基于有限元强度折减法的路堑边坡稳定性分析

以某深路堑边坡处治过程为研究背景,基于有限元强度折减法,得到了"重力式挡墙"、"挡墙+锚索"和"预应力挡墙+锚索"等不同支护方案下边坡的安全系数,并对边坡的稳定性进行了对比分析,得到了一些结论。     

动载作用下SPSC-AC抗滑结构的弯矩分配规律研究

将围桩-土拱弦式耦合抗滑结构(SPSC-AC)用于高速铁路路基蠕滑工程防治设计,有必要开展在列车动荷载下各个围桩的弯矩分配规律研究.在某高铁路基过渡段蠕滑机理和变形特征研究基础上,利用Midas/GTS NX建立SPSC-AC治理的路基-桥墩-边坡三维数值模型,采用非线性动力时程+有限元强度折减法,分析SPSC-AC的...     

加筋土路基稳定性分析

稳定性是加筋土路基设计首先应考虑的问题.以往的加筋土路基稳定性分析多采用传统的极限平衡法(LEM),并简单地将筋材的作用等效为拉力,而忽略了土体-筋材的相互作用.以岩土工程专业有限元程序Phase2V6.0为研究平台,建立真实反映加筋土路基力学行为的精细数值分析模型,运用剪切强度折减法(SSRM),分析加筋土路基的稳定性.     

加筋土路基稳定性分析

稳定性是加筋土路基设计首先应考虑的问题.以往的加筋土路基稳定性分析多采用传统的极限平衡法(LEM),并简单地将筋材的作用等效为拉力,而忽略了土体-筋材的相互作用.以岩土工程专业有限元程序Phase2V6.0为研究平台,建立真实反映加筋土路基力学行为的精细数值分析模型,运用剪切强度折减法(SSRM),分析加筋土路基的稳定性.     

主、副隔舱式大圆筒人工岛围堰的稳定性分析

对于建设在软土地基上的跨海桥隧人工岛,采用主、副隔舱式大圆筒围堰是一个非常适合的结构方案,因尚无规范可循,其稳定性亟待研究。结合某工程,通过三维弹塑性有限元计算得出：施工期在围堰内、外侧土压力和水压力差的共同作用下,大圆筒结构的稳定性安全系数最小。当增加大圆筒结构的入土深度并且筒底下沉至持力层时,结构稳定性大幅提高。施工期在波浪荷载作用下,主、副隔舱式大圆筒围堰结构的变位模式主要为绕筒底以上靠近筒底处的某点发生转动变位。施工期大圆筒围堰在内、外侧土压力和水压力差的共同作用下,结构的变位模式主要为平动,并伴随一定的转动,转动点位于大圆筒筒底以下。并且当大圆筒入土深度增加后,结构的转动运动模式更加明显。极限状态时,筒壁与海侧土体间发生了分离现象,并且大圆筒入土深度浅时筒土分离的区域比较大。该研究成果可为类似结构的设计和应用提供参考。     

基于强度折减法的抗滑桩设计深度研究

合理的抗滑桩深度不仅能保证工程安全,还能节约工程开支。以某边坡为例,基于有限元强度折减法,研究该边坡抗滑桩的合理深度。将研究结果和无抗滑桩条件下该边坡塑性区开展范围进行对比,论证了抗滑桩深度的合理性。结果表明,抗滑桩深度大于无抗滑桩下塑性区的深度后,增加抗滑桩的深度对边坡抗滑稳定性影响将逐渐减小。     

高速公路粉质粘土边坡稳定性数值分析

基于有限元强度折减法,进行了粉质粘土边坡在降雨入渗条件下的稳定性分析计算,分析表明,在雨量不大的情况下,边坡破坏主要为浅层溜塌及滑塌,随着降雨入渗量的增加,边坡岩土体力学性质逐渐变差,力学参数急剧下降,边坡稳定性降低直至垮塌;同时通过与极限平衡法的比较,计算结果偏大,但二者的安全系数值也十分接近,说明用有限元分析粘土边坡是一种较好的方法,具有很好的工程应用价值。     

半填半挖式路基静动力稳定性分析

足够的稳定性是半填半挖式路基设计的前提.针对填挖结合部存有软弱夹层的横向半填半挖式路基,基于FLAC/SLOPE软件平台,运用强度折减法,探讨了潜在滑动面性态随软弱夹层与地基黏聚力之比值增加而演化的全过程;基于三维快速拉格朗日有限差分法FLAC3D软件平台,分析了同时受横向、竖向地震荷载作用的半填半挖式路基地震动力响应及稳定性.得出结论.半填半挖式路基必须高度重视填挖结合部的良好处理以防止可能出现的滑动失稳,地震将对半填半挖式路基产生不可忽视的影响.     

