渣场填土地基上建筑物基础形式选择

某水利工程管理营地拟建在渣场上,其基础形式选择至关重要。根据建筑物使用要求及地质情况,以水利工程管理办公楼为例,通过有限元数值模拟,对平板式筏板基础、梁板式筏板基础、桩基础3种方案进行比选分析,分析其应力变形特性,结果显示3种形式均可满足规范要求,基础相对优劣顺序为桩基础>梁板式筏板基础>平板式筏板基础;投资分析结果显示桩基础投资明显大于筏板基础,梁板式基础投资略低于平板式筏板基础,最终确定办公楼采用梁板式筏板基础形式,可为类似工程提供借鉴。     

一种梁板式风机基础的优化设计方法

梁板式风机基础,是目前陆上风电所采用的一种新型基础形式。风力发电机组体积庞大、造价昂贵且一般都处于恶劣的工作环境中。如何在不影响风机基础稳定性、安全性的前提下,最大程度地缩小尺寸、优化结构、减小成本,一直是工程领域长期关注和研究的课题。本文结合四川省会东县某风电场的实际工程,通过有限元分析的方法,对现行尺寸下的梁板式风机基础在各工况下的基础应力、位移进行了计算,通过对计算得到的基础应力及位移成果的分析,提出了一种的基础结构优化方法,并运用有限元分析的方法,对优化后的风机基础模型进行了计算和验证。     

梁板式码头在SAP2000中的建模与计算

通过对某梁板式码头在SAP2000中的建模及计算过程的介绍，阐述了梁板式码头在使用有限元软件进行受力分析中应注意的问题及解决方法。     

大岗山拱坝整体有限元三维仿真

利用三维有限元仿真,模拟大岗山拱坝基础的各项加固处理措施,计算基础处理前后坝体的位移和应力,分析了坝体位移和应力的分布规律和基础处理效果;并将有限元仿真和传统的拱梁分载法计算结果进行了对比分析,论证了结论的合理性。     

拱梁分载法计算模型的改进和实现

拱梁分载法是现行规范规定的计算拱坝应力的主要方法.然而在实际计算过程中,引入了一些结构力学的假定,不能准确考虑拱梁空间曲线的特性,如拱梁截面等效为矩形,伏格特公式的粗略计算等,影响了计算结果的精度.基于拱梁分载法基本原理,与有限元法相结合,可以更好地反映拱坝的力学特性.首先,利用有限元方法计算地基的刚度,可以考虑空问河谷地形及地基地质条件不均匀性影响,同时,利用有限元商业软件ANSYS中的梁单元,可以建立更为精确的拱梁模型,考虑拱坝轴线的空间扭曲特性及拱断面形状变化的影响.计算结果表明,改进的与有限元法相结合的方法可以考虑复杂的地基特性,且方法简单快捷,物理意义明确,有利于工程的实际应用.该方法为准确、合理地求解拱坝基础变位提供了参考.     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁试验研究

采用试验和有限元分析相结合的方法,分析了外贴CFRP布加固梁的承载能力、变形特性、破坏形式和CFRP布加固承载机理.研究表明:外贴CFRP布加固能有效地提高钢筋混凝土梁的承载能力;CFRP布加固梁的刚度随CFRP布粘贴层数的增加而增加;CFRP布的高强特性在受拉钢筋应力水平较高时发挥得较充分;CFRP布加固不仅可以提高钢筋混凝土梁的承载能力,而且可以大幅度地提高其安全储备.     

井冈冲高砌石拱坝坝体应力计算分析

多拱梁分载法概念清晰,使用时间长,积累了丰富的经验,但不能从整体上反映坝体应力分布情况,且基础变位采用简化方法;三维有限元等效应力法能基本消除应力集中现象,可进行各种复杂条件下拱坝的坝体应力分析,但计算成果的精度仍然受到其自身特点的影响.结合现行规范,分别采用多拱梁分载法和三维有限元等效应力法对井冈冲高砌石拱坝坝体应力进行了计算分析.结果表明,两种方法的计算成果总体趋势基本一致,坝体应力状态总体安全.说明了在高拱坝坝体应力分析中分别采用两种方法进行计算,并相互补充,相互验证的必要性.     

