急流条件下钢栈桥水流力数值模拟研究

在急流中搭建临时钢栈桥,水流力是影响栈桥安全性的关键因素,现有相关设计规范对钢栈桥水流力作用考虑不足。以下部结构为3排钢管桩的某临时钢栈桥工程为研究对象,通过计算流体动力学方法对桩周水流场进行数值模拟,分析作用于钢管桩上的瞬时水流力特征。研究结果表明,水流在绕过栈桥钢管桩后分离形成回流漩涡,水流作用于桩身的阻力和侧向力均存在脉动成分;前桩对中桩和后桩具有遮挡效应,使得前桩的平均阻力大于中桩和后桩,平均阻力模拟结果与《港口工程荷载规范》建议值较吻合;3个管桩的平均侧向力均接近于0,瞬时侧向力峰值与平均阻力处于同一量级,若单纯对钢管桩水流力按静力进行结构设计,可能偏于不利。     

高边坡地震作用下稳定性分析

高边坡在高速公路的设计施工中均是项目的重点和难点,然而在境外承担的设计施工项目在高地震烈度下高边坡设计就更为复杂,关键是各设计参数的选用,由于规范的不同导致参数差异较大,本文根据实际工程设计情况,对高边坡地震作用下稳定性进行分析,提出可行的边坡加固措施。     

重型车辆作用下钢栈桥振动响应对比分析

大件运输车辆通过没有交通设施的河道时需建立钢栈桥作为临时通行设施,钢栈桥在重车作用下的振动响应分析尤为重要。文中以一座钢栈桥为工程背景,建立105 t大件运输车辆,基于ANSYS/LS-DYNA程序建立显式车-桥耦合振动分析系统,研究105 t重车作用下钢栈桥的振动响应;将LS-DYNA计算结果与实测值对比,对钢栈桥有限元模型的刚度进行验证,使有限元模型与实桥更吻合。分析结果表明,保持车速一致,车辆质量增加一倍,钢栈桥振动规律基本一致,但跨中竖向振动位移变化显著;保持车辆质量一致,车速增加一倍,钢栈桥跨中最大竖向振动位移增大,且持续振动时间增长。     

某施工栈桥受力计算及洪水作用下稳定性分析

依托某大跨度连续刚构桥施工栈桥,在计算栈桥在施工期间受力状态的基础上,分析洪水作用下栈桥的稳定性,探讨增强结构稳定性的措施。结果表明,桥面横梁应设置于贝雷梁节点位置;各榀贝雷梁之间上平纵联和下平纵联的设置是保证贝雷梁在横向水平力作用下共同受力的关键构造;为改善钢管立柱的受力,提高结构的稳定性,可采用增强立柱间横向联系、在立柱内灌注砼、加大立柱直径等措施,其中增强立柱间横向联系的作用最显著。     

地震作用下弃土场高边坡稳定性有限元分析

为了探讨地震扰动下弃土场边坡稳定性,以沾会高速公路Q-6弃土场高边坡为研究对象,利用RS2(Phase~2)有限元数值分析软件并结合Newmark积分法,建立边坡分析模型。根据地震时程曲线,将模型分为7个过程以模拟、分析不同时段边坡应变、位移及塑性区的变化规律。分析结果表明:地震发生后的前10 s对边坡影响较大,地震水平力更易激发坡脚的破坏;坡面中上部的水平位移最大,且其加速度放大现象很明显。     

地震作用下土质边坡动力稳定性分析

地震作用下边坡稳定性评价指标主要有永久变形和稳定安全系数。永久变形直接通过数值计算得到;稳定安全系数计算是在其地震反应分析基础上进行的。通过数值计算,可确定潜在滑动面上的初始应力及地震作用下各时刻的应力分布,然后根据潜在滑动面单元的初始静应力和动应力时程,计算各时刻的边坡动安全系数,得到边坡的动安全系数时程。文中最后结合一土质边坡进行了动力稳定性分析,得到了地震作用下边坡的变形规律和安全系数变化规律。     

地下工程围岩稳定性数值模拟分析

本文采用3D-FLAC分析软件,对隧道工程Ⅲ类围岩典型断面进行了模拟仿真分析,真实再现了开挖过程中不同支护方式下围岩应力的动态发展过程,全面了解围岩塑性分布区,为优化设计提供参考。     