半填半挖式路基静动力稳定性分析

足够的稳定性是半填半挖式路基设计的前提.针对填挖结合部存有软弱夹层的横向半填半挖式路基,基于FLAC/SLOPE软件平台,运用强度折减法,探讨了潜在滑动面性态随软弱夹层与地基黏聚力之比值增加而演化的全过程;基于三维快速拉格朗日有限差分法FLAC3D软件平台,分析了同时受横向、竖向地震荷载作用的半填半挖式路基地震动力响应及稳定性.得出结论.半填半挖式路基必须高度重视填挖结合部的良好处理以防止可能出现的滑动失稳,地震将对半填半挖式路基产生不可忽视的影响.     

箱筒型基础防波堤动力稳定性的有限元分析

结合天津港防波堤延伸工程,采用 Lanczos法,对箱筒型基础防波堤和地基相互作用系统进行了三维有限元模态分析,得出体系自振周期远离波浪力的激励周期,该结构在波浪动荷载作用下不会因发生共振而失稳;建立了箱筒型基础防波堤动力稳定性的三维弹塑性有限元分析方法,得出考虑结构动力特性时,箱筒型基础防波堤动力稳定性安全系数小于静力稳定性安全系数,但结构变位模式和地基破坏模式与按静力有限元计算的结果是一致的。结构运动模式为绕着筒底以下某点发生转动,地基破坏模式为海侧和陆侧的土体自筒底到地表形成的塑性剪切应变贯通区。海侧土体发生主动破坏,陆侧土体发生被动破坏。该研究成果可为这种结构的设计和应用提供借鉴和参考。     

基于有限元强度折减法的地震区三维边坡稳定性分析

结合工程实例,采用有限元强度折减法对地震区三维边坡进行静力和拟静力分析,探讨了该方法的基本原理、屈服准则和失稳判据等。在采用有限元软件ANSYS求得三维边坡安全系数的基础上,对边坡的稳定性进行了评价;同时与传统极限平衡方法、二维有限元法所得的安全系数进行对比。结果表明:有限元强度折减法应用于地震区三维边坡稳定性分析是可行的。     

输油管道土压力分析

应用ABAQUS有限元软件,采用库伦摩擦模型模拟管土接触面上的法向和切向行为,建立了管土结构有限元分析模型.应用该模型;分析了管周土压力的分布、大小和管土相对刚度.结果表明:管土相互作用对管道受到的土压力分布和大小有重要影响;管道竖向和水平向土压力在管径宽度和高度范围内大致呈抛物线分布,当管座地基与同填土刚度不同时在交...     

有限元强度折减法识别滑动带的例证

以广东省西部沿海高速公路某处于挤压变形阶段的滑坡为研究对象,通过有限元强度折减法对其进行稳定性分析,判别其塑性变形区,再用物探的面波等速度彩色剖面图合成技术来实现瞬态面波勘察技术对滑动带的搜索,对比及验证有限元数值分析对滑动带的判别结果,实践证明二者所显示的滑动面数量和位置基本一致,印证了有限元强度折减法在滑坡稳定性分析中对潜在滑动面搜索的有效性及可靠性.     