基础置换块弹模对溪洛渡拱坝工作特性的影响

采用三维有限元模型模拟溪洛渡拱坝,分析仅在自重作用下不同的基础置换块弹模对坝体位移和应力特性的影响。结果表明:基础软弱结构面的存在对坝体的应力、应变影响较大,经过开挖混凝土置换处理后,能够满足地基与大坝的强度稳定要求。对不同置换块弹模变化方案的分析表明,置换块弹模的变化引起坝体的拱梁应力重分布,即坝体的拱作用与梁作用对自重荷载进行重新分配,随着弹模增大,地基变形减小,嵌固能力加强,约束能力加大,拱作用减弱,梁作用加强。结合溪洛渡工程,得到了适合的基础置换块的弹模数值。     

大跨度地下厂房钢—混吊顶结构受力性能研究

依托白鹤滩水电站地下厂房大跨度钢—混吊顶结构,利用ANSYS有限元计算分析软件,建立空间有限元分析模型,对现浇板厚度超欠敏感性、温度作用敏感性及结构自振特性等方面做了分析研究。结果表明,现浇板厚度增加会导致钢—混吊顶结构的拱梁竖向位移增大和拱梁两端底部拉应力增大,但会导致拱梁跨中底部拉应力减小;温度作用对大跨度钢—混吊顶结构的受力有较大影响,尽量避免出现温度的大梯度变化;现浇板两端约束型式对钢—混吊顶结构自振特性基本没有影响。     

苏州大龙港泵站三维有限元结构应力分析

大龙港枢纽是苏州城市中心区防洪的重要工程，但由于泵站底板下卧层强度相对较低，需要对泵站结构进行分析以确定底板的受力特性。采用空间有限元分析方法，将泵房、节制闸结构简化为板梁体系，用壳单元和梁单元模拟，用三维实体单元模拟有限元地基，分析了泵闸结构在各种工况下的受力特性。结果表明：泵房底板在各工况下横河向应力基本以压应力为主，底板两侧靠近边墙中间则会出现一定程度的拉应力；完建期底板会出现较小的顺河向拉应力，但在泵站挡水后拉应力区会逐渐减小。     

复杂坝基条件下混凝土面板堆石坝抗滑稳定分析方法

针对复杂坝基条件,阐述了这些坝基条件对于混凝土面板堆石坝抗滑稳定的影响机理。结合部分已建的面板堆石坝工程,对复杂坝基条件下的混凝土面板堆石坝应力变形特性进行了系统分析。对混凝土面板堆石坝抗滑稳定分析的传统方法进行了比较分析,指出了其存在的问题。在此基础上,探讨了复杂坝基条件下混凝土面板堆石坝抗滑稳定的分析方法,提出了用有限元应力代数和法进行复杂坝基条件下混凝土面板堆石坝抗滑稳定分析的方法。     

李子箐风电场风机基础三维有限元分析

采用大型通用有限元分析软件ANSYS,对李子箐风电场风机基础进行三维有限元计算,探讨了在正常运行工况下,风机基础及地基的应力和变形规律,了解基础和地基在设计条件下的工作形态,为施工组织设计提供参考依据。     

三维有限单元法在某分离式大型船闸闸室结构分析中的应用

结合ABAQUS大型有限元分析软件,以某分离式船闸的标准段闸室为基本计算结构,并拟定地基模拟范围,建立了闸室的三维有限元计算模型,分析了在不同工况下的应力分布规律和变形特点。并根据三维有限元内力计算原理及方法计算出闸室段各部位控制点的内力,为设计人员进行配筋设计提供了便利条件。     

基于三维有限元的防洪闸底板内力计算方法研究

随着防洪闸等水利工程趋向于大型化与复杂化,传统方法很难准确计算大体积复杂混凝土结构截面应力应变状态。针对上述问题,根据某防洪闸工程实例,利用Midas GTS NX软件建立了防洪闸及其附属结构的三维有限元模型,模拟分析了不同工况下防洪闸闸室底板变形特征。结合基于文克勒地基梁的基床系数法和基于应力积分方法的三维有限元法,对比研究了防洪闸底板内力特性,发现基于应力积分的三维有限元法能够很好地模拟实际工程结构的受力特性,而基床系数法由于忽略了边荷载作用,低估了底板的最大负弯矩;利用三维有限元模型进一步探究不同范围边荷载单独作用下闸室底板结构变形特征与内力特性,结果表明闸室水压力和相邻闸室结构荷载的影响最大,在实际计算中垂直水流向1.5倍基础宽度范围内边荷载作用应重点考虑。     

