MIDAS/FEA有限元仿真分析在水工大体积混凝土中的应用

本文应用MIDAS/FEA有限元仿真分析模型建立并分析三种不同模型建立方式对计算结果的影响,以实际工程检测数据对软件模型进行参数调整和验证,分析了三维不稳定温度场受多种因素影响,总结了水工大体积混凝土控温控裂应力场分析技术。     

柔性路面沥青稳定基层疲劳设计准则

柔性基层沥青路面在我国高等级公路上的应用日益广泛,但目前仍缺乏系统的柔性基层沥青路面设计方法.该文通过UTM4试验系统进行了4种级配沥青稳定基层混合料的三分点小梁弯曲疲劳试验,选择模量和沥青饱和度作为沥青稳定基层疲劳性能的关键影响因素,对不同级配的沥青混合料疲劳试验数据进行多元非线性回归分析,建立了沥青稳定基层多参数疲劳模型.根据对我国柔性基层沥青路面的使用寿命调查获得的设计弯沉与累计当量轴次的经验关系式,计算了沥青稳定基层实际疲劳寿命.将其与室内疲劳试验结果进行对比,认为现场修正系数应取为355,从而得到了柔性路面沥青稳定基层的疲劳设计准则.     

公路隧道围岩与支护结构稳定性研究

大断面公路隧道软弱围岩与支护结构稳定性问题一直倍受岩土工程界关注。采用室内三轴压缩试验方法获得隧道软岩峰值及峰后力学特性,以莫尔-库伦应变软化模型为基础,基于FLAC3D构建三维数值模型,计算隧道围岩特征曲线及纵剖面变形曲线,结合收敛-约束法分析隧道围岩与支护结构安全稳定性,通过现场监测,验证数值模型及计算方法的正确性。研究表明:经典弹塑性模型计算的隧道围岩安全系数小于应变软化模型的计算结果;分析现场监测数据可知,考虑应变软化的围岩与支护结构相互作用关系更符合工程实际情况,采用收敛-约束法计算隧道安全稳定性更加直观。提出的软弱围岩力学模型及围岩稳定性计算方法对工程实际具有一定指导作用。     

骨架密实结构水泥稳定碎石抗裂基层技术研究

用振动法进行了水泥稳定碎石混合料级配的优化,并对优化结果进行了对比分析.试验结果表明:用振动法优化的骨架密实结构水泥稳定碎石基层的抗裂能力明显高于悬浮结构.根据室内试验确定了实体工程采用的材料配比,并用于工程实践.现场检测结果表明:经振动压实的骨架密实结构水泥稳定碎石混合料强度、抗裂特性与室内振动成型的混合料特性基本一...     

计算基坑抗隆起稳定安全系数的卸荷法

在分析基坑开挖卸荷条件下引起基坑隆起破坏的动力因素基础上,根据极限平衡理论,建立基坑隆起破坏计算模型的几何边界和荷载边界,提出计算基坑抗隆起稳定安全系数的卸荷法,给出基坑抗隆起稳定安全系数计算式(Kk).假定规范中应用Prandtl公式计算所得的抗隆起稳定安全系数为Kb,通过对两计算式归一化敏感度分析,发现两式受各因素影响的规律一致,影响基坑抗隆起稳定性的首要因素是土体内摩擦角,围护体插入深度和基坑挖深是主要影响因素,土体粘聚力和土体重度是次要影响因素.根据某基坑工程实例计算分析,本文提出的Kk计算值略小于Kb,有利于评价基坑工程实际安全状况.     

基于材料非线性的沥青路面结构当量力学分析方法

针对目前沥青路面结构分析中存在的线弹性层状体系假设无法描述材料非线性特性以及结构层模量取值不合理等问题，为了寻找更加符合路面结构非线性服役行为的沥青路面结构分析方法，将材料非线性与层状体系相结合，研究3种典型路面材料模量依赖模型，建立材料模量与结构模量跨越的联系机制，提出了一种基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，并通过足尺环道实测应变结果对方法的可靠性进行了验证。研究结果表明：基于材料非线性的沥青路面结构分析当量计算方法，其计算结果与足尺环道实测结果之间具有良好的相关性，方法可靠、合理，可以作为沥青路面非线性分析的一种计算手段；基于材料非线性原理构建的沥青混合料、半刚性材料和路基土的模量依赖模型，可以用于表征路面结构计算中的材料非线性特性；采用Mises等效应力可作为室内单一应力状态和现场复杂应力状态的联系机制，以协调室内试验模式和现场实际受力状态；当路面结构形式、荷载与环境条件确定时，路面结构的力学响应具有唯一性。所提出的当量计算方法一方面获得了一种确定路面材料回弹模量取值的有效技术途径，另一方面改进了沥青路面结构力学分析的合理性和可靠性，在非线性沥青路面分析理论和计算方法等方面具有一定的学术意义和应用价值。     

土体内插加筋单元法在加筋土挡墙计算中的应用

提出了土体内插加筋单元的计算方法,基本原理是将土体与筋带独立划分单元,不考虑筋带单元的节点重叠.在筋带节点位移的土体单元内部设置与筋带节点数目相同的土体附加节点.从而建立了土--筋带--面板挡墙联合作用的有限元模型.简化模型与非简化模型计算结果对比,验证了简化模型计算的正确性.根据依托工程的现场情况,采用有限元数值分析方法进行了模拟,计算结果与现场实际比较好的模拟.     

