有限元极限分析法的进展及在隧道工程中的应用探讨

介绍有限元极限分析法的发展历程及目前的最新进展。分析强度折减法在强度折减过程中、容重增加法在容重增加过程中滑坡屈服面的变化过程,对这2种有限元极限分析方法的适用范围进行解释和说明。重点介绍一种改进的强度折减法—拉剪强度同步折减的强度折减法,通过分析指出这种改进的强度折减法适宜计算隧道的安全系数大小,并对该法在隧道工程中的应用前景进行展望。     

侧岸约束下高填路基稳定性三维效应系数计算

文章针对侧岸约束下高填路基稳定性问题,分别采用二维的两种计算方法——极限平衡Spencer法和有限元强度折减法对其安全系数进行计算,结果表明有限元强度折减法可以替代Spencer法。建立侧岸约束下高填路基实体模型,采用有限元强度折减法计算不同冲沟岸坡坡度的三维安全系数并与Spencer法的二维安全系数比较,通过回归分析求得侧岸约束下高填路基稳定性三维效应系数。结果表明:岸坡坡度越陡,三维效应系数越大,越有利于路基稳定。     

甘肃某公路高边坡稳定性研究

基于有限元(FEM)强度折减法计算出边坡潜在滑面的位置和稳定系数,并与极限平衡法计算结果做比较.从而对甘肃某公路高边坡稳定性进行研究.结果表明,有限元强度折减法与传统极限平衡法计算的稳定性系数很接近,增强了计算结果的可靠性.     

某岩质边坡工程稳定性的有限元分析

阐述了有限元强度折减法的基本原理,采用二维弹塑性有限元法分析了某岩质边坡的稳定性,通过强度折减计算其安全系数,并与传统的极限平衡方法得到的结果对比,结果证明,有限元强度折减法求解岩体参数相对于传统极限平衡方法有诸多优点,适用于边坡稳定性分析。     

火灾后钢管混凝土拱桥的承载力研究

以某突发火灾的哑铃形钢管混凝土跨线系杆拱桥为研究对象,在现有温度场推定方法的基础上提出了最小区域温度判定方法;并利用通用有限元软件ANSYS建立模型分析了系杆从开始起火至火被扑灭整个过程下的温度场,得到了系杆截面的温度变化规律;根据截面的温度分布状况分别采用自然冷却降温强度折减法和喷水冷却降温强度折减法计算了系杆混凝土的烧损换算深度,并在此基础上提出了混合折减的思想;采用Midas Civil建立全桥有限元模型,分顶板受火和底板受火两种工况对比分析了不同折减方法下抗弯承载力的变化规律。计算结果与现场量测数据比较发现,按照喷水冷却降温强度折减法计算的烧损深度较量测值大,计算承载能力偏于保守;按照自然冷却降温强度折减法计算的烧损深度较量测值小,计算承载能力偏于不安全;按照混合折减方法计算的烧损深度与量测值较为接近,因此,承载能力的折减也更加合理。     

极限平衡法与有限元强度折减法对某公路边坡挡土墙稳定性分析

针对边坡稳定性分析的极限平法和有限元强度折减法的特点进行了讨论,并结合一具体挡土墙的工程实例,采用极限平衡法和有限元强度折减法对该挡墙的整体稳定性进行了计算分析。分析结果表明：采用极限平衡法和有限元强度折减法均可以得到边坡的安全系数,且采用极限平衡法得到的安全系数值偏安全,可满足工程设计要求。采用有限元强度折减法可以得到边坡体的应力-应变,可作为极限平衡法的补充设计依据。     

有限元重力加大法计算边坡安全系数

基于大型有限元通用软件ADINA,提出一种新的边坡稳定分析方法——有限元重力加大法。该法不需预先假定滑动面,也不需反复折减岩土体的强度指标c、φ,以真实的c、φ值进行稳定计算。通过迭代法不断增大重力,直至计算不收敛为止,此时重力增大的倍数即为安全系数。通过算例与传统极限平衡法和有限元强度折减法比较,表明有限元重力加大法在边坡工程稳定分析中应用是切实可行的。     

有限元极限分析法的适用性研究与应用

主要介绍有限元极限分析法的发展历程。分析了强度折减法在强度折减过程中、容重增加法在容重增加过程中屈服面的变化过程,对这两种有限元极限分析方法的适用范围进行了解释和说明。介绍了强度折减法的最新进展——拉剪强度同步折减的强度折减法,这种强度折减法能用于计算隧道的安全系数。从强度储备的角度对隧道安全系数进行了定义,并展望了安全系数在隧道工程中的应用前景。     

复杂地形条件下高填方路基稳定性三维有限元分析

基于强度折减法,采用大型有限元软件,考虑复杂地形条件,对高速公路高填方路基稳定性进行三维非线性有限元分析。采用有限元计算是否收敛作为对边坡稳定性的失稳判据,路基本构模型采用D rucker-Prager理想弹塑性模型,得到高填方路基安全系数,计算结果证明三维非线性有限元强度折减法可以较好反映现场高填方路基的稳定性。     

基于Bishop法基础上的土质边坡有限元强度折减法的适用性探讨

利用有限元强度折减法对土质边坡稳定性系数进行计算.通过强度折减,当边坡出现塑性区贯通时,有限元程序不再收敛,此时的折减系数就应该是边坡的稳定性系数.另外,通过Bishop法得到的边坡稳定性系数和有限元折减法得到的稳定性系数非常接近.由此说明,有限元强度折减法在土质边坡稳定性系数确定方面具有一定的适用性.     

