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.     

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。     

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     

土与结构接触面行为研究综述

为探讨土与结构接触面的力学和变形行为,在总结国内外土体与结构接触面研究成果的基础上,介绍了土与接触面研究在试验研究、本构行为和数值模拟方面的进展。对比分析了不同试验仪器的性能,讨论了现有接触面本构模型的不同特点,并对接触面数值分析进行了分类总结,指出冻土与结构接触面试验设备的研制及其本构模型的建立是今后研究的一个重要方向。     

基于Weibull分布的土-结构接触面剪切损伤模型研究

针对土-结构接触面剪切特性,基于现有统计损伤理论提出了土-结构接触面剪切损伤模型及模型参数的确定方法。利用大型直剪仪对红黏土-混凝土结构接触面进行直剪试验,分析了红黏土-结构接触面上剪应力-应变特性。根据试验结果得到红黏土-结构接触面剪切损伤模型的相关参数,建立了基于Weibull分布的损伤模型参数与法向应力的关系,并对模型进行了修正。最后将理论计算结果与试验结果进行了对比分析,验证了该模型的合理性。研究成果表明:法向应力水平越大,黏性土-结构接触面剪切软化现象越不显著,应力应变关系由软化型转变为弱软化型。通过对接触面直剪试验的成果进行验证,模型计算与试验结果吻合较好,证明了文中提出的剪切损伤模型具有能够充分反映土-结构接触面软化特性和应力状态的特点,模型参数较少。     

粒状土与结构接触面强度特性粒径效应影响研究

为研究颗粒粒径对典型粒状土与结构接触面剪切特性的影响,开展了不同粒径范围粗粒土与混凝土接触面大型直剪试验,分析颗粒粒径对接触面剪切强度及接触面强度参数的影响规律,探讨了接触面剪切强度的粒径效应影响机理。结果表明：接触面剪切强度随土体颗粒粒径的增大而明显增大,且当颗粒粒径与结构表面粗糙形貌比值接近1时,其继续增大对接触面剪切强度影响不再明显;不同剪切位移处接触面剪切应力与法向应力均能较好地满足摩尔库伦破坏准则,剪切过程中接触面内摩擦角随剪切位移的增大而增大并逐渐趋于稳定;而不同粒径条件下接触面表观黏聚力随剪切位移的变化规律有着明显的差异;颗粒粒径的增大能显著提高接触面表观黏聚力,对接触面最大内摩擦角无明显影响。     

不同围岩和埋深条件下土-结构接触界面对衬砌结构横向地震响应特性的影响分析

土与地下结构在强震作用下易发生错动滑移,会对地下结构的抗震性能产生较大影响。为确保隧道的长期安全性,运用有限元分析方法研究不同围岩和埋深条件下土-结构接触面对盾构隧道衬砌结构横向地震响应特性的影响。结果表明： 1)随着土质条件的提高,无论土-结构接触界面有无考虑错动滑移情况,隧道衬砌结构的轴力极值均显著增大,而剪力和弯矩极值均显著减小,且由土-结构接触界面错动引起的隧道衬砌结构动内力变化幅度显著减小; 随着隧道埋深的增加,由土-结构接触界面错动引起的隧道衬砌结构动内力变化幅度逐渐减小。2)考虑土-结构接触界面错动滑移时,随着土质条件的提高和隧道埋深的增加,隧道衬砌各部位水平滑移量均逐渐减小。3)当隧道围岩条件较差或埋深较浅时,隧道衬砌结构的横截面抗震设计应充分考虑土-结构接触界面对隧道抗震性能的影响。     

含砂量对黏土与结构接触面剪切性质的影响

通过土体内部、土与钢以及土与混凝土的剪切试验,研究分析了土体含砂量对抗剪强度、摩擦角和黏聚力的影响。结果表明:土体内部、土与结构接触面的抗剪强度和摩擦角均随含砂量的增大而增大;土体内部的黏聚力随着含砂量的增大而减小,而土与结构接触面的黏聚力却随着含砂量的增大而增大。含砂量对土体的内摩擦角影响较大,而对土与钢和土与混凝土这两种类型的接触面影响较小。在试验参数范围内,对于任意含砂量和垂直应力,土体内部的抗剪强度、内摩擦角和黏聚力均大于土与钢和土与混凝土之间的抗剪强度、摩擦角和黏聚力。     

考虑卸荷的桩-土接触面模型研究

以多组砂土与混凝土接触面大型直剪试验为基础，对卸荷条件下接触面的力学行为进行研究，通过理论推导，建立砂土径向卸荷条件下的桩-土接触面剪切模型，给出了模型中各个参数的确定方法，并采用大型直剪试验数据对模型进行验证。结果表明:考虑卸荷的桩-土接触面剪切模型可以很好地反映试验结果，可为工程实践提供一些参考。     

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.     

