬砌开裂主要原因。为检验这一推断,采用扩展有限元(XFEM)对该段衬砌结构性能进行数值模拟,根据XFEM得到破坏区域衬砌结构破坏演化、二衬安全系数,模拟结果与实际衬砌损伤形式一致。最后,针对隧道衬砌结构开裂提出一种具体的维修方案,根据数值计算结果及现场施作情况,验证所提维修方法的有效性及安全性。     

既有公路隧道衬砌裂缝成因分析

通过对省内既有公路隧道衬砌裂缝进行调查研究,总结了衬砌裂缝的分布形态,从设计、施工、温差、地下水等方面分析了衬砌裂缝产生的原因,并提出一些合理的处理建议,有利于保证公路隧道的安全运营。     

连拱隧道衬砌裂缝成因分析与处治

对高速公路某连拱隧道二次衬砌开裂现象进行了调查,总结隧道开裂的规律,基于ANSYS软件将隧道二次衬砌作为受力实体,从隧道拱部受力不均匀、严寒季节温度应力方面进行有限元数值分析,得出隧道衬砌背后荷载分布型式、温度变化对衬砌内力的影响特点以及衬砌开裂规律,为该隧道衬砌裂缝成因分析及处治方法提供了理论依据。     

高速铁路隧道衬砌开裂因素及整治对策研究

阐述了引起隧道衬砌开裂的相关因素,研究了衬砌裂缝的分布特征,从外力作用、施工工艺与质量方面,分析了产生隧道衬砌混凝土裂缝的原因,提出了相应的整治对策,对高速铁路隧道衬砌裂缝的防治有一定意义。     

纤维混凝土开裂扩展有限元数值模拟

通过介绍扩展有限元的概念及方法,应用ABAQUS有限元分析三点弯曲水泥混凝土梁(I型开裂问题)的开裂过程和不同纤维含量的混凝土开裂行为,并加以对比与评估。通过对水泥混凝土梁裂纹扩展过程和断裂的数值模拟,展示扩展有限元在断裂失效分析方面的独特优势。     

钢筋混凝土锈蚀开裂及裂缝扩展研究现状

钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素,钢筋锈蚀发展到一定程度,混凝土保护层锈胀开裂,裂缝不断扩展。介绍了钢筋锈蚀机理、钢筋锈胀开裂及裂缝扩展研究的现状和主要研究内容。包括钢筋锈胀力、钢筋锈蚀率、锈胀裂缝宽度的扩展、锈胀扩展的计算机模拟。最后通过对研究现状的分析总结出钢筋锈胀开裂及裂缝扩展方面的研究展望。     

基于数值仿真的隧道衬砌开裂原因及受力分析

依托实际工程现场检测和有限元建模分析,在不同荷载组合作用下,得出开裂后的隧道衬砌拉压强度和构件的强度安全系数。对于出现开裂的情况进行合理的仿真模拟分析,得到隧道裂缝形成的原因,提出针对此类裂缝的加固措施,为隧道后期的加固维修提供依据。     

重庆地铁隧道衬砌混凝土开裂及原因分析

地铁隧道在改善路线线形、缩短里程和行车时间、提高运营效益以及减少占地面积等方面发挥着重要作用,得到广泛应用。但地铁隧道处于地下,地质条件复杂,给设计、施工、运营与维护造成困难。该文选取了重庆市已建成通车的3段地铁隧道进行调研,重点调研了衬砌混凝土的裂缝型式、宽度、深度,并分析了裂缝的产生原因,为改善地铁隧道衬砌混凝土的抗开裂性能与耐久性能提供技术依据。     

基于扩展有限元法的均质土坝裂纹模拟

裂缝是土坝震害中发现率最高的一种地震损害现象,它严重影响土坝结构的性能和功能。对汶川地震中均质土坝坝体开裂情况进行了统计分析。基于ABAQUS软件研发的并行计算集群平台和二维扩展有限元法,对均质土坝坝顶的初始裂纹扩展路径进行了模拟,结果表明：扩展有限元法对网格划分的要求比较高,网格须均匀,网格的疏密程度对计算的结果影响不大;输入地震动水平相同时,均质土坝坝顶的初始裂纹越深,均质土坝裂纹的扩展也越深;随着输入地震动峰值加速度的增大,均质土坝裂纹的路径扩展越深,裂纹的扩展规律符合实际土坝坝顶的开裂情况,对土坝坝顶裂纹深度的判断和预测有一定的指导意义。     

