三维有限元强度折减法在清连高速公路高边坡工程中的应用

通过利用合适比例尺的地形平面图,采用本院自行设计的数据处理程序,提取地形图等值线数据点坐标并差分生成三维仿真模型,利用三维有限元强度折减法,对广东省清连高速公路岩质高边坡稳定性进行了评价,并与现场实测数据及传统方法计算结果做了比较分析,表明其方法的可行性,对高边坡稳定性计算具有一定的参考意义。     

考虑桩与冻土相互作用的单桩轴向静载数值分析

依据弹性地基梁的基本理论,提出了冻土弹簧刚度的计算方法,依托格尔木多年冻土桩基试验场试验桩,采用ANSYS中的实体单元和弹簧单元模拟桩与冻土的相互作用,基于“m”法建立了单桩桩土空间体系的有限元模型,进行轴向静载分析,有限元计算结果与实测值吻合较好,并与RANDOLPH法进行了比较。结果表明:文中提出的土弹簧刚度的计算公式能更好地反映多年冻土区桩土的相互作用效应,证明了该文方法的可行性。最后通过参数分析,给出了格尔木多年冻土区试验桩地质条件下单桩影响半径系数的取值范围,讨论了“m”值及配筋率对单桩Q-S曲线的影响。     

半飘浮体系斜拉桥荷载试验有限元分析影响因素研究

针对半飘浮体系斜拉桥荷载试验初始有限元模型计算值与实测值存在偏差的情况,以某独塔四索面斜拉桥为例,分别考虑桥面铺装、弹性模量和支座摩阻及3种因素组合影响对该桥初始模型进行修正,对比荷载试验实测值、初始模型及修正模型计算值,分析上述因素对有限元模型计算值的影响。结果表明:对于半飘浮体系斜拉桥,桥面铺装和弹性模量对有限元模型计算结果有一定的影响,支座摩阻的影响最大;考虑支座摩阻后,主梁应变及挠度校验系数分别提高了13%、21%,并解决了初始模型中出现的计算位移方向与实测方向相反的问题。同时考虑3种因素修正模型后,应变校验系数为0.77～0.96,挠度检验系数为0.97,主梁和桥塔纵向位移计算值也与实测值吻合良好。     

加筋和遮帘效应对群桩之间相互作用系数的影响

根据荷载传递法和Mindlin理论,提出了考虑桩加筋影响相互作用系数的简化计算方法,并且通过有限元软件ANSYS对桩的遮帘效应进行了深入分析;在此基础上,通过修正桩-桩之间地基的剪切模量来考虑桩的"遮帘"效应对相互系数的影响;将有限元计算结果和Cooke的现场试验实测结果进行了对比研究。结果表明,简化计算方法可以改善目前弹性理论分析方法中过高估计桩与桩相互作用而导致沉降计算值偏大的缺点。因此,该方法不但可以方便地计算相互作用系数,且计算结果接近实测值。     

水平地震作用下单桩横向非线性动力响应的三维有限元数值模拟

针对水平地震作用下的桩土相互作用体系,利用有限元软件ANSYS建立了单桩-地基土系统三维有限元模型。运用此模型,对系统进行考虑地基土的材料非线性和桩土界面状态非线性的单桩横向地震响应计算,并进行了自由场响应的计算。计算结果表明:土体的材料非线性与桩土界面状态的非线性特性对单桩的横向水平地震响应有着一定的影响。     

天津某水泥搅拌工程桩静载抗压极限承载力测算

该文利用单桩静载试验的试验数据,用双曲线法推算单桩竖向抗压极限承载力,并用计算值与实测值进行对比分析,验证了用双曲线法预测单桩竖向抗压极限承载力简单、实用、拟合精度高。     

柔性桩与土相互作用非线性分析的增量传递矩阵法

对桩侧土采用非线性荷载传递函数,对桩端土采用线性荷载传递函数,同时考虑桩周土所分担的荷载对单桩荷载传递规律的影响,利用增量荷载传递矩阵法及微分方程的近似解法--子域法,推出了刚性承台下柔性桩与地基非线性相互作用的近似解析算式。为了验证该方法的可行性,通过试验将试验结果与有限元结果及该方法所得结果进行了对比,对比表明:该理论解与现场实测值、有限元计算值都非常接近。     

