武汉过江隧道地震响应因素影响分析

运用ANSYS软件,以武汉过江隧道衬砌结构典型地质剖面为例,研究地基土压缩模量、衬砌模量、外径、顶板土层厚度及水深等因素对地震响应的影响,相关参数均来自工程实际,地震荷载考虑EI-centro双向地震作用,得出如下结论：（1）随着地基土压缩模量增大,衬砌同一节点竖向位移和应力最大值逐渐减小;在同一时刻,最大节点位移分布在衬砌顶部,最小节点位移分布在衬砌底部;最大节点应力主要分布在衬砌左右侧壁位置,最小节点应力则分布在左上侧壁位置区域。当土压缩模量大于20MPa后,无论是位移还是应力,其变化幅度减小。（2） 衬砌模量越大,其节点位移减小,而节点应力增大;外径越大,其节点位移较小,而节点应力除拱顶、拱底外逐渐增大,拱顶拱底应力先略微减小然后增大。（3）地基土厚度越大,其节点位移逐渐减小;节点应力则逐渐增大。（4）衬砌上部水深越大,无论是节点位移还是应力均逐渐增大。当水深在10m内时,变化幅度较小;超过10m后,变化幅度增长较快。     

Numerical analysis on cnoidal wave induced response of porous seabed with definite thickness

Severe water waves can induce seabed liquefaction and do harm to marine structures. Dynamic response of seabed with definite thickness induced by cnoidal water waves is investigated numerically. Biot＇s consolidation equations are employed to model the seabed response. Parametric studies are carried out to examine the influence of the air content in the pore water and the soil hydraulic conductivity. It is been shown that the air content and soil hydraulic conductivity can significantly affect the pore pressure in seabed. An increase of air content and/or a decrease of soil hydraulic conductivity can change the pore pressure gradient sharply.     

SDOF弹塑性体系地震响应的参数影响

从国外十几次主要地震事件中选取了320条强震记录,按照《铁路工程抗震规范》罕遇地震下6度、7度、8度和9度设防标准进行调幅,并利用弹塑性动力分析程序,采用Takeda双线性刚度退化模型,考虑了不同震级、场地类型、基阶周期的影响,进而对SDOF弹塑性体系的地震响应进行了参数影响研究,为建立与《铁路工程抗震设计规范》相符的弹塑性反应谱提供合理的依据,进而为桥梁结构基于性能的抗震设计提供重要的参考和依据．     

大直径超长桩承载性状影响研究

为探究桩端土强度对超长桩承载性状的影响,建立了3种不同长度的超长桩.通过改变桩端土的强度,在荷载作用下,研究轴力沿着桩身传递、桩侧摩阻力的影响及桩自身变形.分析了桩端土强度的提高对超长桩上段和下段桩侧摩阻力的影响.研究结果表明:桩端土强度提高1～2倍时,超长桩极限承载力提高7.06％～22.49％;80m基桩对应5种不同长径比时,长度增加25％～50％,其极限承载力提高35.06％～63.21％;在同级荷载作用下,桩端土强度高的桩侧摩阻力发挥小于桩端土强度低的;端阻强化效应在桩端土强度较弱的土层中也存,且长径比越小增强的效应越明显;该研究可以为实际工程中超长大直径桩基设计和承载力估算提供参考.     

沥青路面动态响应数值分析

为了优化沥青路面结构设计,引入无反射边界,依据结构动力理论,利用有限元数值分析方法,对多层沥青路面在移动荷载作用下的动态响应进行了分析。发现沥青面层的拉应力和路表弯沉随着基层模量、层间摩擦系数、行车速度和面层材料阻尼的增大而减小,剪切应力随着轮胎接地压力和基层模量的增大而增大。分析结果表明:基层设计需要综合优化设计,简单增加基层模量和厚度都是不合适的;良好的层间接触状态以及使用较大阻尼的材料,有利于路面性能的改善;提高行车速度可以延长路面的使用寿命。     

