有限差分法在电厂地下结构设计中的应用

由于与周围土体相互作用机理复杂,地下结构的受力分析一直是电厂地下工程设计的难点。同一地下结构,由于采用的计算方法不同,对结构与土体的相互作用处理方式不同,内力结果差别显著。以某地下深埋转运转站设计为依托,综合考虑土体力学特性与变形特征、土与结构相互作用等要素,建立内力计算的有限差分法,对有限差分法在设计中应用的可行性进行探讨。结果表明有限差分法计算结果符合工程实际,对电厂地下结构的内力分析真实可信,可供电厂地下结构设计参考选用。     

不同地基坞式船闸结构底板预留宽缝施工方法效果分析

坞式结构是船闸闸首或闸室常采用的一种型式，但采用这种结构形式的船闸底板容易出现裂缝。作者通过对多个船闸工程的研究，结合非线性有限元仿真分析方法，考虑重力、温度等荷载，计算分析土基和岩基上船闸结构底板预留宽缝施工方法的效果。其计算分析结果对类似工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

考虑上部结构作用的闸坝地基液化分析

基于液化判别的对比应力法和动力反应分析,对某闸坝工程进行了考虑上部结构作用的地基液化评价。复杂应力状态下砂土的液化判别条件是该分析方法的关键。采用有限元数值方法计算地基的静动应力场以反映上部结构与地基的静动力相互作用。通过详细的原位勘探和室内静动力试验,以得到地基土的静动力变形特性和不同初始应力状态下的抗液化应力比曲线。该方法可以给出地基抗液化安全系数的分布,比规范简化方法的液化判别结果更能合理地反应结构-地基系统的具体边界条件和力学特性的影响,能更具针对性地确定地基处理方案。     

三向复杂荷载作用下近海风机群桩基础参数分析与优化

高桩承台基础是我国未来一段时间内软土海床地基上近海风电机组的主要基础型式,复杂荷载计算及其作用下基础的受力和变形分析及承载力确定是近海风电机组群桩基础设计需解决的关键问题。针对我国近海常见的深厚软粘土海床地基,分析了近海风电机组群桩基础的典型最不利荷载组合,采用软粘土地基中桩基新型双曲线型p-y曲线模型及API规范t-z曲线模型和q-z曲线模型,建立了顶部三向复杂荷载作用下群桩高承台的受力和变形分析模型。进而针对群桩基础的主要设计参数,包括桩基埋深、桩径、群桩圆周直径及桩的倾斜度等,进行了优化分析,发现:在满足上拔和下压承载力要求的前提下桩长对群桩内力和变形影响不大,桩基倾斜度大对群桩内力和变形均较为有利,增加群桩圆周直径对控制桩基变形影响不大,但可有效降低桩身轴力。     

三向复杂荷载作用下近海风机群桩基础参数分析与优化

高桩承台基础是我国未来一段时间内软土海床地基上近海风电机组的主要基础型式,复杂荷载计算及其作用下基础的受力和变形分析及承载力确定是近海风电机组群桩基础设计需解决的关键问题。针对我国近海常见的深厚软粘土海床地基,分析了近海风电机组群桩基础的典型最不利荷载组合,采用软粘土地基中桩基新型双曲线型p－y曲线模型及API规范t－z曲线模型和q－z曲线模型,建立了顶部三向复杂荷载作用下群桩高承台的受力和变形分析模型。进而针对群桩基础的主要设计参数,包括桩基埋深、桩径、群桩圆周直径及桩的倾斜度等,进行了优化分析,发现：在满足上拔和下压承载力要求的前提下桩长对群桩内力和变形影响不大,桩基倾斜度大对群桩内力和变形均较为有利,增加群桩圆周直径对控制桩基变形影响不大,但可有效降低桩身轴力。     

地下隧道支护结构的受力分析

基于Winkler弹性地基理论和有限元单元法,考虑支护结构与围岩的相互作用,利用ANSYS建立了隧道支护结构的有限元模型。应用壳单元SHELL63设置Winkler弹性地基系数来模拟侧墙和底板的围岩压力;结合某实际工程根据国内外3种方法确定拱圈受到的围岩压力,通过有限元分析,得到了支护结构的内力和变形。选取了4个典型截面,对支护结构进行了强度复核,研究了钢支护对强度的提高率,并按偏心受压构件计算出截面的极限轴力,对结构的安全性进行了评价。     

