有限元分析在波纹管平面失稳中的应用

为了研究波纹管平面失稳临界压力，利用有限元分析法对波纹管进行了应力分析和平面失稳临界压力计算，并与试验结果进行了比较。结果表明，采用非线性屈曲分析得到的平面失稳临界压力与试验实测失稳临界压力较接近，其精确性高于理论计算的结果，可为波纹管稳定性设计计算提供参考。     

大跨度钢管混凝土拱桥拱肋施工技术

文章以广西平南三桥的拱肋吊装为研究背景,对大跨度钢管混凝土拱桥拱肋节段架设施工、扣索索力问题进行了研究。混凝土灌注时,南岸和北岸拱肋横向偏位基本一致,拱肋失稳可能性降低。通过计算扣索索力,对比仿真计算分析技术、零弯矩法和零位移法的索力值,得到零弯矩法和零位移法的索力值误差较大,而仿真计算分析技术索力值误差较小。在拱肋拱轴线形偏差研究中,分析了三种技术应用效果,实验结果表明仿真计算分析技术设计的拱轴线与期望拱轴线最为接近,说明施工效果较好。从实验结果中可以看出,结合ANSYS软件分析功能,该技术能较好地保证大跨度钢管混凝土拱桥的稳定性,其索力值最大误差为1.2,拱形偏差1cm。     

基于ANSYS的波纹管波形参数对平面失稳影响的分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管平面失稳的影响，使用ANSYS软件建立了波纹管的有限元模型，对不同波形参数下的波纹管有限元模型进行了模态分析与特征值屈曲分析。有限元计算结果表明，增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高，会使波纹管的固有频率和屈曲载荷增加，因此在波纹管设计时，在满足综合性能情况下，可通过在一定范围内增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高的方法减少平面失稳的发生；同时模态分析求出了波纹管的固有频率和振型，可以避免在工程作业中，因为外界振动频率与波纹管固有频率相同而发生共振现象，致使波纹管发生平面失稳，为工程设计提供有效参考。     

滑坡体稳定性的有限元数值计算分析

文章依托某滑坡体工程,采用有限差分方法构建了滑坡体数值计算模型,并基于有限元强度折减法探讨了滑坡体在自然状态及加固后状态的稳定性。研究结果表明:采用有限元强度折减法计算滑坡体稳定性时,以塑性区贯通失稳判据与特征点位移突变失稳判据所计算出的滑坡体稳定系数是基本一致的;采取抗滑桩加锚索的支护措施能够很好地加固滑坡体,使得滑坡体稳定系数有较大的提高,且滑坡体顺坡方向最大位移也大大减小。     

沉桩的挤土效应

本文首先用无限土体平面应变圆柱形小孔扩张理论分析了沉桩的挤土机理，推导出饱和土沉桩时，周围土体中超孔隙水压力的理论计算公式，其次，提出了单桩周围土体水平向位移的经验估算式；通过实例说明如何理论上估计单桩周围超孔弹水压力，给出桩，土界面附近超孔隙水压力的经验式，最后对打群桩引起的超孔隙水压力变化作了定性分析。     

软弱地层超大矩形顶管盾构隧道近接施工加固方案优选研究

为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全，以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景，研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明：采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%，被动失稳位移减小17.65%，轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%，被动失稳位移减小29.41%，轨道沉降减小42.31%；现场监测表明，采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm，超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路，人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。     

波纹管的稳定性研究及失稳预防措施

介绍了波纹管稳定性研究的进展情况,围绕柱失稳、平面失稳、外压周向失稳,对波纹管研究中的一些主要成果作了回顾和总结,指出了研究中存在的一些问题,并对波纹管的失稳提出了预防措施.     

富水地层盾构管廊工程岩土体参数反演与掌子面稳定性分析

文章以沈阳富水地层盾构管廊工程为研究背景,对土压平衡盾构开挖引起的地表竖向位移和水平位移进行监测,并分析位移的变化规律。以现场测量得到的位移监测值为基础,基于粒子群优化的BP神经网络算法建立PSO-BP参数反演分析方法,利用Fortran语言编制位移反分析程序,并采用正交设计和ABAQUS数值计算进行参数反演。考虑静止土压力、主动土压力和被动土压力对掌子面稳定性的影响,根据反演的参数对盾构廊道掌子面的支护压力进行分析。研究结果表明:所建立的PSO-BP参数反演分析方法是一种可行、有效的反分析方法。当支护压力比λ=0.4时,掌子面处于极限状态;随着支护压力比的减小,地表沉降呈增大趋势。当考虑地下水作用时,为了保证掌子面的稳定需要增加支护压力;当支护压力比λ=0.6时,掌子面处于极限状态。     