膨胀土区域路堑换填厚度分析

综合考虑膨胀土地基的强度、刚度及变形要求, 基于膨胀力平衡原理及控制轨道变形两种方法, 分析、计算了路堑换填厚度, 研究了不同换填厚度和膨胀力条件下路基膨胀变形, 结合新建合(合肥) 宁(南京) 铁路路堑试验段进行原位动载试验, 实测、评价、计算换填厚度下路基强度、弹性变形等动力学特性。结果表明, 在计算换填厚度条件下, 路基在200万次循环荷载作用下累计塑性变形为0.65 mm, 弹性变形最大为0.62 mm, 路基表现出了较好的稳定性和动力特性, 采用60 cm厚的石灰改良膨胀土填料换填路基能够满足强度、刚度要求, 按控制轨道变形方法计算换填厚度是合理的, 膨胀变形是路堑换填厚度的主要影响因素。     

筋材结构对其加筋土强度特性的影响研究

用大三轴试验研究了三种构造形式筋材 (条带式、双向垂直条带式、网 )的加筋土的抗剪强度参数 ,分析了筋材构造对其土体强度特性影响的机理 ,建议了用双曲线模型作为复合加筋土的本构模型 ,并得出了三种筋材的加筋土的本构模型参数     

Numerical analysis of the soil compaction degree under multi-location tamping

Dynamic compaction (DC) is an efficient soil improvement technique. The previous numerical studies mainly focus on the soil response of single location tamping, but ignore the soil compaction degree under multilocation tamping. In this study, a numerical investigation of multi-location tamping in granular soils is carried out using three-dimensional (3D) finite element model (FEM). The behaviors of the granular soils are described by means of the viscoplastic cap model. The constitutive relationship of the soils is implemented into LS-DYNA and is integrated with 3D FEM for numerical investigation. Then utilizing the field data from the previous studies, we investigate the soil compaction degree at different stages by a case of two basic patterns, and discuss the cause of soil response. Lastly, we evaluate the effect of construction parameters on soil compaction. The simulation results show that the previous tamping affects the soil compaction degree beneath the adjacent tamping location, and the effect is greater near the side of previous location. Meanwhile, the soil compaction degree around the existing tamping crater weakens due to the adjacent tamping. Moreover, the rational selection of DC construction parameters can improve the soil compaction degree, and some hints on the effect of soil compaction are given.     

Numerical analysis and experimental study of the effect of workpiece thickness on flow field in laser cutting

Based on Navier-Stokes equation and renormalization group (RNG) onflow model, the 3D symmetrical impinging jet model of laser cutting is established by adopting a taper nozzle and a convergence nozzle. Numerical simulation of gas flow in laser cutting is used to investigate the effect of workpiece thickness on flow field of assist gas in cutting slot. The isolines of static pressure as well as the distributions of static pressure and velocity are analyzed in details with different workpiece thickness, and the trend of dynamics characteristics of gas jet is shown in the study. For taper nozzles and convergence nozzles, the dynamic structure of assist gas being close to the lower surface of workpiece is exacerbated while the cutting quality and cutting efficiency become worse with the increasing of workpiece thickness. The parallel degree between assist gas and the axis of convergence nozzle is better than that of taper nozzle after the gas goes out of the nozzles. Two typical subsonic nozzles are designed for the cutting experiment at the end of the paper.     

地震作用下岩质地基挡墙土压力变化特性数值分析

通过汶川震区路基工程震害调研,初步概括了高烈度区岩质地基挡墙的破坏规律及特性.结合室内振动台模型试验的校正模型,运用有限差分法数值计算,分析了不同高度岩基挡墙在不同量级地震作用下的动力响应,得到了地震土压力随地震量级、挡墙高度的变化规律,对现行抗震规范的可细化之处进行了补充和讨论.分析结果表明,墙高〈12 m挡墙在Ⅹ度烈度区（〉0.6g）的地震土压力较之Ⅸ度烈度区呈线性增长关系,现行公路、铁路抗震设计规范所采用的拟静力法技术框架可以继续扩展到Ⅹ度烈度区使用;挡墙自身结构特征的模态分析表明,挡墙自身的结构共振破坏是高挡墙震害的重要原因.     