顺层岩质路堑边坡稳定性数值极限分析

针对顺层岩质路堑边坡稳定的关键影响因素,采用有限元强度折减法,研究了边坡高度、坡顶堆载及工程防护对具一组贯通软弱结构面的顺层岩质边坡模型稳定性的影响,并与传统极限平衡法进行了对比验证。研究结果表明:边坡坡度大于岩层倾角时对稳定不利,安全系数随边坡高度增加而降低;坡顶堆载时,安全系数的降低取决于荷载和贯通塑性区的相对位置;挡土墙或锚杆通过对塑性区贯通带的阻截使塑性区转移到其他更薄弱的结构面,从而提高安全系数,塑性区贯通带的转移去向取决于初始支撑强度;基于Drucker-Prager屈服准则的安全系数有限元计算结果比基于莫尔-库仑准则的传统极限平衡法计算结果平均高出约22%,与郑颖人等约为25%的研究成果非常接近,说明有限元强度折减法可行。     

锚固体的布设位置与形态对固坡效果的影响

为揭示灌浆锚固体对固坡效果的影响规律,利用有限元强度折减法,计算了单根锚固体分别在垂直或水平布设于坡体不同位置条件下以及布设角度不同等条件下锚固体的变形和边坡的稳定系数。分析表明:在坡体中置入锚固体对边坡的稳定性均有不同程度的提高,其中垂直布设较水平布设的固坡效果更为显著;布设位置在坡高约1/3处最为理想;锚固体与坡面夹角也对固坡效果有较大的影响。     

有限元法在边坡稳定及加固分析中的应用

针对一个边坡工程实例,将强度折减理论应用于边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,分析了边坡加固前后的稳定性并与传统极限平衡法计算结果进行比较.计算结果表明,采用强度折减有限元法不需要任何假设,即可求出边坡的稳定安全系数和滑动面,还能求出抗滑桩桩身弯矩、剪力,为桩身强度验算提供依据,是进行边坡加固前后稳定性评价和进行支挡结构设计的有效方法,能够在工程实际中加以运用.     

有限元法在边坡稳定及加固分析中的应用

针对一个边坡工程实例,将强度折减理论应用于边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中,分析了边坡加固前后的稳定性并与传统极限平衡法计算结果进行比较.计算结果表明,采用强度折减有限元法不需要任何假设,即可求出边坡的稳定安全系数和滑动面,还能求出抗滑桩桩身弯矩、剪力,为桩身强度验算提供依据,是进行边坡加固前后稳定性评价和进行支挡结构设计的有效方法,能够在工程实际中加以运用.     

有限元强度折减法在加锚边坡设计中的应用

通过引入有限元强度折减法并结合工程实例,分析和比较了有限元强度折减法和极限平衡法在锚索自由段嵌岩深度设计中应用.结果表明:由有限元强度折减法得到的滑面半径和安全系数都比极限平衡法得到的结果大,若以极限平衡法搜索得到的滑面为准进行嵌固深度的设计将会因嵌固深度设计得过短造成锚索的失效,不利于边坡的安全.由于有限元法充分考虑了岩土体的弹塑性特性,得到的结论更贴近于实际,故建议在实际中可采用有限元法来指导锚索自由段嵌固深度的设计.     

基于蒙特卡罗法的抗拔桩可靠度指标分析

运用蒙特卡罗法,并结合工程实例,对抗拔桩可靠度指标进行分析.计算表明:考虑场地承载力不定性较未考虑时桩更趋于安全,不考虑场地承载力不定性时可靠度指标对计算模式和桩侧摩阻力折减系数的均值和变异系数均敏感,荷载变异系数对可靠度指标有较大影响.此外,得出可靠度指标较安全系数更能符合抗拔桩的客观实际.     

Torsion Failure Analysis of Galvanized Steel Wires for Transmission and Distribution Lines Based on ANSYS Numerical Simulation

This study provides a detailed failure analysis of galvanized steel wires(3 mm in diameter) for a 35 k V transmission and distribution line, which was carried out by combining the conventional material analysis methods with the finite element method(FEM). It is found that the failed material had good plasticity(5% in elongation),and under the soft torsion loading condition(0.75 in stress state soft coefficient), the ductile fracture should occur on the material. Additionally, the theoretical number of torsions calculated by the FEM was 26.2 times, while the actual number of torsions achieved by the test was only 2.2 times and the local fracture surface exhibited brittle fracture characteristics. The results showed that the local torsion brittle fracture of the material with good plasticity was caused by triaxial stress in the torsion condition, which led to the formation of cavity in the pulling stress area in the material's center, and the finite element calculation results indicated that the stress state soft coefficient at the cavity was distributed between 0.31 and 0.38, and the stress concentration at the cavity was more than twice the normal value. Besides, the Widmanstatten structure formed as the improper hot working process is the corresponding structural reason.