土与结构物半模直剪试验的颗粒流数值模拟*

使用自主改造的半模直剪仪进行土与钢板、石板的半模直剪试验,竖向荷载分级施加,分别为50kPa,100kPa,150 kPa,200 kPa。应用颗粒流离散元程序——PFC2D对土与结构物在不同法向应力条件下相互作用的半模直剪试验进行数值模拟,研究土与结构物相互作用时接触面土体变形及剪应力的变化情况。分析得出土与结构物相互作用时,土体会呈现出硬化现象。随着法向应力的增加,土的剪应力会升高。在土与结构物的接触面上,形成了一定厚度的剪切带,说明土与结构物的相互作用并不只局限于接触面,而对接触面以上一定厚度内的土体也有影响,但影响范围不大,约为5倍的粒径。土与结构物相互作用时,结构物的性质对土体剪应力的变化影响不大。     

基于ANSYS模拟潜坐结构吸附力

基于ANSYS软件分析结构物提升过程中淤泥质海床对结构物的吸附力,模拟结构物在提升力作用下土中的应力应变情况。结合ANSYS中的接触分析、单元生死,以及DP材料来模拟土体,分析确定极限吸附力的大小,并与理论公式计算结果进行比较;分析结构物周围土体在提升力作用下位移场分布变化及结构物与土体相互作用时的复杂应力状态。     

土体蠕变作用下高桩码头变形分析方法研究

高桩码头使用过程中,土体的弹塑性变形与蠕变变形会引起较大的结构位移,进而影响结构的使用安全。文章采用修正Drucker-Prager/Cap模型和Singh-Mitchell模型模拟土体本构关系,结合三维精细有限元理论,提出了一种分析土体变形对高桩码头结构影响的数值分析方法,并将其应用于天津港高桩码头的分析计算。结果表明,该方法可以较好地反映土体弹塑性变形与蠕变变形对结构的影响,将为土体变形对高桩码头的影响研究提供一条可行的途径。     

公路边坡挡土墙注浆加固技术探讨

随着高速公路运营时间增长,边坡结构物病害也不断显现。通过某工程实例,说明对部分岩体或砂性土边坡挡土墙开裂、外倾等病害用压力注水泥浆体进行维修加固具有较好的效果。在加固边坡挡土墙等结构物的同时对后方土体也具有一定的改良复合作用,能有效提高坡脚抗压能力,消除坡脚应力集中的影响。     

既有工程桩对深基坑力学变形特性影响分析

深基坑开挖卸载条件下,坑底工程桩对基坑力学变形特性的影响不可忽视.针对坑底无桩和坑底群桩两种基坑模型,利用有限元软件MIDAS NX对比分析了不同开挖工况下的围护结构受力变形、侧向土压力分布、周边地表位移以及土体隆起量.结果表明工程桩减小了围护结构变形、地表位移以及土体隆起量,但增加了结构内力以及侧向土压力.同时工程桩对整个开挖过程都有影响,越挖至坑底工程桩的作用越明显.     

双层圆柱壳受物体撞击损伤过程数值仿真

圆柱壳是海洋工程结构物和潜体中广泛采用的结构单元,为了研究其在物体撞击作用下的响应以及撞击角度对撞击响应的影响,文中采用大型非线性动态响应分析程序MSC.Dytran,分不同撞击角度,对双层圆柱壳结构受射弹撞击过程进行了数值仿真,研究分析了圆柱壳结构的损伤变形、能量吸收及撞击力的变化情况.文中的计算结果对圆柱壳结构物的抗撞击分析研究及合理的结构设计有参考价值.     

沟槽宽度对爆破振动衰减影响的有限元分析

爆破振动对爆孔周边岩土体和附近结构物产生影响,沟槽是一种减少爆破地震波危害的方法之一。本文采用Midas GTS软件,研究沟槽宽度对爆破振动衰减的影响。研究结果表明,减震沟对于爆破引起的地震波有较好的隔离减震效果,但不同宽度的减震沟减震效果差距不大。     

港口工程离心模拟技术研究与应用

在土工离心模型试验过程中,针对各种港口工程结构物的特点,科学提出相应的地基模拟技术、结构物模拟技术、量测技术以及港口工程中涉及的波浪荷载模拟技术和港池开挖卸载模拟技术等,对土体与结构物之间相互作用机理进行合理分析,并定量地得到工程结构的一些关键技术参数,如结构内力和整体结构稳定性等,有力推动土工离心模拟技术在港口工程中的应用。     

支护水平位移对支护后土体变形的影响

支护结构的位移主要是水平位移,它将导致支护后土体的变形,并将对周围建筑物和地下管线的安全产生影响;本文通过力学理论分析给出了支护水平位移导致的土体水平应变变化规律公式,并根据公式得到了土体变形的影响区域;针对某实例,通过比较发现:力学近似公式得到的土体水平应变变化规律和影响区域,与有限元模拟结果十分接近,说明近似公式是合理的。这为通过支护位移控制周围建筑物及地下管线的位移,提供了依据。     

欠固结地基边坡与桩基相互作用分析

当边坡地基土处欠固结时,不仅要考虑边坡区桩基负摩阻力的影响,而且应考虑边坡土体对桩基的侧向挤压。但是目前主要规范和手册对后者并无具体规定。针对该问题,结合接岸工程设计,基于PLAXIS岩土工程有限元数值模拟软件,采用软土模型和摩尔-库仑模型对欠固结地基边坡土体与近岸桩基相互作用进行分析。结果表明:边坡稳定计算在不考虑桩基作用的情况下偏于安全,但是桩基设计不考虑边坡土体固结变形的影响是不安全的。建议桩基设计应考虑边坡土体侧向土压力对桩的作用,特别是欠固结地基边坡与桩基相互作用其受力特点复杂,边坡土体后期固结变形对桩基影响更加明显,设计时应引起重视。