江番高速公路管桩竖向承载力试验研究

基于现场试验,探讨了管桩现场施工中的质量控制,并利用软件建立土体与桩共同作用的数值模型,将有限元应用于桩-土结构进行三维有限元数值计算。分析了预应力管桩在竖向荷载作用下的承载力特性以及变形特性,并将桩在逐级加载下的沉降规律与现场静载实测结果做了对比,验证了管桩施工质量控制对承载力的影响,其结果对以后桩-土模拟及桩基工程设计有一定的参考价值。     

桩板式挡土墙土压力极限上限分析

桩板式挡土墙被广泛应用在铁路公路等领域的滑坡治理中，合理分析挡土墙土压力至关重要。依据试验结果，总结桩间土体局部失稳空间几何特征，并将局部失稳土体视为由无数三角形薄片组成，建立桩板式挡土墙土压力三维计算模型。基于极限上限法，计算桩后局部失稳土体外力做功功率和内部能量耗散，建立能量平衡方程式，推导出桩间挡土墙土压力表达式。将挡土墙土压力三维计算结果、二维计算结果和相同条件下试验结果进行对比，发现三维计算结果与试验结果基本一致。桩板式挡土墙土压力计算方法可为实际工程提供一定理论依据。     

大跨度独塔斜拉桥动荷载试验与分析

基于有限元分析理论,借助有限元通用计算程序,以独塔斜拉桥为工程背景,对该桥的自振特性进行了理论分析,并通过对结构进行的动荷载试验,将现场采集的试验数据与理论计算数据进行了对比分析,发现自振频率理论值低于实测值,冲击系数实测值比理论值小,说明结构实际刚度比理论刚度大,具有较好的抗冲击性能。     

既有双曲拱桥承载能力的空间分析与评估

采用有限元法建立既有双曲拱桥的空间模型,运用空间分析对双曲拱桥的承载能力进行评定。以阳头大桥为工程实例,利用上述建模方法建立了该桥的实体有限元模型,计算了主拱圈在自重作用下的应力。在有限元模型中进行加载仿真计算,将有限元计算结果与荷载试验实测值进行对比,以评定实桥的承载能力。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

挤土桩在沉桩过程中,由于挤土效应将引起桩周土体产生较高的超孔隙水压力,随着桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散,土体会出现较大的重固结沉降,对周围的建筑物产生不利影响。由于软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性又涉及三维的渗流固结问题,计算较为复杂。基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论来模拟沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,得出了一些初步成果。并与软粘土中某挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较,结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,为挤土桩的进一步研究奠定基础。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

挤土桩在沉桩过程中,由于挤土效应将引起桩周土体产生较高的超孔隙水压力,随着桩周土体中孔隙水压力的缓慢消散,土体会出现较大的重固结沉降,对周围的建筑物产生不利影响。由于软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性又涉及三维的渗流固结问题,计算较为复杂。基于AD INA有限元程序和三维B iot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论来模拟沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,得出了一些初步成果。并与软粘土中某挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较,结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,为挤土桩的进一步研究奠定基础。     

新造珠江特大桥主墩承台大体积混凝土温度控制与分析

介绍了新造珠江特大桥主墩承台大体积混凝土温度控制技术措施,考虑水管冷却作用,运用三维有限元程序对该承台施工过程的温度场进行了数值计算,并与实测结果进行了对比分析,结果表明:有限元计算结果与实测值吻合良好,有限元方法是有效可行的。利用有限元模型,对混凝土水管冷却的影响因素进行了参数分析。     