框架一密肋耗能复合墙结构与框架填充墙结构抗震性能的对比分析

用密肋耗能复合墙取代传统的砖墙作为框架结构中的填充墙,形成框架一密肋耗能复合墙结构．通过建立简化的刚架一整体钭压杆模型,运用静力弹塑性分析方法对框架一耗能复合墙结构与框架填充墙结构在周期、层间位移角、局部变形等几方面进行对比分析．计算结果表明,耗能复合墙通过优化设计即可调整抗侧刚度并能有效耗散地震能量,在中高地震烈度区以密肋耗能复合墙代替砖填充墙后,结构的抗震性能明显优于普通框架一砖填充墙结构．     

沥青路面裂纹扩展数值模拟及影响因素分析

应用线弹性断裂力学理论结合同时考虑交通与温度载荷的有限元方法来研究沥青路面裂纹扩展路径.采用1/4等参奇异性单元模拟裂纹尖端的应力奇异性,运用窗口移动技术模拟裂纹扩展路径,并发展了沥青路面裂纹扩展模拟程序.应用该程序模拟了不同荷载作用位置下路面结构中表面和基层底面裂纹的扩展情况,同时研究了路面结构层模量组合对沥青路面裂纹扩展的影响.模拟表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展行为,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为.     

沥青路面裂纹扩展数值模拟及影响因素分析

应用线弹性断裂力学理论结合同时考虑交通与温度载荷的有限元方法来研究沥青路面裂纹扩展路径.采用1/4等参奇异性单元模拟裂纹尖端的应力奇异性,运用窗口移动技术模拟裂纹扩展路径,并发展了沥青路面裂纹扩展模拟程序.应用该程序模拟了不同荷载作用位置下路面结构中表面和基层底面裂纹的扩展情况,同时研究了路面结构层模量组合对沥青路面裂纹扩展的影响.模拟表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展行为,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为.     

高墩曲线桥梁地震碰撞响应分析

在强烈地震作用下,巨大的碰撞力能导致支座破坏甚至落梁,目前,对于桥梁伸缩缝碰撞研究较少,尤其对于高墩曲线梁桥,其碰撞方向不确定,碰撞行为更复杂。文中讨论高墩曲线桥两联问的碰撞分析动力模型的建立方法,采用时程分析法,针对墩高、曲率半径、伸缩缝间隙、临梁周期比等参数对碰撞响应的影响规律进行分析,讨论产生碰撞的最不利情况。     

双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响

为了研究桥墩布置形式对连续刚构桥地震响应的影响, 以某弯连续刚构桥为例, 采用通用有限元程序分析了5种不同的双薄壁墩间距对桥梁结构自振频率的影响, 选取桥位场地人工合成地震波, 对其进行了弹性地震响应分析。分析结果表明: 当双薄壁墩间距在主跨径的1/20~1/25之间变化时, 结构基频变化不超过5%, 在地震作用下, 主梁的弯矩、墩底弯矩及主梁位移最大变化不会超过12%, 说明薄壁墩间距对结构自振频率及地震响应的影响不大, 在初步设计阶段或进行弹性地震响应分析时, 如果双薄壁间距在以上范围内变化, 可以不考虑它对结构动力性能的影响。     

基于流固耦合超大规模地下车站环境影响分析

以京张城际铁路八达岭超大规模地下车站修建为例,依据工程区水文地质特征、水压致裂原地应力测量结果,利用有限差分软件FLAC3D建立三维渗流应力耦合模型,采用全封堵、全排水、非耦合、注浆限排4种方案进行数值模拟.结合理论分析,着重研究在饱水状况下八达岭车站修建前后的渗流场变化、涌水量、围岩变形和地表沉降等环境影响负效应因子,对因地下车站修建环境影响效应的显著性、空间分布特征和长期效应进行评价.模拟计算结果对于裂隙发育、富水地层地下工程尤其自然风景区大型地下洞室防排水设计和施工具有指导意义.     

桥梁抗震分析方法

介绍了现行桥梁抗震计算分析的几个方法.确定性方法中的弹性静力法,静力弹塑性分析,反应谱法,时程分析法;概率性抗震分析方法中的随机振动虚拟激励法.并对各个方法的优缺点加以说明,着重介绍了随机振动虚拟激励的基本原理和特点.最后提出了有待进一步研究的几个问题.