地震作用下多孔钢波纹板拱桥力学分析

为给多孔钢波纹板拱桥的抗震设计提供参考,结合泗洪至许昌高速公路上一座3孔跨径4m的钢波纹板拱桥工程实例,利用大型通用有限元软件ANSYS建立该桥的三维空间有限元实体模型,采用动态时程分析法,对桥梁在人工合成地震波、El Centro波、Taft波3种地震波作用下结构的位移和应力进行分析。结果表明:在同一地震时程激励下,虽然各拱圈空间位置不同,但位移和应力响应的时程曲线走向一致;同一拱圈中,拱弧线拱顶位移比四等分点处位移约小24.9%,应力约小75.2%;不同拱弧线横桥向中部位移比外侧位移约大7.3%,应力约大17.6%;同一位置处边跨拱圈比中跨拱圈位移约大2.5%,应力约大20%。该拱桥结构具有良好的整体抗震性能。     

临时钢栈桥在车辆荷载作用下的动力响应

水中桥梁施工用临时栈桥在设计过程中一般均按照静力分析验算,忽略了车辆振动对栈桥结构的不利影响,也没考虑车辆时速对栈桥动力响应的影响。本文在基本理论分析的基础上,通过Midas civil计算软件模拟计算混凝土简支梁在移动集中力作用下的动力特性,进一步探讨桥梁振动和其在移动荷载作用下动力响应。并对比静力分析法,冲击系数法和时程分析法在临时钢栈桥设计计算中的差异和应用。     

深水钢栈桥设计方案对比分析

在深水桥梁施工中,钢栈桥作为关键的建筑材料运输线,对下部基础施工起到至关重要的作用,无覆盖河床中钢栈桥难以自稳,在流水压力作用下容易发生倾覆,针对流水作用下钢栈桥容易倾覆的问题,采用了两种方案进行对比分析:一种钢栈桥采用排桩,每排桩设一个钢管,间距3.5m;另一种方案,采用板凳桩并设置水平悬链线钢丝绳对每个栈桥桩处进行悬索拉结,形成水平悬索钢栈桥,索锚固于主体结构桥墩处。通过对比,悬索钢栈桥由于把管桩悬臂受力状态,改为一段固定一段铰接受力状态,极大地降低了管桩最大弯矩,增强了抵抗流水压力的能力,但悬索只能在主体结构钻孔桩完成后施作,所以需在洪水期以前做好悬索;排桩钢栈桥相对板凳桩单排水平刚度有所增强,结构形式没变,抵抗洪水能力较弱。两种方案都需要与钻孔桩钢护筒可靠连接。     

地震作用下深水桥墩流固耦合数值模拟方法研究

以一深水圆形高墩为研究对象,运用有限元数值分析程序,分别基于势流体理论和粘性流体Navier Stokes(N-S)方程建立地震动加速度、位移输入方式下三维流固耦合分析模型,通过对比不同流固耦合模拟方法下地震响应变化情况及不同地震动输入方式下地震响应拟合情况,验证势流体数值方法的有效性,并得到不同流固耦合模拟方法相适应的地震动输入方式。结果表明,采用势流体理论建立流固耦合模型,加速度与位移输入方式下的地震响应拟合较好;采用粘性流体N-S方程建立流固耦合模型,位移输入方式下地震响应变化规律更符合实际情况,而加速度输入方式下的结果变化呈现不同的规律;相比采用基于粘性流体N-S方程建立的模型,采用基于势流体理论建立的分析模型的计算结果更保守,更有利于深水高墩桥梁的抗震设计。     

地震作用下加筋土挡墙内部稳定性计算

前言目前,加筋土挡墙加筋最大拉力的计算方法大多是采用库仑和朗金理论导出。两种不同的理论可导出各种计算加筋拉力的表达式。主要区别是:一类是楔体分析法,以库仑理论为基础,视加筋土为复合体,在侧压力作用下墙面绕墙趾向外旋转,形成主动土压状态,破裂面与垂直线之间的夹角为θ(θ视加筋土挡墙的边界条件而异)。另一类是应力分析法,以     