洋流作用下水中悬浮隧道失稳判据的研究

根据水下悬浮隧道的主要特征,将水下悬浮隧道管段简化为两端简支梁力学模型.从水中悬浮隧道受力状态分析,推导了圆形截面形式悬浮隧道在涡激力作用下,做垂直于来流方向振动的微分方程.采用平均法对振动微分方程求解,得到了悬浮隧道在定常流状态下的幅频关系.建立定常振幅失稳的双尖点突变模型,导出了其失稳判据.根据失稳判据确定了在其他条件不变的情况下洋流的临界流速.研究结果表明,水下悬浮隧道的失稳不仅取决于洋流速度和涡泄频率,而且还与悬浮隧道结构尺寸、材料性质等有关.     

观音坪库岸滑坡变形特征及稳定性分析

以观音坪库岸滑坡为研究对象,通过钻孔岩心和深部测斜、滑坡地表裂缝综合分析滑坡变形破坏特征和失稳模式,采用圆弧滑动方法计算滑坡在天然状态、顶部卸荷、库水位涨落工况下的稳定系数,并对滑坡稳定性进行综合评价。分析得出观音坪滑坡滑带为复合型滑带,滑坡体失稳模式属岩质切层滑动模式,滑坡体东侧变形较西侧变形大,后缘沉降量较滑坡体中、下部要大。该滑坡体正处于缓慢变形位移阶段欠稳定状态,顶部卸荷和库水位上升利于滑坡体稳定,库水位下降不利于滑坡体稳定。     

偏压及非均质性地层对小净距隧道安全稳定性的影响

采用大比例(1:20)物理相似模型试验和数值计算,模拟了在Ⅳ、Ⅴ级围岩中净距6 m、坡率为1:1的小净距隧道开挖过程,研究了初期支护状态下偏压小净距隧道的地中位移、洞周位移增量、围岩压力规律,对比分析了不同围岩组合对小净距隧道安全稳定性的影响;得出了不同围岩情况下偏压隧道的基本力学特性,优化了隧道开挖顺序,为小净距偏压隧道优化设计和施工提供了科学依据.     

复合地层隧道开挖面稳定性分析

文章针对隧道开挖地层为复合地层的情况,构建复合地层隧道数值分析模型,研究复合地层隧道开挖面稳定性,同时分析不同支护压力作用下开挖面位移及塑性区的变化特征。研究结果表明:(1)研究复合地层隧道开挖面位移与塑性区变化特征,上软下硬的开挖面位移由0.04m增加至0.45m,塑性区范围扩展且集中于开挖面前方;(2)不同支护压力能够有效降低开挖面位移,支护压力与开挖面位移呈现指数函数降低,同时塑性区范围逐渐向软硬岩分界面处收缩,直到开挖面前方无塑性区;(3)极高支护压力作用下,塑性区不仅不会消失,甚至会由顶底板处重新扩展到软硬岩分界面处。     

连续墙支挡结构的深基坑开挖过程有限元分析

各类深基坑的破坏大都是在基坑开挖过程中出现的支护结构的破坏,已经成为引起基坑失稳的主要原因。本文以某地铁车站深基坑为研究对象,利用PLSXIS有限元分析软件,对基坑开挖和支护的过程进行模拟分析,探讨了基坑开挖深度、支护结构位移、土体位移等问题,提出控制基坑失稳的方法和建议,为类似的深基坑工程的施工提供参考。     

考虑土拱效应的浅埋隧道松动土压力计算方法

随着浅埋隧道拱顶位移的增加,土拱结构分别经历上凹拱、三角拱、下凹拱、矩形拱这4个阶段。对于浅埋隧道施工而言,土拱结构以下凹拱和矩形拱为主,随着拱结构的不断变化,土拱效应的影响也在不断变化。文章首先建立拱结构判断的标准:假定隧道拱结构为下凹拱,根据拱顶位移δ得到理论边部位移δ′1;当隧道施工监测边部两处的位移沉降δ1大于下凹拱理论边部位移δ′1,认为此时土拱结构发展到矩形拱;反之,则认为土拱结构为下凹拱。在上述基础上,通过薄层微分层析法,给出了浅埋隧道的松动土压力计算公式。算例表明:浅埋隧道松动土压力与土拱结构有直接关系,当土体从下凹拱发展到矩形拱时,松动土压力会大幅减小,即土拱效应的影响会增加。上述研究对于丰富浅埋隧道松动土压力计算理论有着重要意义。     