引黄工程高压出水岔管钢筋混凝土衬砌计算

为验证和分析山西省万家寨引黄入晋工程总干一、二级泵站高压出水岔管钢筋混凝土衬砌的合理性,应用三维有限元数值计算,得到了钢筋混凝土衬砌内的应力分布规律。在此基础上,提出了对现有的钢筋混凝土衬砌体型优化的方案及相应的配筋率参数,以满足岔管对钢筋混凝土衬砌裂缝限裂宽度及工程长期稳定运行的需要。     

水泥砂浆塑性收缩开裂预警机制拓展

为预测水泥砂浆塑性开裂并对其进行有效预防,采用平板法与八字模法在前期初步建立的水泥砂浆塑性开裂预警机制的基础上增加了预测方程的开裂影响因素(材料组成、约束度及分层度),并扩大了环境参数的范围,由此对水泥砂浆塑性开裂预警机制进行了拓展.结果表明:室内建立的未掺PVA纤维的素砂浆七元本构方程以及掺PVA纤维砂浆的九元本构方...     

扩展有限元法在重力坝断裂分析中的应用研究

扩展有限元法是近年来发展起来的分析不连续问题(特别是断裂问题)的一种有效方法。介绍了扩展有限元法的基本原理,给出了采用扩展有限元法进行裂纹扩展分析的方法,最后采用扩展有限元法模拟了混凝土重力坝坝踵裂缝扩展过程,分析了其变形、应力场分布规律。算例表明扩展有限元法在进行断裂分析时克服了常规有限元法的缺点,避免了常规有限元法在分析断裂问题时繁琐的前处理过程,不需要裂纹面与有限元网格一致,不需要在裂缝周围布置高密度网格,模拟裂纹扩展过程时不需要不断地重新划分网格,展示了扩展有限元法在大坝开裂分析中的独特优势。     

基于广义扩展有限元法的裂纹追踪分析

广义扩展有限元法(GXFEM)是结合广义有限元法(GFEM)与扩展有限元法(XFEM)形成的一种新型数值分析方法。由于广义扩展有限元法同时继承了广义有限元法和扩展有限元法的优点,与其他数值方法相比具有独特的优势。本文阐述了广义扩展有限元法的基本原理和数值实现方法,编制了相关计算程序,实现其裂纹扩展的追踪分析。     

土心墙堆石坝坝顶裂缝扩展有限元模拟

基于ABAQUS计算平台,采用扩展有限元方法对某土心墙堆石坝坝顶裂缝的发生及扩展情况进行了模拟,针对含初始裂缝的简化平面有限元计算模型,得到了以下结论:坝顶裂缝的产生原因主要是上下游的不协调变形,上游坝壳的湿化变形会加剧此不协调变形;坝顶裂缝多出现在心墙下游侧,其扩展的方向为朝下游侧且与水平面呈45°左右夹角,初始裂缝的长度对裂缝扩展方向影响较小;开发编制了求裂纹扩展长度及开度的插件,以靠近心墙中心的初始裂缝为例,在库水压力及湿化作用下,裂缝扩展的平均长度为2.5 m,裂缝平均张开距离为0.18 m;初始裂缝越靠近心墙中部,裂缝扩展长度及开度越大。设计及施工中在加强接触部位碾压质量的同时应注重坝顶心墙中部的压实质量以减小坝顶裂缝发生的危害。     

盾构隧道施工过程的有限元分析

盾构隧道开挖过程中周围土体应力重分布以及衬砌结构与土体相互作用,是盾构施工过程中地层扰动的内在原因,是有限元分析的关键因素,本文针对软土地区的特点,利用大型通用有限元软件ABAQUS对盾构隧道施工过程进行了有限元模拟,并通过一实际问题的计算表明本文所用的计算方法是有效可行的     

三仙岽隧道衬砌裂缝检测与安全评价

针对石吉高速公路三仙岽隧道部分衬砌出现裂缝、开裂的情况,通过裂缝调查、衬砌质量检测及分析,对三仙岽隧道衬砌开裂情况进行安全性评价,并给出治理方案。     

基于扩展有限元法的加铺应力吸收层对反射裂缝影响浅析

基于福建某旧路改造工程,借助ABAQUS软件平台,模拟旧混凝土路面加铺沥青混凝土结构层,分析在荷载作用下沥青混凝土加铺层厚度、应力吸收层厚度和模量变化对应力值、弯沉值以及裂缝扩展的影响。研究表明,合理增加沥青混凝土加铺层厚度可有效防治面层反射裂缝,适当加铺应力吸收层可较好防治面层反射裂缝。研究结果可为类似工程提供借鉴。