真空预压排水固结法有限元模拟及分析

有限元数值计算方法是目前运用最广泛的数值计算方法之一,其中大型有限元分析软件ABAQUS具有很好的处理非线性和复杂边界条件的能力,因此本文拟用ABAQUS对真空预压过程进行有限元建模和分析,并对模型中的参数进行敏感度分析。     

边坡稳定分析的极限平衡有限元法

极限平衡软件SLOPE/W和有限元程序PLAXIS是目前岩土工程中常用的两种软件程序。采用极限平衡法进行边坡分析时,需要将地面划分为若干垂直层面,并使用静态平衡方程计算各层面的安全系数(FOS)和应力,而有限元法则需要输入土的性质和单元的弹塑性参数。文章比较了有限元法和极限平衡法在边坡稳定性分析中的应用,讨论了各种方法的适用性和局限性,并评估了边坡稳定性分析模型输出的实用性,可为边坡稳定性评估提供可靠依据。     

虚拟支撑力法数值模拟技术的应用

文章结合湖南雪峰山特长公路隧道的工程实践,根据隧道开挖过程中地应力随施工工序逐步释放的真实过程,基于有限元计算程序,运用“施加虚拟支撑力法”进行适当的开发,对隧道开挖过程进行数值模拟研究,获得了对隧道围岩应力形变场一种快捷准确的认识思路,不仅能更好的符合工程实际,也为隧道开挖过程的数值模拟研究提供了一种思路和方法。     

浅谈PFC软件在岩土工程中的应用

由于岩土体的非连续性,在模拟复杂岩土体力学行为方面,基于连续介质理论的传统数值软件所得结果与工程实际存在较大差异,而PFC软件能弥补前者不足。文章介绍了PFC软件的基本原理及特点,分析了PFC软件与传统数值软件模拟方法的异同点,归纳了其计算步骤,并系统阐述了PFC在岩土体本构模型、地质灾害分析、基坑及地基处理、隧道工程数值模拟等领域的应用现状,探讨了PFC软件被广泛应用于岩土工程的可行性。最后,提出目前PFC软件应用过程中存在的主要问题及其在岩土工程领域的发展方向。     

关角隧道断层地应力特征与应用

基于关角隧道实测地应力数据,文章采用有限元多元回归法和有限元改进型BP神经网络法拓展得到三维区域宏观地应力场,分析了地应力的三维分布规律。结果表明,关角隧道所穿越多处断层位置处地应力值偏高,侧压力系数偏大。考虑到其可能对隧道设计和施工产生影响,进一步分析了隧道穿越断层过程中的地应力分布规律。结果表明,地应力沿隧道穿过断层的里程呈现两头小、中间大规律,应力分布明显受断层构造的影响而存在一定的偏压现象。研究成果是后续一系列科研、设计和施工的重要基础,通过优化设计和施工措施,关角隧道大变形地段均得到有效控制。     

基于ABAQUS的翻板闸坝钢闸门自振特性有限元分析

文章以某翻板闸坝钢闸门实体工程检测为背景,利用ABAQUS有限元软件进行钢闸门自振特性数值模拟分析。ABAQUS有限元模型将钢闸门门叶结构进行了结构、边界条件、荷载上的简化,计算分析了钢闸门门叶结构前十阶自振频率和对应振型。数值模拟分析结果与实体检测数据吻合,验证了ABAQUS数值模型的可靠性,并能在今后的钢闸门实体检测中作为辅助性工具进一步保障钢闸门实体检测结果的精确性。     