三峡永久船闸建筑物变形特性分析

通过对三峡永久船闸建筑物及其基础的变形监测和遥测数据分析，揭示了其变形特性，即闸首和闸室墙变形主要受开挖形成的边坡岩体时间效应和岩体年周期变化的影响，船闸运行过程中闸室充、泄水的影响不大。闸首和闸室墙年变化幅度为3.59 mm～4.23 mm，全衬砌式结构的闸墙变形明显小于半衬砌式混合式结构的闸墙。在抽水方式有水调试时，闸墙受充、泄水的影响变化幅度小于1 mm;在运行初期，闸墙受充、泄水的影响变化幅度小于0.5 mm;闸墙在充、泄水后最大不可逆变形小于0.06 mm。各项变形实测数据均小于设计容许值，说明     

桂江昭平水电站厂房进水口弹性地基框架的分析计算

介绍了昭平水电站厂房进水口弹性地基框架的分析计算,其特点为：（１）弹性地基使用了一些底部国家于刚基上的弹性柱模拟,并用有限杆元法求解;（２）能反映弹性地基深度对框架变形和内力分布的影响;（３）综合考虑结点刚性段的影响和杆件由弯曲,剪发,轴而而引起的变形作用。     

深基坑双排桩支护结构抗震设计及工程应用

基于双排桩支护结构设计的基本理论、简化模型及内力计算方法,运用大型通用有限元分析软件ABAQUS6.13建立结构计算模型,并采用动力弹塑性时程分析方法对双排桩支护结构进行分析,求得在地震作用下各时刻结构内力和变形发展的全过程及破坏机制,从而找到其中可能存在的薄弱部位,为及时加固和合理选择加固方案提供理论依据,以采取切实有效的抗震措施。结合工程实际应用,提供深基坑双排桩支护结构地震作用模拟研究的结果,为同类工程提供借鉴。     

直流入地电流经交流电网分流计算模型的简化及算法分析

直流入地电流经交流电网分流的计算过程复杂,涉及到大范围地质分层结构.旨在简化计算模型,指出直流地电位分布与直流地电流分流的关系.首先分析了土层结构的Hummel法简化及其对地电位分布的影响;其次,研究了直流地电位分布规律及地电流分流特性;最后,讨论了直流通路等效电阻的构成,得出了直流地电位的计算方法.研究结果表明:当站...     

复杂土壤结构对水电站接地装置散流机理影响分析

准确计算复杂土壤结构中接地装置接地参数及其散流机理是水电站接地装置合理优化设计的基础。提出考虑大范围复杂土壤结构的接地装置有限元计算方法,针对有限元数值计算方法中大范围求解区域和接地导体截面尺寸的差异导致的计算量过大问题,采用二维接地导体与三维散流土壤耦合的有限元数值计算方法;基于有限元模型分别建立垂直三层土壤模型、块状土壤模型以及落差土壤模型,对接地装置散流过程中土壤中的电流密度、电场强度分布规律进行了详尽分析;并对河道两岸土壤电阻率、河水深度对水电站接地网散流过程及接地电阻的影响规律进行了定量分析。对比分析了三种不同土壤模型对水电站接地网散流过程及接地电阻的影响规律,结果表明河水深度是影响接地装置散流过程的重要因素,复杂土壤结构中水电站接地网设计中宜采用考虑实际河水深度的块状土壤模型和落差土壤模型。     

用于分析土壤结构对直流偏磁电流影响的简化网架模型

直流偏磁电流的大小受多种因素的影响,其中土壤结构是其中最重要的因素之一,为了更准确地分析高压直流输电系统单极大地回线运行时土壤结构对变压器直流偏磁电流的影响,提出了一种简化的网架模型用于分析不同土壤结构对直流偏磁电流的影响。首先以直流输电规程中的计算方法对本文方法进行了验证,并分析了几种不同土壤模型下直流偏磁电流的变化情况。结果表明：基于本文模型所得结果与现有研究关于土壤结构对直流偏磁电流的影响情况趋势一致,本文采用的简化网架模型能够为土壤结构对直流偏磁电流的影响提供定性和定量的参考。     

输电线路掏挖基础侧向受荷分析与数值模拟

摘要：采用理论分析和有限元数值模拟的方法,对原状土中的掏挖基础侧向受荷问题进行了分析,提出了计算掏挖基础水平变形的修正公式。结果表明,由DL/T 5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》附录G中的计算公式计算得到的基底最大土抗力偏大、基础顶部水平位移偏小;采用修正后的公式计算结果则较好地吻合数值模拟结果;采用地基反力系数法计算土体抗力时,应注意其适用范围。     

基于神经网络的大型深基坑工程土体参数反演

有限元方法常用来分析及预测深基坑工程在不同工况条件下的稳定性问题,而分析结果的可靠性取决于计算参数的准确性和模型边界条件的合理性。本文针对大型深基坑工程提出了基于人工神经网络的土体参数反演方法。建立深基坑工程土体参数反演的神经网络时,先由监测数据数量和待反演参数数目确定神经网络的拓扑结构,然后采用遗传算法优化网络的初始连接权值和激活函数阈值,再利用有限元模型计算建立神经网络的训练样本,将实际监测数据输入训练后的网络后即可进行土体参数的反演计算。本文以天津文化中心交通枢纽工程为例,详细介绍了基于神经网络的大型深基坑工程土体参数反演的步骤,并利用反演得到的参数进行其他工况条件下的数值计算,其结果验证了该参数反演方法行之有效。     