混凝土坝计算技术与安全评估展望

我国已是混凝土坝大国,当前应加大创新力度积极争取成为混凝土坝强国。计算技术与安全评估在混凝土坝设计、施工、科研中占有重要地位,因此在混凝土坝计算技术与安全评估领域需要推陈出新。笔者建议:在拱坝应力分析中以有限元等效应力法取代拱梁分载法;在坝体坝基稳定分析中,以有限元强度递减法取代极限平衡法,对重要工程进行非线性有限元全坝全过程仿真分析;对坝体坝基安全评估建议考虑施工过程和时间效应,并基于有限元强度递减法;对于重要工程需建立数字水电站。利用新的计算技术,使我国在混凝土坝设计、施工、科研和管理上达到更高水平。     

基于坝—岩基—水耦合解析的坝肩动力稳定分析

为了模拟三维状态下坝、岩基、库水的动力相互作用机理,研究提出了基于坝—岩基—水耦合的三维有限元分析方法。通过分析坝—岩基—水耦合动力相互作用理论,给出了坝—库水体的耦合条件、坝—岩基—库水的边界条件以及地震时粘性边界的分析方法。以某拱坝工程为实例,应用耦合三维有限元方法计算了拱坝及滑裂面应力分布,采用有限单元法和刚体极限平衡法,计算了坝肩各处的抗滑稳定安全系数。结果表明:最大拱向应力、梁向应力均出现在下游面,分别为1.43 MPa、1.50 MPa,在材料可承受的范围内。通过有限元法计算得到的拱坝坝肩岩体抗滑稳定安全系数为2.78~3.23,通过刚体极限平衡法计算的抗滑稳定安全系数为2.89~3.43,两者相差很小,说明该计算方法是有效的。研究成果可为拱坝坝肩抗滑稳定分析提供参考。     

白眉水库面板堆石坝应力变形分析

运用大型有限元商业软件ABAQUS分析白眉水库面板堆石坝有限元应力变形特性。坝体、坝基岩体分别邓肯E-B本构模型和线弹性模型,分别针对考虑基础变形和不考虑基础变形两种情况进行分析。计算结果表明坝体自身变形较小,而由砂卵石覆盖层引起的沉降所占比重较大,坝体的应力大小与堆石体自重应力较接近,计算成果符合堆石坝的一般应力变形规律,并且和监测成果吻合。     

无限元应用于土石坝坝基远场探讨

采用ABAQUS有限元计算软件对某土石坝进行分析,坝体及坝基近场采用有限元模拟,坝基远场采用无限元模拟。在常规分析步下利用反推法计算侧压力系数,并将其运用到已建的有限元-无限元模型中,计算结果表明,求出的侧压力系数精确,用其进行初始地应力平衡效果良好。无限元方法与常规有限元模型结果对比表明,无限元模拟土石坝坝基远场的方法计算成本低、计算结果精度高,具有明显的优越性与合理性。     

基于ANSYS二次开发的基岩不均匀性对混凝土基础约束应力影响分析

基础约束应力分析是确定大体积混凝土温控措施的重要依据,在以往有限元计算时都假定基岩是均匀的,而实际基岩被各种结构面切割并不均匀。利用ANSYS软件提供的APDL和UPFS二次开发功能,建立弹性徐变本构方程,实现大体积混凝土徐变应力的有限元计算,并通过具体算例验证程序正确性,在此基础上分析基岩不均匀性对大体积混凝土基础约束应力的影响。计算结果表明:与均匀基岩计算相比,考虑基岩不均匀性时,基础约束区混凝土最大拉应力会增大,需采用更为严格的温控措施来避免混凝土裂缝出现,为大体积混凝土温控提供一定的指导。     

路堤深厚软基管桩复合地基数值模拟

结合高速公路桥头深厚软基现场试验段工程,对比了几种管桩复合地基单桩有限元数值建模方法,认为轴对称接触有限元模型可以较准确地反映路堤下管桩复合地基的基本性状。基于数值分析结果,详细探讨了管桩复合地基的受力特性和变形分布。结果表明:填土越高,桩顶承台应力集中越显著;桩土应力比与高距比、桩土沉降差之间均存在较好的正相关线性关系。填筑结束,带承台管桩承担了80%的路堤荷载,管桩外侧摩阻力承担了超过90%的承台受荷;与在天然地基上堆载相比,大部分荷载通过管桩传递到压缩性相对较小的深层地基中,管桩复合地基的附加应力分布得到了优化,桩长范围内地基的压缩率及压缩量大幅减小,管桩复合地基的总沉降量仅为相应天然地基堆载沉降量的18.5%,深厚软基的总沉降减幅为435 mm。