节理岩质边坡稳定性数值模拟分析

将通用有限差分法与强度折减法结合,对含结构面的岩质边坡稳定性进行了分析。通过对节理岩质边坡的块体单元和接触面单元的强度参数进行折减,当模型失稳时,其折减系数就是边坡的安全系数。由对应的边坡块体的速度矢量可以确定滑动面和边坡的破坏形态。通过与传统的极限平衡法的结果比较,表明基于有限差分的强度折减法是一种可靠、有效的方法,为节理岩质边坡的滑动面确定与安全系数计算开辟了新途径。     

吾隘中学滑坡稳定性数值模拟分析

结合滑坡现场勘察和物理力学试验,运用FLAC3D软件,对吾隘中学不同水文地质条件下的滑坡进行模拟,得出其安全系数、位移以及剪应变增量分布。结果表明:滑坡在饱和状态下,剪应变增量集中区贯穿于覆盖层与基岩交界处,最大位移分布在覆盖层,滑坡处于不稳定状态。     

直立式加筋挡土墙稳定性数值模拟分析

采用MRAC软件,对直立式加筋挡土墙进行数值模拟,分析了加筋土挡墙的水平位移分布、面板的变形、筋材的受力和变形特性。分析结果表明:在土坡中设置加筋材料,能有效改善土体的变形状况,减小土体水平位移,提升挡土墙的工作性能,确保了土坡的稳定性。     

基于数值模拟的边坡稳定性分析

基于现场踏勘资料,采用强度折减法对某边坡进行数值模拟分析,得出边坡的安全系数为1.121,滑动面圆弧半径为27.26 m左右。结合现场踏勘情况,为边坡提供加固建议,以期为类似工程提供参考。     

不同结构形式下公路隧道的稳定性数值分析

主要对平底隧道和仰拱隧道二者的围岩受力和隧道周围位移进行对比分析,得到以下结论:开挖过程中两种隧道模型最大压应力值存在差别,且上台阶开挖要比下台阶开挖时最大压应力值要大;开挖过程中仰拱隧道的最大拉应力一直略小于平底隧道,说明施加仰拱对围岩整体受力较好;随着隧道开挖步的进行,两种隧道模型均呈现出拱顶沉降和拱底隆起位移增长的趋势,且仰拱隧道拱顶沉降值一直略大于平底隧道,而仰拱隧道拱底隆起值一直略小于平底隧道;两种隧道模型上拱墙竖向沉降基本一致,而仰拱隧道底部隆起位移均小于平底隧道,且仰拱隧道隆起位移最大值要比平底隧道小6. 78%,这与仰拱隧道底部围岩和衬砌的"拱作用"有关。实际工程中应综合考虑各方面进行方案选取。     

水平地震荷载作用下斜坡路基动力稳定性分析

西南山区的道路普遍穿越高烈度地震区域,地震荷载作用下路基结构的动力稳定性问题必须引起重视。笔者运用GEO-SLOPE软件中的SLOPE/W模块和QUAKE/W模块,采用动力有限元法,系统地分析了斜坡路基结构在水平地震荷载作用下的动力稳定性,总结了路堤填筑高度、地面横坡、地震烈度、软弱夹层厚度4个参数对斜坡路基结构动力稳定性的影响。     

基于有限元水平地震荷载作用下土坡稳定性分析

基于GeoStudio有限元软件,分析水平向地震荷载对边坡稳定的影响,借助拟静力法和莫尔-库伦理想弹塑性模型在水平向地震荷载作用下的应力、变形,应用slope/w刚体极限平衡稳定分析程序与sigma/w有限元程序相结合的方法,以有限元矩形单元网格边界组成的锯齿状滑裂面替代传统的圆弧滑动面,对一土坡的稳定性进行了分析。计算结果表明,二者的计算结果相近,且在相同工况下有限元计算安全系数略大于刚体极限平衡法计算安全系数。     

差异性填料路堤高边坡地震稳定性数值分析

近年来世界各地地震频发,对路堤高边坡破坏很大。本文通过建立土体动力本构模型及边界条件,利用大型土工软件GEO-SLOPE,分别输入El Centro波、Taft波和按规范要求拟合的人工波,对不同填料路堤高边坡进行了有限元数值分析,结果表明,地震会不同程度地降低路堤边坡的稳定安全系数,且填料物理力学性质越差,降低幅度越大。