砂浆锚杆的有限元模拟方法探讨

针对现有砂浆锚杆有限元模拟方法的局限性与不足,在深入探讨砂浆锚杆的力学机理的基础上,提出了一种包含锚杆、砂浆以及接触面的新型复合锚杆单元,该单元不仅能反映锚杆的轴向受力作用,还能反映锚杆的抗弯以及锚杆与岩体接触面的剪切滑移效应,并利用有限元基本理论,推导了新型复合锚杆单元刚度矩阵及相关计算公式,并编制了相应的计算程序,工程实例分析表明: 模型能够满足工程要求,具有一定的理论与工程实用价值.     

隧道全长粘结式锚杆有限元模拟分析研究

锚杆尤其是全长粘结式砂浆锚杆是隧道工程广泛应用的支护型式,但由于目前对全长粘结式砂浆锚杆支护作用力学机理认识不足,使其设计方法存在一定的局限性.针对某隧道工程,基于新型复合砂浆锚杆有限单元模型,采用非线性有限元分析了全长粘结式砂浆锚杆设计参数对支护效果的影响,并对隧道变形与塑性区分布规律进行探讨,从而为隧道支护设计提供了参考依据,完善了隧道全长粘结式砂浆锚杆支护的理论与方法.     

基坑开挖地表沉陷分析方法

提出了用有限元－无界元耦合的方法进行基坑开挖时地表沉陷变形分析，为了模拟实际受力状态，在挡土结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状，结合工程实例，计算结果表明，本文方法能反映实际情况。     

地下结构与周围介质相互作用的计算分析

提出了用有限元一无界元的方法计算地下结构——土耦合体系的应力和变形。为了模拟实际受力状态，在地下结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元，它可以与土体的弹塑性模型相衔接，能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状。     

中空型注浆锚杆与普通砂浆锚杆的工作性能比较

锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种最经济有效的方法。本文分析了普通砂浆锚杆的缺陷，比较了中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆的工作特性，提出了应用长期隐性效益的观点来看待锚杆的经济性，并指出中空注浆锚杆体系的出现和发展是我国岩土锚杆技术进步的一个标志。     

复合锚杆桩技术加固效果的数值分析研究

当地铁穿越既有桥梁基础或在其附近通过时,复合锚杆桩技术被广泛应用于桥梁基础的加固工程,但其加固机理极其复杂,理论远远落后于工程实践。文中首先介绍了复合锚杆桩的研究及应用情况,分析了其加固机理;然后以某实际工程为例,采用有限单元法对影响复合锚杆桩加固桥梁既有基础效果的各种因素进行了分析,并与常规处理方法进行比较。结果表明,加固后的桥梁基础受隧道开挖影响产生的位移随着复合锚杆桩的加固深度、间距及距离地铁隧道距离的增大而减小。     

桩土相互作用的有限元-无界元分析

本文提出了用有限元—无界元的方法计算桩—土耦合体系的应力和变形。为了模拟实际受力状态 ,在桩与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元 ,它可以与土体的弹塑性模型相衔接 ,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状。计算结果与现场观测数据吻合较好 ,说明在桩的负摩擦分析中考虑土的弹塑性特性及接触面单元的必要性     

地下结构与周围介质相互作用的计算分析

提出了用有限元 - 无界元的方法计算地下结构--土耦合体系的应力和变形.为了模拟实际受力状态,在地下结构与土相接触的界面上设置了一种有厚度的接触面单元,它可以与土体的弹塑性模型相衔接,能合理地反映接触面及其邻近区域剪切破坏带中的变形性状.     

声波反射技术在锚杆质量检测中的应用

锚杆的长度和砂浆饱满度是锚杆质量的关键控制指标,应用声波反射技术能准确测量锚杆的有效锚固长度与砂浆饱满度,是一种快速、经济、可靠的无损检测技术。检测证实,冲江河水电站岩体锚固工程的锚杆锚固均为优良。     

下沉式立交软土深基坑工程施工数值仿真分析

基于无厚度接触面单元建立了软土深基坑围护桩一土相互作用非线性有限元分析模型,并与佛山市佛山大道下沉式立交深基坑工程的现场监测成果进行对比分析,研究成果对完善软土地下立交深基坑工程的信息化施工技术具有参考价值.     

在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析

基于现场监测数据,采用数值分析方法研究了拱桥铺山岭隧道在底部动载作用下隧道锚杆的轴力和锚固水泥浆应力的动态响应规律。随着爆炸应力波传播,无衬砌影响的锚杆轴向拉应力在极短的时间里增加至峰值,最后趋于稳定,有衬砌锚杆轴力一开始都是向受压方向达到峰值,然后逐渐向反方向振动。每根锚杆从锚头到锚尾锚杆单元轴力都是先增加后减小,中间锚杆单元受拉较大。随着动载作用时间推移,无衬砌影响锚杆在动载作用下,锚杆锚固水泥浆应力逐渐上升到峰值并逐渐趋于稳定,每根锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由负向正方向转变,正负方向水泥浆应力峰值都是由中间向两端逐渐增大。受衬砌影响锚杆锚固水泥浆应力在动载作用后,锚杆锚固水泥浆应力发生多次振动,除了拱腰附近锚杆受到锚固水泥浆应力较小外,其他锚杆的锚固水泥浆应力从锚头至锚尾由正向负转变,峰值大小是先减小再增加。     

锚杆注浆浆液参数优化研究

论述锚杆注浆的重要作用及不同配合比的浆液对工作性能的影响,探讨不同水灰比、速凝剂掺量、砂浆的灰砂比的用量对于浆液性能的影响,提出优化后的浆液配比,为今后类似工程提供参考。     