ABAQUS强度折减法在抗滑桩边坡稳定性监测中的应用

为了合理设置抗滑桩边坡监测的监测点、监测方式及监测预警值,文章利用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,采用强度折减法对广西某高速公路抗滑桩边坡段进行了边坡失稳状况模拟,并对比分析了现场失稳监测数据和数值模拟结果,发现模型失稳时的抗滑桩顶位移值与实测值仅有2 mm的不闭合量,验证了所建模型的精度较高,说明以强度折减法来模拟抗滑桩边坡失稳是可行的。研究结果可为今后类似的抗滑桩边坡监测提供参考。     

金属"C"形密封环密封性能有限元分析

文中研究相关理论计算公式,采用Abaqus有限元软件建立金属"C"形密封环有限元模型,对不同工况下"C"形环的密封性能和压缩回弹性能进行了弹塑性分析,得出相应情况下密封环的接触应力分布、Von-Mises应力分布及其压缩回弹性能;研究了密封环结构参数和压缩量、工作压力对密封特性和力学行为的影响。结果表明,金属"C"形密封环具有良好的回弹能力和自紧密封功能,在各个工况下都能满足密封要求且可以实现初始密封;适当增大金属"C"形密封环的压缩量和工作压力,可以提高其密封性能。     

截止阀波纹管的结构参数对其应力影响分析

选取特定工况下截止阀波纹管建立有限元模型,在有限元结构分析基础上研究波纹管在相同压力载荷和轴向位移载荷下结构尺寸的变化对应力分布的影响规律。研究表明,波纹管在压力载荷和轴向位移载荷下,结构尺寸对应力分布影响较大,并且在不同工况下结构尺寸对波纹管应力分布影响不同,相同载荷下波纹管的不同位置应力分布不同。     

扬州膨胀土地层深基坑受力与变形特性研究

为研究扬州膨胀土地层中深基坑施工过程受力与变形特性,文章基于扬州某隧道工程深基坑开挖实例,进行了大量现场实测分析,结果表明:(1)围护结构深层水平位移最大值位置基本位于基坑开挖面以上0~7 m范围内。最大深层水平位移值约处于0.13%H~0.34%H之间,墙顶竖向位移处于-0.13%H~0.11%H之间;(2)立柱隆沉值位于-0.05%H~0.17%H之间。相邻两立柱的差异沉降值为0.14%;(3)地表沉降值约位于0.04%H~0.14%H之间,最大地表沉降值在距离基坑边0.5H_e~0.7H_e范围内,影响范围约为2.5H_e。而最大地表沉降值与最大围护结构侧移的比值约为0.27~0.42范围,地表沉降值远小于围护结构水平位移值;(4)孔隙水压力和侧向土压力在施工中逐渐减小,土压力包络线为典型的梯形包络线的形式,土压力位于1.07γH_e包络线范围内;(5)膨胀土基坑在施工中表现出明显的膨胀变形。分析得到的各项受力与变形值范围,对于扬州膨胀土基坑设计和施工变形控制具有一定参考价值。     

地铁车站围护结构中钢支撑挠度稳定计算探讨

地铁车站的基坑围护结构中一般采在力钢支撑系。本文试图以变分法为工具求出钢支撑在承受压弯状态下的挠度公式，最后以钢结构所应满足的整体失稳规范要求得到钢支撑的极限长度Ｌｍａｘ不等式，并建立挠度与类参数的图，备土木工程人员参考。     

基于FLAC~(3D)的边坡稳定性及抗滑桩加固处理分析

滑坡作为常见的地质灾害之一,严重影响着人们的生命和财产安全,研究边坡的安全状态和加固方法至关重要。文章以某山区斜坡地带边坡为例,采用数值模拟方法,对该边坡在天然状态和暴雨工况下的边坡稳定性进行分析,并采用抗滑桩进行加固处理,分析了改变抗滑桩桩长和桩间距时桩顶水平、竖向位移和边坡安全系数的变化规律。结果表明:天然状态下边坡存在类似圆弧的潜在滑移面,边坡处于亚稳定状态;暴雨工况下最大位移值是天然状态时的3.3倍,边坡的安全系数为1.05,易发生滑坡,应进行相关加护设计;增加抗滑桩桩长可以有效地减小桩顶水平位移,而对桩顶竖向位移基本无影响,此时边坡安全系数随桩长的增加而增大,但改变幅度较小;随着抗滑桩桩间距的减小,桩顶水平和竖向位移不断减小,适当减小桩间距可以有效增大边坡安全系数。