地基土与重力式桥墩的非线性动力分析

分析了非线性地基土与非线性重力式桥墩的相互作用体系的问题，其中上部结构恢复力模式为理想弹塑性模型，下部地基土采用有试验支持的无拉力Winkler弹塑性固结模型，文章最后对一重力式桥墩进行了计算分析，并对计算结果进行了探讨，得出了有益的结论。     

土的一种各向异性弹塑性模型

运用塑性增量理论，建立一种土的横观各向同性的弹塑性本构模型，介绍了模型参数的确定方法，给出弹塑性模量矩阵，以供数值分析中应用。     

天然基础上的重力式桥墩非线性地震反应分析

软弱地基上的重力式桥墩，在强烈地震作用下，有可能会发生桥墩基础提离现象，文章针对这一问题，上部结构恢复璃模式取为理想弹塑性模型，下部地基土采用有试验支持的无拉力Winkler弹塑性固结模型，分析了非线性地基土与非线性重力式桥墩相互作用体系下的地震反应，并对一重力式桥墩进行了计算分析，分析结果表明，对于天然浅基础上的重力式矮墩，地基的破坏有可能先于桥墩的破坏，在进行桥梁抗震设计时，考虑土与桥墩的共同作用是必要的。     

土层锚杆剪切位移-传递函数分析方法

依据土层锚杆的模拟试验，建立了土锚工作的弹塑性力学模型，提出了一种剪切位移--传递函数的分析法。用此方法对实际工程中土层锚杆进行了计算，并与现场实测数据进行了比较，两者吻合的较好。     

土的应力应变关系中柔度矩阵的研究

在土的应力应变关系中,柔度矩阵要求主对角线元素为正且主对角线元素占优,对主应力表示的柔度矩阵进行了研究,证明了这两个条件同时满足时柔度矩阵的行列式必大于0.因而,柔度矩阵的行列式是否大于0可以作为评价土的本构模型合理性的一个方法.通过对传统弹塑性模型塑性柔度矩阵的研究,发现传统弹塑性模型的塑性柔度矩阵行列式等于0,不能...     

冻土桩基热弹塑性——蠕变有限元分析

根据桩土共同作用的工作特性,引入非线性接触单元将冻土地基的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型与混凝土桩联系起来,建立冻土区桩土共同作用的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型,计算结果与实测比较表明,该计算模型能较好地体现桩冻土共同工作性能.     

钢桥面铺装复合梁试件弹塑性研究

对钢桥面铺装沥青混合料材料进行循环荷载下的弹塑性分析。研究显示复合梁试件计算结果与极限加载试验结果基本一致。与弹性模型的计算结果对比说明运用弹塑性理论对铺装层材料力学性能进行改进是合理的。在等荷载加载情况下，本研究计算了复合梁试件弹性模型和弹塑性模型的挠度和应力、应变，比较分析了两种模型在相同条件下的受力变形特性。     

非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型

自然界所存在的原状土具有一定的结构性,与室内重塑土在加载过程中所表现出的力学特性（如变形和强度）具有明显的差异．本文以复合体损伤理论为基础,建立了适用于非饱和原状土的弹塑性损伤本构模型,并给出了损伤变量A的演化规律．其主要思想是把土材料看作由相对完整的土和相对破碎土两部分混合而成,二者的力学性能不同,且在受力过程中,相对完整的土逐渐转化为相对破碎的土,故分别采用弹性和弹塑性模型描述．该模型所采用的参数（除结构性参数β、α以外）均可以直接通过实验确定．结果表明,该模型能够较好描述非饱和原状土的应力．应变特性,尤其是应变软化现象,且所给出的扰动变量演化规律也能够较好描述土结构性退化规律．     

降水沉降对竖向受荷单桩的影响

针对地下水开采引起的地面沉降区段,研究了降水沉降对竖向受荷桩基的影响.基于单相流假设和Bishop有效应力原理,结合简化的直线型土水特征曲线,建立了反映地下水位下降桩周土饱和-非饱和沉降的数学模型.假设桩土界面极限抗剪强度随深度递增,桩土界面的荷载传递函数为理想弹塑性模型,桩端土采用双曲线模型,采用剪切位移法计算分析了...     

桩-土-上部结构共同耦合作用下弹塑性地震反应分析

针对某框架结构进行了在地震作用下桩-土-上部结构共同耦合作用时的上部结构弹塑性动力特性和规律的研究。结果表明:是否考虑桩-土-上部结构共同耦合作用时的弹塑性地震反应分析对计算结果有较大的影响;考虑桩-土-上部结构共同作用后柱应力在不同的楼层有放大现象,按折减系数方法来考虑相互作用并非总是安全和合理的,设计时应充分考虑弹塑性地震反应的影响。     

软土地下建筑物地震易损性分析

提出了软土地下建筑物地震易损性的分析的思路.根据软土结构动力反映理论,建立易损性分析的动力模型,结合场地的地震危险性分析得到的地震设防标准和动力参数以及结构抗震性能参数,进行软土结构动力分析.利用累积损伤模型进行软土地基液化概率分析,根据液化概率判断地基液化破坏等级.采用JC拟静力方法进行结构抗震失稳的动力可靠性分析,根据失效概率判定结构抗震失稳破坏等级.     