复杂地质条件深埋特长隧道地应力场智能反演研究

为提高复杂地质条件深埋特长隧道地应力反演的精度和效率，构建了一种基于构造分析+RBF（径向基函数）神经网络的复杂地质条件深埋特长隧道地应力智能反演方法，该方法的主要流程包括：首先通过区域地质条件及构造分析，建立隧址区三维地质模型，通过海姆假说和金尼克假说共同确定构造应力边界条件的范围，作为智能反演的训练样本，利用RBF神经网络方法计算寻优，获得最优应力边界条件，再以此最优应力边界条件进行地应力反演计算。选择西南地区某深埋特长隧道作为研究对象，将建立的地应力场智能反演方法应用于实际工程，并将反演计算获得的地应力值与实测地应力值进行拟合对比，其中最大主应力反演值拟合误差总体在10%左右，拟合精度近90%，说明该方法可行且反演计算结果较合理。     

石板尾隧道施工过程的动态仿真数值模拟研究

文章针对石板尾隧道浅埋偏压段台阶分部法施工的特点,采用有限元方法对隧道某一断面动态开挖过程进行数值模拟分析,以配合和指导隧道新奥法施工。通过将数值模拟结果与实测结果进行比较,验证了该数值模拟方法是切实可行的,可供隧道新奥法施工借鉴。     

深基坑开挖对现有地铁车站变形影响模拟研究

深基坑开挖对现有地下建筑物结构造成影响,这种影响的理论解析较难以获得。通过对该问题进行数值模拟研究,采用有限元方法,离散网格得到地层-结构模型,分别选取天然岩土体与混凝土结构的本构模型,并以地质勘查数据为依靠,赋予参数。考虑最不利工况加载边界条件、设计工况,最终得到可靠的模拟结果,对工程开展具有一定的参考价值。     

基于改进弹塑性理论的丘陵公路路基沉降差异性分析

文章基于弹塑性理论的改进Drucker-Prager模型,与有限元方法相结合,采用三种典型路基断面作为分析断面,结合广西丘陵公路施工过程中的沉降控制经验,建立有限元模型分析路基的沉降差异性。通过在三种典型路基沉降条件下对该公路进行ANSYS数值分析,结果显示:在路基不均匀沉降过程中,路基边坡为最脆弱位置,极易发生不均匀沉降,建议道路施工过程中应注意路基坡度的稳定性。     

某双层桥面连续刚桁桥维修加固关键技术研究

文章对某双层桥面连续刚桁桥维修加固中的关键技术开展了研究,建立全桥有限元模型并利用桥梁检测结果对模型进行了修正,根据整体分析结果,针对损伤较严重部分承载能力不足的问题,提出了采用临时斜拉体系对结构进行卸载的方案;将整体分析的内力作为细部分析的边界条件,对受力复杂的三角区进行了分析;根据整体和细部分析结果提出了相应的加固方案,并通过实际工程加固监测结果验证了理论方法和加固方案的正确性。     

软弱围岩隧道短台阶法开挖数值模拟与监测分析

文章依托炎汝高速公路花子坳隧道施工实例,利用有限元模型对隧道Ⅴ级围岩深埋段短台阶法动态开挖过程的应力及位移变化情况进行了数值模拟分析。实测结果表明：短台阶法施工效果良好,围岩压力及拱顶下沉、周边收敛变形均在可控范围内。     

宝塔山隧道不良地质段围岩施工稳定性分析

文章利用非线性有限元数值计算模型,对宝塔山隧道不良地质段开挖施工过程中的围岩应力及位移变化情况进行了模拟分析。结果表明,隧道围岩应力及变形均满足规范要求,处于稳定状态。     

基于AHP-FUZZY法与现场试验的隧道岩爆倾向性研究

文章介绍了层次分析与模糊数学法的基本原理,将隧道发生岩爆的影响因素层次归类为6种倾向性因素(C1~C6)。在层次分析-模糊数学(AHP-FUZZY)相结合的基础上,将计算结果运用于沪昆高速铁路明山隧道岩爆倾向性分析。为验证层次分析-模糊数学法预测岩爆的准确性,选取了明山隧道典型区段进行现场地应力测试,在测试数据的基础上对岩爆进行了计算分析,计算结果与AHP-FUZZY法预测结果一致。最后,跟踪记录了隧道实际施工过程中的岩爆发生情况,实际记录结果与AHP-FUZZY法及现场地应力测试计算结果相吻合,其反映了AHP-FUZZY法用于岩爆倾向性评判的有效性。     