浅埋偏压小净距隧道开挖顺序研究

采用改进的有限元强度折减法计算某浅埋偏压小净距隧道2种开挖方式在各个施工阶段的安全系数大小.比较这些安全系数,找到2种开挖方式在整个开挖过程中最容易产生破坏的施工步,得出浅埋偏压小净距隧道先开挖深埋侧可避免出现较危险的施工状态这一结论,希望对研究对类似工程的施工具有一定的指导意义.     

双排桩支护结构参数对深基坑稳定性的影响分析

为探讨双排桩支护结构参数对深基坑稳定性的影响，以成都某项目2A期工程的基坑支护为依托，通过运用三维有限元强度折减法，分析不同结构参数下基坑安全系数和双排桩水平位移、桩后土压力的规律，从而得出基坑不同失稳破坏模式。结果表明:在各参数的合理范围内，基坑土体呈内部剪切破坏，与陡边坡的拉裂-剪切破坏不同。     

基于MARC的土工格栅加筋挡土墙的有限元分析

为了研究土工格栅加筋挡土墙的工作性能,运用有限元分析软件MARC对一试验墙进行数值计算,通过对比分析验证了MARC的可靠性,在此基础上,对模型参数进行修改,分析预应力施加、加筋距离、加筋长度和挡土墙墙高对加筋挡土墙水平位移的影响。结果表明:预应力施加、加筋距离、挡土墙墙高对加筋挡土墙变形特性影响较大,加筋长度影响不显著;实际工程中应综合多方面因素考虑对加筋挡土墙进行合理设计。研究结果可为加筋挡土墙的设计提供一定的依据。     

柴油机主轴承座的有限元强度分析

对某直列6缸柴油机提高增压压力后主轴承座的结构强度进行了有限元分析。建立了主轴承座的局部模型,其中通过约束接触面对应节点在某些方向的相对位移来模拟接触关系,主轴瓦过盈和螺栓预紧力通过热胀冷缩实现。采用Engdyn软件中曲轴动力学模型与弹性流体动力学润滑相耦合的方法计算主轴承载荷,根据经验确定了5种危险点产生应力峰值的主轴承载荷状况;根据有限元计算结果确定了6个危险点,用Smith图得出了各危险点的疲劳安全系数。结果表明,主轴承座、主轴承盖各危险点安全系数均满足要求。     

烧料礓石改良土加固古遗址土城墙研究

以临潭县牛头城古遗址城墙维修与保护工程为依托，采用现场调查和室内试验确定遗址土和含烧料礓石夯筑用土的相关力学参数，并利用强度折减法和有限元分析软件ABAQUS研究烧料礓石加固土遗址后的应力-应变分布及安全系数变化规律。结果表明:采用低掺量烧料礓石改良土夯筑加固后的古遗址土城墙塑性应变区域发展得到明显遏制；对土遗址城墙中部风蚀和底部风蚀加固后遗址土城墙模型的稳定安全系数有明显提高，其加固7天后稳定安全系数分别为1.959和1.820，夯筑14天后的模型稳定安全系数分别为1.966和1.829。研究的结果可为烧料礓石夯筑土的实际工程应用提供理论依据。     

多级加筋土挡墙内力分布及变形规律研究

目前加筋土挡墙在国内迅速发展,各地修建的挡墙高度也在不断提高.但每年仍有许多挡墙由于设计缺陷发生事故.因此,对于多级加筋土挡墙内部受力及变形规律的研究显得十分重要.通过现场监测和有限元模拟相结合的方式,研究了加筋挡墙中墙背土压力、墙面位移、筋带应变的分布规律,为工程设计提供了优化建议.     

台阶式格栅加筋挡墙潜在破裂面计算模式研究

基于自洽理论建立了筋土复合材料力学模型,对不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙的塑性区进行了有限元分析。研究了其塑性区的发展和贯通过程,对台阶式格栅加筋土挡墙的塑性区分布规律进行了讨论。研究表明,加筋土直墙的塑性区分布接近于0.3H破裂面的假定,但台阶墙的塑性区分布与直墙有显著差异,且随着台阶宽度的变化而变化。提出了适合于不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙潜在破裂面的计算模式,当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的主动区内时,该破裂面为一连续曲面;当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的过渡区内时,该破裂面为分段曲面;当台阶宽度为0时,该破裂面可退化为0.3H破裂面。该计算模式具有较好的通用性,能适用于具有不同台阶宽度的加筋土挡墙。     

不同土性下L型挡墙结构内力研究及程序研发

运用有限元法对L型挡土墙在不同土性的填土情况下,分层逐级填筑进行模拟,重点分析了填料强度对墙体内力影响的分布规律,对比了有限元分析结果和传统理论计算结果的异同。结果表明:墙后填料无论是砂性土还是粘性土,墙后土体单元均未达到传统理论意义上的整体极限平衡状态,说明目前以现行规范来设计此混凝土结构挡土墙是能满足构件结构受力要求,并具备一定的安全储备,针对L型挡土墙设计研发了一套计算机辅助设计系统,该系统已在EPC项目中得到了成功应用。     

高填方区加筋挡土墙的设计与应用

介绍了麓山和苑高填方区边坡工程概况,结合地质状况制定了一套安全经济的边坡设计、施工方案,并详细阐述了加筋挡土墙的设计方案比选及其应用,希望能为今后类似工程的施工提供参考。     

高路堤加筋土挡墙受力变形数值模拟分析

随着基础设施的进一步发展,高路堤加筋土挡墙修筑需求增大,而高路堤加筋土挡墙受力变形较一般路堤加筋土挡墙复杂,目前对其研究较少。为研究高路堤加筋土挡墙的受力变形特性,采用实际的工程图集案例,运用有限元分析方法,建立有限元模型,通过改变结构设计参数的单一因子,分析填料、加筋率、平台宽度等主要设计参数的敏感性,筛选出满足稳定性要求的设计参数取值范围,实现高路堤加筋土挡墙的优化设计。