基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究

落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟,但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设,通过速度恢复系数引入落石反弹计算项,建立了落石撞击桥墩的力学计算模型,推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式,并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响;建立落石-桥墩有限元模型,将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明:落石弹性冲击力结果偏大,考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%;落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增,随着冲击角度的增加而递减;在进行桥墩防撞设计时,应充分调研落石等效半径的分布情况,可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土;用弹塑性冲击力理论公式进行设防时,建议引入落石弹塑性冲击力折减系数,其值可取0.6~0.8。     

隧道围岩反分析与施工数值模拟

结合殷家岩隧道施工,对隧道围岩进行了位移反分析,得到了围岩松动区的弹性模量;应用反分析结果进行数值模拟,预测后续施工步的位移和应力;同时,将预测结果与现场观测进行比较,检验反分析结果。结果表明,利用反分析得到的围岩参数预测后续施工步的位移与现场观测结果比较吻合。     

桑塔纳轿车座椅总成模拟碰撞数值分析及试验研究

本文应用Ｌｓ－Ｄｙｎａ３ｄ非线性有限元软件和ＳＧＩ Ｐｏｗｅｒ－Ｃｈａｌｌｅｎｇｅ计算机，对桑塔纳轿车前座椅总成进行了碰撞模拟数值分析。为验证分析结果的可靠性，进行了模拟碰撞试验。数值分析和实际的模拟碰撞试验数据比较表明，两者之间具有很强的相关性。     

CFG桩复合地基沉降数值模拟分析

利用大型通用有限元软件包ANSYS,建立了桩土相互作用的二维有限元和接触单元的非线性数值模型,得到了桩土沉降与荷载之间的关系,并与现场静载试验数据进行了分析比较,获得了褥垫层厚度及其压缩模量、桩和土体模量对桩土沉降的影响规律.该方法也为CFG桩复合地基设计提供了依据.     

高速公路碎石桩复合地基加固数值模拟

通过数值模拟分析了高速公路碎石桩复合地基在桩体施工、路堤填筑、运行期全过程和地震动荷载等作用下的受力问题。计算结果表明:碎石桩在路堤的填筑和运行期中起到明显的排水固结作用,当桩长大于6m后复合地基中的孔压最大值变化较缓慢;在桩长大于10m后路堤底面的沉降量和坡脚的水平位移量变化均会较小。地震荷载作用下路堤顶部的水平向加速度峰值较底面更大;在碎石桩加固范围内,复合地基的水平刚度大于天然地基,而在整个地基内,复合地基的竖向刚度均大于天然地基,在地基刚度较大的情况下位移最大值较大;天然地基在路堤坡脚下方、路堤边坡等位置较易发生液化,经过碎石桩加固后降低了地基液化的可能性。     

粉喷桩复合地基沉降的数值模拟研究

软弱路基在路堤填筑过程中的沉降规律是高速公路建设中非常关心的问题,应用有限元数值方法,研究了粉喷桩复合地基在填土过程中沉降的动态过程,揭示了孔隙水压力在施工过程中的增长消散规律,计算得到了复合地基桩土应力比。     

基于摩擦界面元预应力管桩复合地基承载性状数值分析

本文依托预应力管桩处理淤泥质软基的复合地基静载试验研究,建立了预应力管桩复合地基承载力有限元计算模型,通过计算实现了复合地基静载试验的模拟,验证了桩-土摩擦界面参数取值的合理性,从而为运用该摩擦界面元实现对群桩基础在分级加载情况下的承载机理的研究提供了必要条件;同时通过对复合地基在分级加载情况下的应力-应变演化过程的研究,揭示了复合地基荷载传递机理。     

轻筒复合地基的基本理论与受力分析

轻筒复合地基主要用于加固深厚软基,也可用来加固天然地基承载力不足或地基变形不能满足要求的非软弱地基,并可用于处理差异沉降。该文在讨论轻筒复合地理基本理论的基础上,对其受力模型进行了分析,可为实际工程应用提供参考。     

微型钢管桩芯-旋喷桩复合桩基的计算分析与数值模拟研究

在φ600旋喷桩上部中心位置压入一定长度的Φ108微型钢管,形成微型钢管桩芯-旋喷桩复合桩基（简称复合桩）。对复合桩静载荷试验的荷载-沉降曲线进行了区段分析,确定了其极限承载力实测值为1080 kN。对该复合桩基4种破坏模式下的抗压极限承载力进行计算分析对比后发现,复合桩芯底位置处发生水泥土压碎破坏的可能性最大,抗压极限承载力最小,为1125 kN。通过数值模拟对复合桩的极限承载力,桩侧摩阻力分布,破坏模式下的塑性变形,荷载分担比等进行了分析。     

层状岩土质混合高边坡施工的影响因素及其稳定数值分析

运用UDEC软件模拟影响层状岩土质混合边坡施工稳定性的各种主要因素,在此基础上分析了某高速公路典型岩土质混合路堑边坡的稳定性。结果表明：①土层厚度不同,边坡水平位移不同,且土层对稳定性的影响较岩层敏感得多。②岩层顺倾时,最大水平位移随层面倾角变化先增大后减小;逆倾时,呈现略微减小一增大一减小的趋势。稳定安全系数的变化趋势与边坡最大水平位移恰好相反,这也与工程实际相符。③典型岩土质混合高边坡经加固后处于稳定状态,这与现场监测资料相吻合。     