土工合成材料与土界面剪切特性数值模拟

应用有限单元法,建立了土工合成材料拉拔试验计算模型,分析筋土界面力学行为,研究拉拔端不同位移时筋土界面摩阻力与筋材拉伸变形的分布特点,以及筋材刚度与试验超载对筋土界面摩阻力、筋材拉伸变形的影响。结果表明:筋土界面摩阻力并非均匀分布,位于拉拔端附近界面摩阻力有一峰值;对于高强度筋材,随着拉拔端拉伸位移的增大,峰值摩阻力逐渐后移,直至整个界面发生剪切滑动;筋材拉伸刚度与超载需匹配,超载越大,筋材刚度越高,筋材承载能力越强。     

汽车车架纵梁焊接变形预测

采用固有应变有限元法,通过一次弹性有限元计算,即可得到整个焊接结构件的残余应力及变形。同时,针对汽车纵梁部分直线段模型进行焊接变形分析,并与试验数据进行了对比,验证了该方法的有效性。在此基础上较准确地预测了某汽车车架纵梁的焊接变形。     

混凝土界面粘结性能有限元分析

关于超高性能混凝土（UHPC）与普通混凝土（NC）粘结界面的试验研究较多，但如何在有限元软件中进行有效的模拟并进行相关参数分析的研究仍较少。本文利用大型有限元分析软件Abaqus建立了采用粘聚力单元以模拟UHPC与NC粘结界面的有限元模型，并通过修改粘聚力模型参数分析了不同界面粗糙程度下UHPC-NC界面的粘结性能。建立了直接剪切、斜剪试验有限元模型，且利用摩尔库伦强度理论反推界面摩擦系数。结果表明：通过粘聚力单元模拟UHPC-NC界面能很好的反应实际的受力性能。     

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。     

行车荷载和填筑高度对粉性土路堤变形的影响

不同行车荷载、不同填筑高度下的变形应力有限元分析表明:超限车辆引起粉性土路堤的过大变形是导致半刚性沥青路面结构疲劳开裂的重要因素;路堤填筑高度>8m,随路堤高度增加,路堤内的应力、应变急剧增大,路基的变形远超过路基的容许弯沉。提高压实标准,路堤内应力几乎没变化,但对减少竖向变形的作用随填筑高度增加而逐渐增大。葡氏重型不同压实度标准的压缩、回弹模量表明,提高粉土路基的压实度,特别是90%、93%区的压实度能有效地降低路基的孔隙比及变形,改善路面结构的疲劳拉应力状况。     

埋置式钢质波纹板管结构的有限元分析

埋置式钢质波纹管充分利用了波纹板的刚度和对变形的适应能力,具有施工方便、环保的特点,被广泛应用于水利治理、隧道、小跨径桥梁等许多方面。其内力计算可以采用平面有限元和空间有限元进行计算。通过比较计算实例可知,平面有限元的计算结果有足够的精度,满足工程应用的需要。经荷载试验比较可知,有限元计算结果略偏保守,能够保证结构的安全。     

基于整车建模的半挂牵引车有限元分析

在调研国内外相关研究的基础上,对某半挂牵引车整车结构进行了建模,并对该牵引车进行了静态电测试验,为有限元分析提供实践依据,同时验证了有限元模型的正确性。利用已验证的有限元模型,分析了该牵引车在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下的应力分布和变形情况,同时对该牵引车整车结构进行了模态分析。     

摩托车管式车架复杂空间模型从UG到ANSYS的自动转换

以摩托车管式车架为例,用UG的二次开发工具GRIP和ANSYS的APDL模块编写接口程序,实现UG的CAD三维车架图形到ANSYS三维刚架有限元模型的自动转换。该工作对复杂空间管架类结构的有限元自动建模有普遍应用价值。