龙门黄河大桥超长桩静载试验研究

为了研究黄河地区大直径超长桩的承载特性,采用自平衡测试法进行2根试桩静载试验,并采用钢筋计测试元件进行了桩身轴向应力测试。基于实测数据,对桩总承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力以及承载性能进行了分析,并将桩端阻力实测值和《公路桥涵地基基础规范》计算值进行了对比。研究表明,SZ9桩桩侧摩阻力地勘报告值基本大于实测值,SZ10桩桩侧摩阻力地勘报告值与实测值基本接近,公路桥涵地基基础规范对砂土类的桩端阻力深度修正系数取值偏大,导致桩端阻力计算值远大于实测值。研究成果对黄河特殊地质条件下超长大吨位桩基础设计具有参考价值。     

软粘土中挤土桩桩周土重固结沉降计算分析

针对软粘土中挤土桩的重固结沉降包含有几何非线性和材料非线性三维渗流固结问题,基于ADINA有限元程序和三维Biot固结有限元理论,定义桩周土为多孔介质材料,按照圆柱形空腔体扩张理论模拟了沉桩过程,分析了打桩完成后粘性土超孔隙水压力的消散和桩周土随时间固结沉降情况,并把分析结果与软粘土中挤土桩工程的地表实测沉降结果进行了比较.结果表明,考虑弹塑性本构关系和三维渗流固结的有限元模型能较好地模拟挤土桩重固结沉降过程,能为挤土桩的进一步研究提供技术方法.     

土体和钢板桩围堰的整体分析

运用Solidworks软件建立某特大桥钢板桩围堰和土体环境的三维实体模型，将分析结果与常用简化计算结果以及现场采集数据进行比对分析。结果表明:相比简化的土压力计算方法，Solidworks的钢板桩围堰整体有限元分析结果与实测结果更为吻合。建议在类似桩土结合结构设计中运用包含土壤的整体有限元进行分析，以获得更加符合实际情况的结果。     

桩-锚支护在某临水泵站深基坑工程中的应用与分析

通过结合实际,介绍了桩-锚支护在临水深基坑工程中的设计应用.通过结合现场实测数据、三维有限元计算与现行规范中的m值法,分析了基坑开挖过程中锚索轴力、地表沉降与桩身位移的变化.结果表明,在本工程中,m值法无法真实反映锚索张拉导致拉锚系统内力重分布的过程.m值法计算得到的桩身最大位移值与实测数据较为接近,而有限元法计算得到的地表沉降发展规律和桩身变形曲线形状与实测数据较为吻合.因此,实际基坑工程设计中,在采用现行规范中m值法进行设计的同时,宜辅以有限元计算分析,以便对基坑围护变形有较为准确的判断.     

较长柱桩轴载-沉降曲线的损伤力学模型研究

借助材料力学、弹性力学和岩土损伤力学的有关理论,依据较长柱桩轴向荷载传递机理,推导出桩在轴向荷载P作用下桩顶沉降S的计算模型,通过实例对计算值与静载试验实测值的比较,验证了计算模型的正确性和实用性.该模型的主要特点是根据地质勘探结果、桩底持力层岩土三轴试验应力―应变关系曲线及拟设桩的几何、物理力学参数推导出的P-S曲线,可用于桩基工程的优化设计,也可以减少桩基工程静载试验的数量.     

基于等值梁法的单层钢板桩围堰有限元分析

钢板桩围堰在桥梁深水基础施工中应用广泛。针对目前已有平面有限元法、空间有限元法和等值梁法等钢围堰分析方法,为研究钢板桩围堰结构的受力情况,本文以某大桥钢围堰施工为工程背景,将等值梁法和有限元法相结合,利用等值梁法基本原理,先将钢板桩简化为等值梁结构,利用平面有限元法对单位长度钢板桩等值梁结构建立有限元模型,计算出板桩每道内支撑的支撑反力,然后对多道水平内支撑分别建立有限元模型,将先前的支撑反力以单元力的形式作用在水平内撑模型上,计算出钢板桩与内支撑连接处的最大位移,内支撑的应力、轴力等。最后,将内支撑最大位移以强制位移的形式作用于钢板桩支撑处,对钢板桩强度和刚度进行验算,计算钢板桩所受应力情况,并与钢板桩围堰空间有限元模型计算结果和现场实测值进行比较,对比结果表明该方法对钢板桩围堰进行受力分析效果明显,钢板桩围堰具有足够的承载能力和安全性。