预应力锚索加固路堑边坡的数值流形分析

预应力锚索广泛地应用于路堑边坡的加固中，建立预应力锚索的数值形分析计算模型，并通过算例分析预应力锚索加固路堑边坡的效果，得出一些有益的结论。     

车辆荷载下地基数值模型的边界影响分析

针对有限单元法模拟实际为半无限土体时有限边界分析模型会引起较大误差的缺点,引入黏弹性人工边界结合有限元数值模型以便准确地描述循环动荷载作用下地基的响应问题。分别采用固定边界、黏性边界及黏弹性边界有限元3种方法计算了交通荷载作用下的地基响应。通过与Lamb问题解析解对比分析表明,黏弹性边界有限元数值模型的计算结果与解析解非常吻合,而固定边界、黏性边界数值模型的计算结果存在不合理现象。算例表明研究交通荷载作用下地基响应时,尤其是分析重复交通荷载作用下的残余变形,宜采用黏弹性边界有限元模型。     

基于AHP-FUZZY与数值仿真计算的公路边坡稳定性分析

根据边坡工程所具有的不确定性、模糊性特点,对公路边坡的影响因素进行深入分析、研究、归类,并建立边坡稳定性评价的综合评判模型。在此基础上,以二广高速公路研究段内边坡作为工程实例,通过AHP(层次分析法)对各影响因素进行权重计算,并结合FUZZY(模糊数学理论),计算该段边坡的最终稳定性。为验证该评判结果的准确性,一方面将评判结果与边坡实际破坏情况进行对比;另一方面对该边坡建立了三维数值仿真计算模型,采用强度折减法计算其稳定性系数。研究结果显示:边坡实际破坏情况与AHP-FUZZY法评判结果相吻合,数值计算结果亦接近评判结果,表明在重视并充分掌握边坡影响因素的基础上,采用AHP-FUZZY法对边坡稳定性进行综合评判,能够取得良好的效果。     

边坡地质体三维模型及数值模型构建方法研究

利用GOCAD、CATIA和Hypermesh进行边坡地质体三维模型及其数值模型构建。首先利用GOCAD建立边坡地质体的地表面和地层分界面,然后将面模型导入CATIA中进行凸台操作和布尔操作实现三维实体模型的生成,最后在Hypermesh中对三维实体模型进行网格划分,并导入数值分析软件中,从而实现数值模型的建立。在新疆加郎普特边坡稳定性分析中应用该方法进行三维模型构建,结果表明该方法建模快捷可行。     

地震效应下二级边坡三维动态稳定性上限分析

为了给二级边坡的抗震设计提供参考,对其在地震力作用下的稳定性进行研究。基于三维破坏模型,采用拟静力法将地震力引入计算模型中,运用极限分析上限定理分析二级边坡破坏时的能量耗散,并根据虚功率原理推导稳定系数的解析解。利用穷举法优化计算,得到约束条件下稳定系数的最优上限解,并与已有研究成果进行对比。利用该方法,分析宽高比、内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角、地震力等因素对二级边坡稳定性的影响。针对不同的计算精度,给出二级边坡可简化为二维平面应变问题的最小宽高比。研究结果表明：该方法正确可靠;宽高比对稳定系数影响显著,随着宽高比的增大,二级边坡的三维效应逐渐弱化,最终转变为二维平面应变问题,内摩擦角、深度系数、上、下台阶倾角对稳定系数有较大影响;对边坡进行放坡时,应尽量减小上、下台阶的倾角,并增大上台阶边坡的高度,以提高二级边坡的稳定性;水平地震力与竖直地震力对二级边坡的稳定性有显著影响,如果计算中不考虑地震力,则稳定系数的相对误差分别高达40%和15%。     

基于FLAC3D的顺层岩质边坡稳定性分析

结合某高速公路顺层岩质边坡工程实例,运用FLAC3D软件建立顺层岩质边坡的三维模型,对该边坡的稳定性进行了数值模拟.结果表明,顺层岩质边坡上部四层结构面的应变较大,应力较小,容易发生失稳破坏;在顺层岩质边坡处治方案选择中需考虑边坡失稳形式,加固处理过程中要以靠近坡脚处的第四层结构面作为处理重点.     