下穿隧道开挖土钉墙支护设计的理论计算与数值模拟对比分析

以某实际工程下穿隧道开挖区域边坡防护为背景,根据现场地质勘察资料,结合土钉墙理论计算公式,在符合其构造要求前提下,对开挖区域进行了土钉支护设计。基于土钉墙的理论计算结果,运用有限元软件建立土钉墙支护模型,在满足设计要求的坡顶竖向沉降及水平位移的同时,将数值模拟的土钉长度与理论计算的土钉长度进行了对比分析。结果表明:两种方法计算的土钉长度基本吻合,说明数值模拟结果存在一定的可靠性与合理性。     

复合土钉墙支护结构的静力和动力响应分析

针对国内用FLAC对基坑复合土钉墙支护结构动力响应分析的空白,通过预应力锚杆复合土钉支护的试验基坑以土钉和锚杆的轴力为研究对象,在静力和动力两种工况下进行模拟。结果表明:两种工况下,土钉轴力沿长度方向为两端小、中间大,基本呈枣核形;土钉因所处位置不同发挥的作用有差异,但在动载荷作用下基本都呈增加趋势;预应力锚杆的最大轴力在自由段且相同,地震作用对锚固段轴力影响较大,其最大变化达81.4%;通过支护结构轴力分析,提出了布设预应力锚杆的合理位置。     

杯型冻结壁不同杯身长度的数值分析

以某过江隧道东端头盾构始发工程为依托,在封门拆除这个最不利工况下对冻土帷幕及端头地层进行数值分析,对不同杯身长度冻土帷幕的位移场和应力场分布情况进行研究。主要得出:杯身基本不发生位移;地表离掌子面越近沉降量越大;纵向位移最大值均发生在暴露掌子面中心处;应力值均在设计强度范围之内,且有较多富余;杯身和杯底厚度均为2 m时,该工程杯身长度取3 m就可在强度和变形上满足要求,但为了止水,杯身长度宜为18 m。     

复合材料车轮冲击试验仿真分析

根据轿车车轮冲击试验方法要求,建立复合材料车轮的冲击试验有限元模型,然后使用非线性有限元动力学分析软件LS-DYNA对复合材料车轮冲击过程进行了仿真分析,并获得了车轮上某些测量区域冲击应变的时间历程,并与结构相同的铝合金汽车车轮相同部位的应变进行了对比.结果表明,复合材料车轮应变比铝合金车轮小30%-40%,说明其抗冲击性能更优.     

基于碰撞数值模拟的桥梁等效静力船撞力-修正系数

针对基于碰撞数值模拟的桥梁设计船撞力的基本公式,提出根据桥墩几何因素修正设计船撞力的设想。采用碰撞数值模拟技术对船撞承台进行详细计算,深入研究等效静力船撞力与承台几何形状的关系,得出等效船撞力的桥墩几何修正系数计算公式,并对桥梁设计船撞力的基本公式进行修正。     

桩板墙在滑坡治理中的应用及其数值模拟分析

文中以贵州省某填方路堤工程为依托,以地质资料和现场踏勘为基础,分析滑坡产生的原因和滑坡体稳定性,并提出滑坡治理比选方案。基于桩板墙抗滑利用率高、加固效果好且适用于散体结构的特点,最终确定采用桩板墙+混凝土刚性反压的加固治理方案。基于有限元强度折减法,采用ABAQUS对滑坡应力场和位移场进行数值分析,验证加固效果。     

柔性石笼挡土墙受力与变形的数值模拟研究

石笼挡土墙作为一种新型的支挡结构,以其造价低、生态性好、适用范围广、柔性变形等特点得到了越来越多的工程应用。与刚性挡土墙相比,石笼挡土墙的受力和变形有明显的不同。采用有限元数值模拟的方式分析不同类型石笼档土墙的变形机理．提出石笼挡土墙应用需要注意的问题。     

液压冲击机械的无级调节理论及装置研究

针对目前各国液压冲击机械工作参数调节方法的局限性,突破传统结构原理,率先提出了变行程无级调节理论。通过协调改变施加于冲击器上的推进力Ft和系统工作压力P这两个控制参数,从而相对改变活塞回程反馈信号孔位置,实现活塞行程的连续可变调节来达到无级控制冲击器输出参数的目的。在此基础上设计了一种新型的变行程无级调节装置,并对该装置进行了数字仿真研究,仿真结果说明了该设计方案的正确性,为进一步研制可变频调能的液压冲击机械提供了理论依据。     

公路隧道复合式衬砌结构数值计算及分析

针对榆树沟隧道工程实际情况,选取了3种不同的复合式衬砌结构类型进行数值计算,对初期支护和二次衬砌的内力、安全系数及洞周位移、拱顶下沉、围岩塑性区的分布等进行了分析,评价了衬砌结构的安全性。结果表明:对于Ⅱ、Ⅲ类围岩,上台阶及下台阶中央区的开挖为施工的关键工序;对Ⅳ类围岩,上台阶开挖为施工的关键工序;在Ⅱ类围岩浅埋条件下,拱顶下沉主要是由上台阶的开挖及下台阶中央区的开挖所引起;在Ⅲ类以上围岩条件下,拱顶下沉绝大部分是由上台阶的开挖所引起;洞周位移较小,最大值为18 mm,发生在Ⅱ类围岩浅埋拱脚处;围岩塑性区发展深度最大者,连通到地表,属于Ⅱ类围岩浅埋;Ⅲ类围岩墙脚处塑性区较大;Ⅳ类围岩塑性区较小。