高速铁路轨道基础变形计算方法研究

列车移动荷载作用下高速铁路轨道与路基的动力响应将引发累积变形,为把控该变形机理,以实现精确计算,基于路基沉降后产生的变形机理及无砟轨道各结构层间关系,以双块式无砟轨道为例,对路基面及地基面下部边界进行分析,并考量道床板与支撑层的层间关系,设计融合不同条件的路基变形计算方法;并采用Abaqus软件对模型进行有限元计算,测算不同条件下模型对于路基变形机理的准确表征性,所得结果表明以地基面为下部边界及层间接触构建的变形计算模型,契合无砟轨道实际受力变形机理,而已路基面和层间结合为构建的模型,则不符合实际变形情况,据此,可得变形的准确计算方法。最后,通过与现场监测、刚性基础计算的对比分析,验证了变形计算在实际轨道路基沉降量测算中的应用性。     

软土地基穿堤涵管裂缝原因分析

工程实践中发现软土地基沟埋式涵管常出现裂缝问题,主要是不均匀沉降和受力不均匀所致。本文以广东省某涵闸为研究背景,结合现场调查、原位试验和有限元模拟等手段,对涵管受力及裂缝产生原因进行分析,通过研究发现,地基处理方式不同,作用于涵管上的荷载是不同的,当地基处理较刚时,与地基土形成较大沉降差时,作用于涵管上的荷载将较大于土柱荷重,若考虑不充分将会使涵管受力超出结构承载力,从而造成开裂,同时,对于刚性桩复合地基的应用,应增加褥垫层协调应力,结果对软土地基上涵管设计具有参考意义。并在此基础上提出一些建议,为同类工程避免裂缝产生提供参考。     

输电线路原状土基础抗拔极限承载力计算

根据经典土力学极限平衡状态下土微元体静力平衡方程式、Mohr-Cou lomb屈服准则和滑移线场理论,建立了输电线路原状土杆塔基础上拔极限平衡状态时滑动面上的应力分布基本方程式,并根据有关文献成果引入土体破裂面方程和边界条件假设,得到了输电线路原状土基础土体滑裂面抗拔极限承载力理论计算公式。通过该理论计算结果与《架空送电线路基础设计技术规定》“剪切法”计算结果的对比分析,指出了“剪切法”计算原状土基础上拔承载力时存在的问题,并给出了输电线路原状土基础抗拔极限承载力理论计算公式。     

风电机组变桨轴承变形研究与有限元分析

变桨轴承是风电机组的关键部件,其应力状态和变形对风电机组的安全运行有重大的影响。建立承受联合载荷作用的变桨轴承的计算模型,采用Newton-Raphson方法计算变桨轴承在外载荷作用下的变形情况,并应用ANSYS软件建立变桨轴承有限元模型,模拟轴承在联合载荷作用下的应力场和变形量。有限元分析结果验证了计算模型的准确性,可为变桨轴承结构设计提供理论依据。     

边坡深层抗滑稳定动力分析

岩体结构面在循环加载条件下的力学特性直接关系到上部结构的稳定安全.本文结合边坡动力抗滑稳定工程算例,采用有限元接触分析方法,对岩休结构面的理想弹塑性模型、简化非线性模型、考虑剪胀和磨损等现象的复杂非线性模型的计算结果进行了对比分析.接触面的理想弹塑性模型低估了接触面的变形能力,计算出的位移偏小,屈服区范围偏大,安全系数偏小.简化非线性模型的刚度随变形的增加而减少,增强了接触面的变形能力,计算出的位移增大,屈服区范围偏小,安全系数偏大.天然岩体结构面具有峰值剪切和剪胀特性,在循环加载条件下,峰值摩擦角、剪胀角会逐步磨损,考虑这些复杂特性后,模型计算结果处于理想弹塑性模型和简化非线性模型之间,更准确地模拟了接触面的受力变形特性.     

不同线路模型下的配电网三相状态估计

将配电线路分为架空线路和电缆线路两大类,并建立精确、简化和近似3种线路模型。给出负荷不平衡线路伏安特性的计算方法,通过分析线路模型对电压不平衡度的影响,进而研究线路模型对配电网状态估计的影响。通过IEEE33节点系统对不同线路模型进行测试,得出结论:精确模型对实时量测的影响较小,对精度不高的伪量测影响较大;若要提高伪量测的精度,可采用简化模型。