波浪作用下黏性土海床动力响应数值分析

波浪作用下黏性土海床的动力响应对于海洋建筑物的稳定性具有重要的影响。在大型有限元软件ABAQUS平台上进行二次开发,根据重复性原理(repeatability principle)在有限元模型中设置侧向边界条件,采用Carter等(1982)提出的改进剑桥动力本构模型模拟海床土体。首先通过与有关弹性海床在波浪荷载作用下力学响应的解析解的对比,在一定程度上验证了有限元模型的合理性。进而通过参数对比研究,探讨了波高、波浪周期、海床土体的渗透系数等因素对于弹塑性黏性土海床力学响应的影响。计算结果表明,在波高较大、周期较短、土的渗透系数较低情况下,容易导致黏性土海床丧失稳定性。     

灰色模型在城市用水量预测中的应用

城市年用水量为城市建设规划以及供水管网改扩建提供依据.我国城市年用水量序列特点是记录时间短,记录数据少.针对我国城市年用水量数据序列的这种特点对其进行分析研究,利用灰色系统理论,建立预测年用水量GM(1,1)模型,并以湖州市年用水量数据为原始数据进行了实际预测,取得了较好的预测效果.     

复合加载模式下桶形基础破坏包络面特性研究(英文)

桶形基础结构是一种适宜于滩海软黏土地基上的新型海洋基础形式。研究复合加载模式下桶形基础的承载力特性,并进而依此评价海洋平台基础及地基的稳定性是桶形基础设计与施工中的关键问题。针对软黏土地基上桶形基础结构,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS,采用基于Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性本构模型,对复合加载模式下桶形基础的承载特性进行了三维弹塑性数值分析。在V-H、V-M、V-M-H空间内建立了复合加载模式下桶形基础极限承载力破坏包络图,推导了破坏包络面的经验计算公式,由此可根据实际的复合加载状态与数值计算所得的破坏包络曲面之间的相对关系,评判实际荷载作用下桶形基础的工作状态,为工程设计提供参考依据。     

循环复合加载条件下裙板式基础下的地基承载力

为了合理考虑软黏土发生强度弱化的循环软化效应,将软黏土循环强度概念与不排水条件下邓肯-张非线性弹性关系与Mises屈服准则相结合,提出非线性弹塑性-循环强度模型。进而对于循环复合加载条件下裙板式基础的稳定性以及动静耦合现象进行有限元模拟,并与已有的模型试验及计算结果进行比较。结果表明:裙板式基础下地基所承受的峰值动荷载相对于其极限承载力有较大降低,不考虑土体屈服前非线性弹性所得到的峰值动荷载偏高。当基础所受的静荷载较小时,地基破坏主要由循环荷载引起,而当基础所受的静荷载较大时,地基破坏主要由静荷载引起。     

软基上吸力式沉箱抗拔承载力的改进极限平衡法

为了计算软土地基上吸力式沉箱的抗拔承载力,在简化极限分析方法的基础上,进一步考虑沉箱侧壁与土之间的界面摩擦效应,提出了一种改进的极限平衡分析方法.通过与相应的三维有限元数值计算以及离心模型试验结果的比较,验证了所提出的改进极限平衡分析方法的合理性.采用该方法探讨了结构长径比、软基的不排水抗剪强度、荷载作用点位置等因素对于沉箱承载力的影响.结果表明,沉箱与土之间的界面摩擦系数对于其抗拔承载力具有一定影响;沉箱的最优系缆点位置一般位于筒顶以下0.55～0.7倍的筒高之间.     