基于改进的Brauns理论碎石桩极限承载力计算模型研究

通过力学分析,结合碎石桩的破坏机理,在Brauns碎石桩极限承载力计算理论基础上,通过考虑地基土和桩体自重应力作用,推导出改进的Brauns碎石桩极限承载力计算模型。研究结果表明:通过考虑地基土和桩体自重应力作用,碎石桩极限承载力随着碎石桩桩体半径的增大而增大。与现有的碎石桩极限承载力计算理论相比,现有理论模型几乎均未考虑地基土和桩体自重的作用,且各个理论计算精度不一,结果不一致,与现场原位测试结果差别很大,无法指导工程实践,采用改进的Brauns计算模型,计算出的碎石桩极限承载力与现场原位测试结果误差最小,更符合工程实际。所以地基土和桩体自重应力作用对碎石桩极限承载力的影响不能忽视不计,建议在计算碎石桩极限承载力时采用改进的Brauns计算模型。     

水泥稳定碎石基层材料微裂技术研究

微裂技术是减轻或避免水泥稳定基层反射裂缝的新思路。为实现微裂技术在实际工程中的合理运用,分别利用室内振动击实仪和现场振动碾压两种方法对微裂程度的控制进行研究,并通过在不同时间点测定微裂后水泥稳定碎石力学强度,分析研究微裂缝愈合特性及其随时间的变化规律;将微裂技术应用到实际工程中并进行现场试验,在验证理论成果的基础上,研究水泥稳定碎石基层微裂技术施工过程、测试方法以及应用效果。结果显示:在不影响材料后期强度恢复的基础上,同时考虑能够最大程度释放材料收缩应力,微裂技术宜在水泥稳定碎石基层施工完成后养生2d后进行,微裂程度以抗压回弹模量下降40%为最佳。     

土耳其耶迪库勒铁路钢桥疲劳寿命评估与加固

土耳其连通欧亚大陆的马尔马拉跨海工程将继续使用一批现有铁路桥梁.以该工程中的耶迪库勒铁路钢桥为例,辨识这类桥梁剩余使用寿命的影响因素,确定可能延长桥梁使用寿命的方案.首先,对全桥结构进行外观检测,确定由桥下公路交通所造成的损伤.通过详细的现场测试和进一步分析研究,确定当前运营条件下的轴载和桥梁响应,建立典型列车车辆的统计分析模型,采用现场的测试结果校验结构计算模型,并根据统计的列车交通量,对桥梁进行再评估.评估结果已用于确定桥梁的剩余寿命,进而提出延长桥梁使用寿命的加固方案.     

风电钢管桩利用法兰盘吊装施工研究

本文从实际工程出发,研究海上风电超大、超长、超重的钢管桩采用法兰盘结构吊装翻转施工的受力情况,分别从规范公式计算、模型理论分析和有限元计算出发,对比了两种计算结果,为类似工程提供参考。     

基于无网格法的沥青路面三维瞬态温度场和车辆荷载耦合

无网格法是近年来迅速发展的一种新型数值计算方法,但目前沥青路面结构温度场和应力场的计算分析多采用有限元方法.为了将无网格法应用到该领域,基于变分原理推出了沥青路面瞬态温度场和应力场计算的无网格法公式,采用罚函数法处理本质边界条件.针对工程实例,编制了无网格法程序,建立数值计算模型并进行模拟分析.计算结果与现场实测数据和...     

G312线大修工程桥面加铺层厚度设计方法探讨

文章针对大修桥面的加铺层厚度,结合工程实际,通过对现有计算模型差异分析,对冲击系数的取值进行了修改,利用1989年桥梁设计规范和2004年桥梁设计规范进行了对比计算,对比计算结果与工程实际较一致,并探讨了这种计算模型存在的一些问题,该方法的实施可以减少桥头位置路面结构的处理,增强了施工的连续性,从而达到减少造价、简化施工的目的。     

深水超长钢板桩围堰施工承台基础计算分析及其应用研究

以某新建长江大桥工程为背景,对高施工水位下超长钢板桩围堰施工承台基础进行了计算分析及其应用研究。首先选取了三个典型不利工况,分别采用平面简化模型法和空间整体模型法对钢板桩、圈梁、内支撑的强度和刚度进行了计算,介绍了模型的建立和参数的选取,并对两种方法的计算结果进行了比较分析,归纳了相关计算要点。最后根据计算结果和实际工程经验,总结了施工应用过程中的控制重点。     