新型BFRP锚杆在边坡支护工程中的施工工艺研究

新型BFRP筋材具有高强度、耐腐蚀、与注浆体粘结性能良好等优点，适合作为工程锚杆。从BFRP锚杆制作、锚具设计、锚杆施工步骤等角度，对新型BFRP筋材锚杆的施工工艺进行研究。设计制作了适合于预加力锚杆和非预加力锚杆的BFRP锚杆专用锚具，并获得简易对中器制作方法及锚具粘结工艺。通过实际工程应用表明，所提出的新型BFRP筋材锚杆施工方法合理可行。     

浅埋近接隧道施工地表沉降有限元分析

结合浅埋隧道工程地质和支护设计特点，应用大型有限元软件（ANSYS7．0）模拟了浅埋隧道近接施工的地表沉降曲线，并与现场实测资料进行了对比分析，得出多洞室施工的地表沉降量是单洞室沉降量的2～3倍，尤其是隧道上台阶的开挖对地表土体的扰动更为严重，从而证明了地表深层注浆的必要性。同时，通过对实测资料的回归分析，得出地表沉降与时间的关系曲线，对现场施工有着很重要的指导意义。     

盾构管片接头三维数值模拟与研究

盾构管片接头作为管片分块的连接部分,是盾构管片结构中的重要且薄弱的局部结构,其力学性能直接影响盾构管片正常运营的安全性。利用三维有限元方法建立了精细化的三维数值模型,采用实体单元模拟了铸铁件管片接头、螺栓、垫片等结构,计算了螺栓表面荷载下管片接头的力学性能和锚筋支座反力,通过3组螺栓位置情况讨论分析了锚筋位置对管片接头结构力学性能以及锚筋支座反力的影响。数值计算结果说明三维有限元法能有效的计算和分析盾构管片接头的力学性能,锚筋位置的改变能明显的影响锚筋支座反力。     

铁路隧道接触网可更换预埋槽道新型锚杆型式研究及有限元分析

为解决铁路隧道内接触网预埋槽道承载力弱且不可更换等关键技术问题，在现有固定型式预埋槽道的基础上，设计了多种预埋锚杆结构型式的新型可更换预埋槽道。采用ABAQUS对预埋锚杆、锁紧螺杆、槽道、混凝土等主要构件的应力和变形进行分析，探究锚杆及混凝土的受力规律。研究表明： 1）螺纹的设计对预埋锚杆的轴拉效果有一定的提高，翼缘锚杆的支撑对于预埋锚杆抗拉拔和抗剪切性能有较大提升； 2）更多翼缘的设计使轴拉时的混凝土压应力显著减少，但略增大了混凝土的拉应力，对抗剪切性能提升有限； 3）相比变截面型式的预埋件性能提升不大且加工制作较为复杂，单翼缘带螺纹的设计更为合理，可对此进行进一步设计。     

水泥浆液黏度对全风化花岗岩注浆加固效果的影响

水泥浆液是隧道与地下工程水害治理与地层加固的常用注浆材料。针对利用水灰比调节水泥浆液黏度的传统方法在注浆治理工程中存在的局限性,通过掺加2种外加剂实现了水灰比为1：1的水泥浆液的黏度和流动度在一定范围内动态可调。选取典型工程中遭遇的全风化花岗岩为被注介质,开展了注浆模拟试验,研究了不同黏度浆液在全风化花岗岩中的扩散规律,分析了浆液黏度对注浆加固效果的影响机制。研究结果表明：水泥浆液在被注介质中整体呈现劈裂扩散模式,随着浆液黏度的增大,主劈裂浆脉扩展形态由"三叉形"逐渐向"折线形"转变,主浆脉宽度变厚,被注介质的单轴抗压强度和抗剪强度不断提高;在水泥浆液黏度为24.6 s时,加固土体的单轴抗压强度提高了87%,内聚力和内摩擦角分别提升了220%和46.6%,内摩擦角与抗剪强度随浆液黏度的变化趋势基本一致,可见内摩擦角的提升可作为影响被注介质抗剪性能的关键指标;临近18.8 s的浆液黏度是浆脉扩展形态转变和被注介质强度增长速率变化的敏感黏度。研究成果可为全风化花岗岩及类似地层注浆治理工程中的注浆材料选型、黏度调控及加固效果评价提供技术参考。     

桥壳结合面接触非线性有限元分析

本文采用接触非线性有限元技术,通过建立桥壳、主减速器壳、螺栓组有限元模型,在螺栓预紧力与结合面之间的相互关系影响下,分析在三种载荷工况下,桥壳与主减速器壳结合面之间的接触压力分布情况,并能得到应变最大的区域,找出易漏油区,对产品设计及以后的改善提供了可靠的依据。     

铁路刚架桥受力特性研究分析

刚架桥以其独特的结构特点在跨越既有道路时有广泛的应用。以某新建铁路为工程背景，根据现场的工程概况，设计采用了不同跨度、净高、斜交角度的刚架桥。基于Midas板单元建立模型，分析刚架桥的受力特性，然后配筋计算，得出较为合理的配筋计算结果，可为类似工程提供参考。     

铁路桥墩裂缝加固设计和有限元分析

分析了某铁路桥桥墩开裂的原因,提出了对深度超过桥墩钢筋保护层厚度的裂缝,先采用深层压浆,再对表面开槽,并采用加固型混凝土进行置换的加固设计方案,并采用通用有限元软件ANSYS11.0对该桥20号墩的加固设计进行了有限元模拟分析。