浅基础在水平荷载与力矩荷载作用下承载性能研究

联合采用swipe加载模式和固定位移比加载模式, 通过数值模拟，对条形浅基础在水平与力矩荷载作用下的承载性能进行了比较系统的分析, 主要探讨了埋深、地基土不排水强度的各向异性对于复合加载条件下浅基础破坏包络面的影响, 揭示了地基在水平和力矩荷载的不同组合条件下的失稳破坏机理。计算结果表明: 当浅基础埋深与宽度之比大于0.5时, 基础的破坏包络面出现比较显著的倾斜, 而且不满足前人建议的包络面方程; 在归一化荷载平面内, 埋深对于包络面的形状有较大影响, 而在给定埋深情况下, 其形状与地基土强度的各向异性无关。     

基于ＡＢＡＱＵＳ生死单元技术的平衡地应力方法研究

初始地应力是岩土工程数值模拟过程中必不可少的一部分,其初始地应力平衡效果的好坏对后续的数值分析有着较为显著的影响。通用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ虽然提供了多种地应力平衡方法,但是岩土工程材料多样、工况复杂,并不是所有的常规方法都能使地应力平衡满足要求。针对压硬性砂土地基中桶土相互作用问题,通过二次开发,对于ＡＢＡＱＵＳ软件中的Ｍｏｈｒ-Ｃｏｕｌｏｍｂ弹塑性本构模型进行改进,从而可以考虑砂土中变形模量随平均主应力变化的压力相关性。进而基于软件中生死单元功能,提出了一种分步平衡法,通过分步创建桶土之间的接触以更好地模拟地基在桶土相互作用过程中的实际响应。结果表明,分步平衡法的地应力平衡效果明显优于常规自动平衡法,可为其他类似模拟提供参考价值。     

渗流作用下边坡稳定性分析的强度折减弹塑性有限元法

将边坡渗流的有限元计算和稳定分析的强度折减弹塑性有限元法相结合,对渗流作用下边坡的稳定性进行有限元计算与分析。基于有限元计算所得到的堤坝各单元结点水头,通过面力法和体力法两种等效方法计算渗流作用力,即通过单元结点水头计算作用于单元周边的孔隙水压力及其等价结点力或通过单元结点水头计算作用在单元上的渗透力及其等价结点力。将所确定的渗流等价结点力与土的自重、地震力等其它荷载共同施加于边坡上,采用强度折减弹塑性有限元数值分析确定边坡的临界失稳状态及其所相应的安全系数。应用实例表明该方法是有效的。     

深厚软基上大圆筒结构循环承载力有限元分析

为了评价深厚软土地基上大圆筒结构在波浪荷载作用下的稳定性,考虑波浪可能导致的软黏土地基发生强度和刚度弱化的循环软化效应,将Andersen等建议的软黏土循环强度概念与不排水条件下Duncan-Chang非线性应力应变关系相结合,建议了非线性弹塑性-循环强度模型,并在ABAQUS软件中予以数值实施.并对深厚软基上深埋式大圆筒结构的承载力特性以及失稳模式进行了三维有限元数值分析,并与单调加载条件下的计算结果进行了比较.结果表明:大圆筒结构物地基在循环破坏时的失稳形态及地基中等效塑性应变的分布与极限破坏状态时存在较大差异;大圆筒结构的循环承载力相对于极限承载力有较大降低,并且受到荷载作用点高度及荷载循环破坏次数等诸多因素的影响.     

砂土地基上圆形浅基础三维破坏包络面的理论研究

对砂土地基上圆形浅基础在竖向荷载V 、水平荷载 H 及力矩 M 复合加载条件下的承载力进行了系统的三维有限元分析。在分析中,砂土假定为纯摩擦材料,遵循基于 Mohr-Coulomb 破坏准则的理想弹塑性本构关系。首先,对圆形浅基础的竖向承载力进行了有限元计算,并与滑移线解法进行了对比,两种方法所得结果比较吻合。进而探讨了砂土内摩擦角对于基础在 V-H 、V-M荷载平面与V-H-M 三维荷载空间内的破坏包络轨迹的影响。计算结果表明,与不排水情况下软黏土地基上基础破坏包络面相比,砂土地基上圆形浅基础的破坏包络面形状有较大差异,但V-H 和V-M 平面内的破坏包络面形状仍具有较好的归一化特性。基于有限元计算结果,建立了圆形浅基础在V-H-M 三维荷载空间内的破坏包络面方程,该方程可用来合理评价复合加载条件下砂土地基上圆形浅基础的整体稳定性。