心墙堆石坝应力变形有限元分析

采用平面应变有限元方法,对该坝在施工、蓄水过程中的应力变形进行了模拟分析.模拟计算中,砼材料用线弹性模型模拟,坝体土石料用邓肯-张E-v非线性弹性模型模拟,砼与黏土间的不协调位移用Goodm an接触面单元模拟.坝体的施工过程和蓄水过程均用分级加荷的方法模拟.计算结果表明,坝体应力变形无异常分布,目前的设计是合理可行的.     

高液限土与软粘土路基沉降变形规律研究

针对软土路基沉降变形的特点,分别采用传统的规范中经验系数校正法,不考虑蠕变特性及考虑蠕变特性的有限元方法分析了路基的沉降变形,研究结果表明:路堤填土荷载较大时,且软土路基蠕变性质比较明显时,不适宜采用传统的规范方法计算路基沉降,而采用考虑蠕变影响的有限元分析方法可能更加合适。     

Development of 2D hybrid equilibrium elements in large increment method

As a force-based finite element method (FEM), large increment method (LIM) has been developed in recent years. It has been shown that LIM provided prominent advantage of parallel computation with high efficiency and low time consumption for member structural system. To fully utilize its advantage in parallel computation, it is the time to extend LIM to 2D and 3D continua analysis. In this paper, a 2D finite element library with the capability of modeling arbitrary configurations is developed. Some illustrative numerical examples are solved by using the proposed library; the obtained results are compared with those obtained from both traditional displacement-based FEM and analytical solutions, which has clearly shown the advantages of LIM.     

Back-analysis of the response of shield tunneling by 3D finite element method

This paper presents a numerical back-analysis of the response of a shield tunnel during construction. An important issue in the construction of shallow tunnels, especially in soft ground conditions, is the surface settlement caused by shield tunneling. The tunnel test system with 10 m length, 7 m width and 6.7 m height, which was completed in China in 2009, is a research shield tunnel system. Using shield tunneling technique known as earth pressure balance (EPB) and slurry shield method, it could be excavated in a region consisting of original soft soils, such as silty clay, and different types of underlain soft soils. Based on the test results, the real-life tunnel response can be analyzed by back-analysis technique. The back-analysis technique is adapted to the three-dimensional finite element method (FEM). Parameter analyses are calibrated to study the behavior of the multi-scale diameter tunnel under various conditions. The suggested multi-scale model results show a well agreement between the prediction and the measurement.     

桥梁结构非线性实体有限元建模

桥梁研究中有一些特殊的分析,不仅需要考虑结构的非线性问题,而且要用实体单元模型计算关键点处的应力-应变状态。鉴于考虑非线性的实体有限元模型在桥梁工程中应用较少,为了提高计算模型的可靠性,分析和讨论了这种有限元模型构建过程中应该注意的若干问题,包括几何模型的选择、非线性本构关系的选择、边界条件的处理、荷载的施加、单元类型的选择和网格划分、非线性算法选择等。最后基于这些探讨,以一个钢-混组合梁为例,用非线性实体有限元法对其进行了承载能力极限状态的模拟,软件的输出数据与实验实测结果吻合较好,这证明了在一些特殊的桥梁结构分析中,采用考虑非线性的实体单元模拟是可行的。     

Forming path optimization for press bending of aluminum alloy aircraft integral panel

Because of the light weight, high stiffness and high structural efficiency, aluminium alloy integral panels are widely used on modern aircrafts. Press bend forming has many advantages, and it becomes a significant technique in aircraft manufacturing field. In order to design the press bend forming path for aircraft integral panels, we propose a novel optimization method which integrates the finite element method (FEM) equivalent model based on our previous study, the artificial neural network response surface, and the genetic algorithm. First, a multi-step press bend forming FEM equivalent model is established, with which the FEM experiments designed with Taguchi method are performed. Then, the back-propagation (BP) neural network response surface is developed with the sample data from the FEM experiments. Further more, genetic algorithm (GA) is applied with the neural network response surface as the objective function. Finally, experimental and simulation verifications are carried out on a single stiffener specimen. The forming error of the panel formed with the optimal path is only 5.37% and the calculating efficiency has been improved by 90.64%. Therefore, this novel optimization method is quite efficient and indispensable for the press bend forming path designing.     

沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法

沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟.在该假设的基础上,建立了沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法.结合某工程实例,利用有限元强度折减法,分析了沉入式大圆筒防波堤结构的稳定性,并与加载系数法计算结果进行了比较.分析结果表明:用强度折减...     

剪力连接件的三维非线性仿真分析方法

基于有限元仿真分析技术和混凝土本构理论，提出了有限元仿真分析和实物验证试验相结合研究剪力连接件的新方法，将此方法用于3类共7个子类新型剪力连接件的全过程受力分析，并将有限元分析结果和模型试验结果进行对比，证实了这一方法的有效性和准确性，使得通过有限元仿真分析和实物验证试验相结合研究多种剪力连接件的受力特性成为可能．     

有限元强度折减法在加锚边坡设计中的应用

通过引入有限元强度折减法并结合工程实例,分析和比较了有限元强度折减法和极限平衡法在锚索自由段嵌岩深度设计中应用.结果表明:由有限元强度折减法得到的滑面半径和安全系数都比极限平衡法得到的结果大,若以极限平衡法搜索得到的滑面为准进行嵌固深度的设计将会因嵌固深度设计得过短造成锚索的失效,不利于边坡的安全.由于有限元法充分考虑了岩土体的弹塑性特性,得到的结论更贴近于实际,故建议在实际中可采用有限元法来指导锚索自由段嵌固深度的设计.