高速公路桩基承载性能自平衡测试法数值模拟研究

自平衡测试法是确定桩基承载力的一项有待于推广的新技术,解决了传统静载试验造价高、施工周期长、加载困难等问题。文章利用ABAQUS有限元软件,建立合适的数值模型,确定相应的桩土力学参数并考虑桩土接触面特性,分别对传统静载试验和自平衡试验进行了数值模拟及对比分析,同时结合自平衡测试荷载传递机理,得出桩周土为砂土且转换系数K取值为0.55~0.65时,两种试验方法得到的荷载-沉降曲线相一致。     

既有建筑对地铁车站中洞法施工中支护结构内力影响的有限元分析

中洞法是地铁车站施工中常用的施工方法,可以有效地提高开挖期间围岩的稳定性.拟建车站旁侧既有建筑可引起车站开挖导致的原场地应力不均衡,对支护结构内力形成不良影响.文章通过对某旁侧有建筑物的拟建车站中洞法施工进行了有限元数值模拟,计算分析了既有建筑对车站支护结构受力的影响,以及车站支护结构的内力特点与变化规律.结果表明,既有建筑会引起车站开挖过程中支护结构的受力偏转,进而引起局部不均匀沉降.     

空心包体应力解除法与声发射法在岩爆危害隧道地应力测定中的对比应用

在具有岩爆危害的深埋特长隧道施工中,地应力的准确测量及研究对隧道围岩稳定性及岩爆分析起着重要作用。文章详细介绍了空心包体应力计地应力测量技术的原理、计算方法和实施过程,尤其对现场实际测量过程中普遍存在的问题进行了详细说明,并对钻孔和安装设备进行了改良,有效提高了测量效率和避免了设备损失。通过空心包体应力解除法和声发射法两种方式对米仓山隧道围岩地应力进行测试对比,结果表明,两种测试结果大小和方向接近,其结果准确可信,可为隧道围岩稳定性和岩爆分析提供重要的数据。     

模拟退火法与有限元耦合反演技术研究

岩体参数是岩土工程安全性分析的关键因素,目前很多研究者通常采用反演分析确定岩土参数。文章针对常规反演方法无法跳出局部最优解和初始值要求高的难题,MATLAB采用软件编制了模拟退火法(SAA)参数反演程序,实现了模拟退火反演理论与ABAQUS有限元软件的耦合分析,反演迭代过程中通过设定跳出局部最优解的概率实现了全局优化反演的目的;提出了针对反演程序的计算实验模型理念,验证了反演程序的有效性和实用性,并对依托工程南京某基坑进行了有效的参数反演分析。     

ABAQUS强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

文章依托某边坡工程实例,基于ABAQUS软件,以塑性区贯通为失稳判据,构建综合运用岩土数值模拟和强度折减技术的边坡稳定性分析模型,对坡体失稳滑动面的形状和位置,以及岩土抗剪强度参数粘聚力c和内摩擦角φ对边坡稳定性影响进行计算分析,并与已有研究成果进行对比,验证了ABAQUS有限元强度折减法边坡稳定性分析理论和方法的正确性和有效性。研究成果可为边坡工程设计与施工提供一定的参考。     

人工冻结法进行地铁隧道修复施工的数值分析

文章依托京沪铁路某段铁路桥隧道修复工程实例,根据热力数值分析基本理论,利用最小势能原理建立有限元方程,分析了隧道人工冻结施工过程中的温度场分布规律,并确定了开挖时的人工冻结壁厚度。最后,对冻结壁和其周围土体进行施工过程的力学模拟。结果表明,采用人工冻结法作为一种辅助的施工方法,完全能满足施工过程中结构的强度要求。