钢桥面浇注式+SMA组合结构车辙变形深度预估

为了阐明浇注式沥青混合料室内60 ℃车辙试验结果与实体工程应用中表现出的高温稳定性不一致的原因,揭示钢桥面浇注式沥青混合料+改性沥青SMA组合结构车辙变形发展规律,采用理论研究与工程应用相结合的方法,以马鞍山长江公路大桥为依托,采用建设期现场铺装用沥青混合料成型试件,进行了40 ℃、60 ℃、70 ℃温度条件下、接地压强为0.5,0.7,1.0 MPa的组合结构车辙试验,建立了车辙深度与温度、接地压强、作用次数之间的函数关系。通过试件模型的有限元分析和混合料抗剪强度计算,提出了不同温度、接地压强条件下的抗剪性能参数,建立了与温度、荷载作用次数、抗剪性能参数相关的车辙深度预估模型。同时,根据实桥温度场、轴载谱,分温度、荷载区间进行了轴载作用次数统计和车辙深度计算,并用实桥车辙对预估模型进行验证。结果表明：车辙深度与荷载作用次数呈对数函数关系,与温度和抗剪性能参数呈幂函数关系,相关性显著;所提出的预估模型计算所得车辙累计深度与现场历年实测结果基本一致,该桥15年设计寿命期末的车辙深度预估值将达到2.354 mm;基于实桥结构、铺装材料、交通、气候条件所建立的预估模型,可实现车辙破坏深度的有效预估,对指导中国钢桥面浇注式沥青铺装设计具有重要作用。     

某钢结构景观桥晃动分析及加固

某钢结构景观桥投入运营后,人走至跨中位置时,能明显感到桥梁横向晃动,须进行加固改造。文章首先从桥梁结构布置、节点做法介绍了桥梁现状概况,然后采用Midas建立模型进行分析,模型位移计算结果不收敛,初步判定为结构体系不稳定。文章提出三种加固措施,将铰接支座改造成固定支座、将钢梁铰接连接节点改造成刚接节点、增加支撑,并分别建立模型进行分析,最后结合现场实际情况及理论与实际的出入,推荐采用将钢梁铰接节点改造成刚接节点并增加主梁交叉支撑的方案,按方案加固后横向晃动问题消失。通过该桥的分析及加固方案设计,对以后类似工程有一定借鉴意义。     

软岩浅埋偏压隧道洞口二衬裂缝形成机理及处理措施力学分析

以V级软弱围岩扎窝隧道的洞口浅埋偏压段工程为背景，应用FLAC 3D有限差分数值模拟软件对洞口偏压段的施工过程进行模拟，研究地形因素(仰坡)的影响下洞口段施工过程中支护结构的力学行为、二次衬砌开裂机理以及现场裂缝处理措施的力学分析，通过与现场实际监测结果进行对比，验证了分析的合理性。通过数值模拟比较了现场进行处理措施前后围岩及支护结构的变形与受力，对比分析了不进行处理和只进行一种处理措施以及同时进行两种处理措施的施工力学差异。     

遮阳板护坡工程措施结构形式研究

遮阳板护坡工程措施作为调控冻土路基稳定的工程措施已有应用研究,实际监测数据表明:遮阳板工程措施能大大减少板体下路基体吸热,显著抬升人为上限,降低上限附近土体温度,调控路基阴阳面吸热不均的差异,使路基温度场向有利于冻土稳定的趋势发展,其应用效果显著;但是现有结构形式温缩变形等损坏较严重,耐久性不理想,其结构形式有待改进.笔者在实地调查研究的基础上,针对试验工程出现的结构问题,对遮阳板护坡工程措施的结构形式进行了优化探讨,并给出了相应的结构设计建议.     

湿软低路堤永久变形预估

该文以既有粘性路基土的室内动三轴试验数据为依托,将不同排水条件下的应变与循环应力比和加载次数之间的关系方程纳入湿软低路堤永久变形预估模型中.该永久变形预估模型分为行车荷载作用下湿软路基永久应变引起的变形与残余孔压消散引起的固结变形两部分,将两部分计算结果进行线性叠加,得出最终总永久变形量.该预估模型对依托工程的预估结果与现场测试结果对比表明:其相关性良好.     

模具数控插铣刀补加工的开发及应用

模具结构插铣加工方法应用时,由于插铣刀具的磨损、修磨、刀片更换等原因引起刀径变化,可通过改变编程方法、二次开发辅助编程软件和开发数控宏程序,对刀具实际半径值进行测量、修正和计算,无需更改NC加工程序,利用CNC半径补偿功能,可实现工艺设计要求。实践证明,通过插铣刀补功能的开发,现场加工更容易、灵活、高效,精度更容易控制,是保证数控加工精度和质量稳定的重要因素。