基于三维地质建模的高速公路边坡数值分析

以南宁吴圩机场第二高速公路K8+720~+960左侧边坡锚杆（索）格梁支护工程为例,基于midas GTS NX软件建立该边坡的三维地质模型,对边坡开挖与支护进行了模拟。计算中采用摩尔-库仑弹塑性模型,编制程序实现锚杆与格梁间的链接,通过数值模拟与实测数据对比,详细分析了该边坡开挖沉降规律、边坡周围岩体的水平位移特征、边坡剪应变特征及塑性区分布特征,验证了此次三维数值分析结果的合理性。     

基于精细化BIM模型的公路高边坡稳定分析

为提高公路高边坡稳定性数值分析精度,借助BIM技术,建立能够反映边坡地形地质空间真实形态的三维精细化BIM模型,通过对精细化BIM模型进行地质分层面的空间坐标提取优化,无损导入有限元分析软件,实现基于强度折减法的三维高精度模型的有限元分析。将二维和三维结果的安全系数、最大剪应变和破坏区域进行对比分析,得出三维边坡稳定分析结果更加可靠及符合实际,可为公路高边坡设计及局部加固提供有效依据。     

基于BIM的公路边坡稳定性分析

针对二维稳定性分析结果相比三维稳定性分析结果往往偏于保守,也不能完全反映真实情况,和在三维边坡稳定性分析过程中,数值分析软件建模功能不够完善的问题,采用BIM技术与数值分析软件相结合的方式,利用BIM软件建立真实边坡三维模型,再将模型导入数值分析软件中作为数值分析模型,最后通过数值分析软件实现公路边坡的三维稳定性分析。     

边坡稳定性分析的简化计算方法

传统边坡稳定性分析多需借助数值软件,为得到可考虑多因素的边坡稳定性简化计算公式,首先,设计了多因素水平下的正交试验,采用理正岩土和FLAC^3D6.0分别求解了各组试验中基于瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法和强度折减法的边坡安全系数。然后,通过影响因素分析揭示了各因素对安全系数的影响程度,并选取影响程度较大的因素用于建立回归模型;之后,基于正交试验结果和选取的影响因素,采用SPSS回归分析得到了安全系数的计算公式。最后,通过本文公式与数值试验和文献中算例结果进行对比,结果显示所有误差均在10%以内,说明在实际工程中采用本文简化计算方法可对边坡稳定性进行初步判断,同时可为类似工程分析提供参考。     

V形冲沟超高路堤稳定性三维效应研究

为分析V形冲沟特有的地形条件对超高路堤稳定性与变形的影响,运用数值计算方法,选取不同的冲沟岸坡坡度、沟底宽度、沟谷纵坡、路基边坡坡度,对V形冲沟超高路堤的安全系数及变形进行了系统分析.结果表明:相同条件下边坡的三维安全系数高于二维安全系数,且均由冲沟岸坡、冲沟宽度尺寸、沟底宽度引起,可将其称为三维效应,而沟谷纵坡坡度和路基边坡坡度引起的三维安全系数和二维安全系数的变化规律一致,不能称为三维效应;与二维柱状滑动面相比,单级边坡和多级边坡三维滑裂面的形状均为三维曲面;研究成果对于V形冲沟超高路堤稳定性的分析和设计方法的完善具有理论和工程应用价值.     

基于X-CT技术的沥青混合料三维数值化试样重建

为了对沥青混合料内部结构进行三维重构,采用德国Compact-225型工业X-CT扫描混合料试件,实现试件的三维可视化,计算出集料、砂胶、空隙的体积组成。采用自行编写的程序,实现了由三维可视化模型向三维数值化模型的转化。提出了边界空隙率的概念,通过设置一定的边界空隙率,使模型的边界空隙分布符合实际试样的空隙分布。建立了基于实际试样真实内部微细观分布的数值化试样,弥补了传统的数值方法采用统计学原理或采用对试件损伤研磨建立三维细观模型的不足,为数值化测试奠定了重要基础。     

盾构机姿态控制点测量模型及其应用

盾构机姿态控制点是盾构机导向系统的重要组成部分,是计算盾构机初始参数和检测盾构机实时姿态的依据.盾构机姿态控制点测量首先要建立测量模型,即采用导线测量和三角高程测量方法,通过对盾构机刀头和中体圆柱体外直径精密测量,拟合计算出盾构机刀头和中体中心三维坐标,建立盾构机坐标系统,解算姿态控制点在盾构机坐标系统内的三维坐标,进而由姿态控制点计算盾构机的姿态.通过在广州地铁三号线[市桥站-番禺广场]盾构区间对德国海瑞克盾构机的测量实验,此模型能求解盾构机姿态控制点,并可以检测盾体的形变.     

基于转向几何试验的主销定位参数简易数值计算

介绍了基于转向几何试验的主销定位参数的解算方法,其完全基于转向几何试验数据,可以不依赖具体的悬架结构形式及布置。基于解算结果,提出了一种主销定位参数初始数值的简易计算方法,并利用KC试验数据对主销定位参数的初始数值计算结果进行了验证。结果表明误差在允许范围内,简易数值计算方法可以应用于工程实际。     

粘弹性材料的离散元数值分析

基于Burgers模型,应用微观力学理论和粘弹性原理,建立了均质粘弹性材料的离散单元模型,对粘弹性材料的蠕变过程进行了数值模拟,并对模拟结果与已有且经过验证的理论公式计算结果作了比较。结果表明,数值模拟结果曲线与B嶝模型的理论蠕变曲线相一致,且数值模拟与解析解的结果整体上基本一致,相比解析解的复杂繁琐,DEM数值模拟是一种更加行之有效的较简单的研究方法。但是,数值模拟的结果在卸载后的部分与解析解不很吻合。总之,DEM数值模拟可以节省大量的室内试验并提高准确性,可用于对粘弹性材料的进一步研究。     

基于等效面积Drucker-Prager模型探讨边坡破坏机制

强度折减有限元法在边坡稳定性分析中得到了广泛应用。基于等效面积的D-P屈服准则如DP1,DP2,DP3,DP4等模型来模拟二维和三维边坡稳定状况,进行了边坡稳定性分析计算。得出不同折减系数下边坡中广义塑性应变的变化情况,结果表明用该模型能较好地模拟土坡的渐近破坏过程,有助于对边坡的破坏机制的更深层次的理解;并把计算结果和传统极限平衡方法进行了对比,表明三维稳定有限元分析可较二维有限元更加真实地反映边坡的稳定状况;基于等效面积的D-P屈服准则的DP3模型的计算比较真实,更好地模拟了边坡的破坏机制。     

数值模拟在土钉支护公路边坡工程设计的应用

采用岩土工程分析软件,结合某公路边坡开挖的具体实例,对土钉支护进行数值模拟,对边坡开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场及土钉的受力变化等进行了模拟与分析.结果表明计算值与实测值较为接近,建立的计算模型对土钉支护的受力变形分析是适用的.同时,在改变模型参数的基础上初步探讨了土钉长度、土钉倾角对边坡位移与土钉最大轴力的影响,得出了一些在土钉支护工程中可资应用的结论.     

圆柱形桥墩周围局部冲刷的三维数值模拟

为预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷坑形态和发展,基于计算流体动力学和泥沙运动理论开展了桥墩周围局部冲刷的三维数值模拟。首先使用雷诺时均Navier-Stokes方程和标准K-ε湍流模型对圆柱形桥墩周围三维复杂流场进行数值模拟,将床面瞬时切应力作为泥沙起动及运输的水动力学条件,计算出床底泥沙的单宽体积输沙率,以此为基础得到河床高程坐标的瞬时变化;再采用边界自适应网格技术修改动边界计算域网格,计算得到圆柱形桥墩周围局部冲刷坑的演化过程。结果表明:桥墩周围局部冲刷三维数值模拟结果与试验结果基本一致,数值模拟方法能用来预测圆柱形桥墩周围的局部冲刷情况。     

变刚度抗滑桩性状研究

边坡中各处的滑坡体厚度、滑坡推力、地层抗力等不同,则各处抗滑桩的设置也应有所不同,即应采用变刚度布桩。变刚度抗滑桩有竖向上桩身刚度不一致、横向上桩间距不一致、纵向上桩排距不一致及各桩截面大小不一致四种类型。为模拟滑体的厚度和滑坡推力在横向上分布的不均匀性,建立了抗滑桩加固边坡的三维模型,在模型的左右两侧设置竖立的薄层岩壁,并对设置岩壁边界与未设置岩壁边界的情形进行了比较,发现设置岩壁边界后,滑坡在横向上呈不均匀分布,与实际情况接近。研究了变刚度抗滑桩在桩横向变形、桩弯矩等方面的特性,并与等刚度抗滑桩进行了比较,显示了变刚度抗滑桩加固边坡的优越性。     

群桩基础桥桩单边开挖稳定性精细化数值模拟分析

航道升级开挖会对既有桥梁桩基产生复杂的不安全影响。由于缺乏相应的设计计算理论,因此优化设计困难。文中针对桥桩嵌入河岸和远离河岸2种典型情况,考虑群桩桩土接触效应和钻孔灌注桩施工特点,采用侧壁阻力反算摩擦系数的方法,建立地基-桥桩整体三维精细化数值模拟模型,对存在软弱夹层的河床地层开挖后桥桩的内力和位移影响进行研究。结果表明,由于河床开挖回弹和河岸边坡的综合效应,桥桩与河岸分离时,桥桩产生的内力与位移大于嵌入式模型,桩基产生了1.66 MPa的拉应力,桩顶最大水平位移9.5 mm,大于规范允许值6 mm,建议进行加固预处理。三维精细化数值模拟能有效反映桩土摩擦效应、开挖引起的整体位移场效应、复杂地层分布,以及复杂边界效应。