车撞混凝土桥墩精细化建模方法

车桥碰撞属于典型的非线性动力过程,采用理论方法通常难以求解。有限元方法(Finite element method,FEM)是研究车桥碰撞问题的重要工具,但其前处理过程涉及参数及算法众多,实际操作极其繁杂。为提升研究者建模效率,同时提高模型计算精度,提出一种精细化建模方法,该方法操作步骤为：1)以实际工程为背景,建立完整车辆-桥梁碰撞模型,并进行验证;2)进行网格敏感性分析,选择合适网格尺寸,取得计算效率与精度的平衡;3)对重力荷载进行初始加载,避免桥墩产生P-delta效应。研究结果表明：该精细化建模方法能较好地还原真实事故情况,并且碰撞过程满足能量守恒定律,沙漏能仅为总能量的2.3%;网格尺寸为35 mm和50 mm时桥墩的损伤情况、碰撞力和最大位移均比较接近,100 mm网格桥墩产生的碰撞力和最大位移偏大;ANSYS/LS-DYNA软件默认加载方式下的桥墩轴力呈现幅度较大的波动,最大轴力比预期轴力高75%,采取的重力初始化方法能够在一定程度上消除ANSYS/LS-DYNA软件的固有弊端,避免P-delta效应。该精细化建模方法能有效实现车桥碰撞模拟,并且能够取得良好的精度,可为未...     

新建建筑上跨施工对浅埋大断面隧道结构的安全影响研究

浅埋大断面隧道上方新建建筑附加荷载通过围岩传递至隧道结构,会增大隧道衬砌内力,影响隧道运营安全。囿于边界条件、围岩性质、荷载分布等众多影响因素,附加荷载在浅埋大断面隧道围岩中的传递规律复杂,最终作用于衬砌结构的附加荷载难以确定,在此前提下,如何合理评估附加荷载对隧道结构的作用仍是工程实践中的重要课题。以某建筑扩建工程为背景,提出一种基于应力扩散原理并结合数值模拟用于分析新建建筑对下方浅埋大断面隧道结构影响的新方法。建立“地层—结构”模型从应力扩散角度研究地表建筑荷载作用下附加应力随深度的变化规律,得出应力扩散角范围;运用“荷载—结构”模型结合零阶优化算法研究附加应力扩散角与隧道二次衬砌安全系数、最大裂缝宽度之间的关系;综合分析评估得到在新建建筑荷载作用下浅埋大断面隧道结构的安全性能。工程实践结果表明：新建建筑施工期间下方隧道结构安全稳定,与评估结论一致,监控量测沉降值与计算结果吻合,隧道运营期间衬砌工作状态良好,无新增结构裂缝,符合设计预期。所提出的分析方法概念清晰,流程简洁,结果合理、可靠,对类似工程的设计、施工具有参考价值。     

高铁隧道下穿采空区围岩稳定性及安全距离研究

目前国内对隧道工程穿越采空区的修建研究仍比较分散,尤其是大断面的高速铁路隧道下穿采空区的研究。为了提高高铁隧道下穿采空区工程的质量,以太焦高速铁路皇后岭隧道为例,研究大断面高速铁路隧道近距离下穿采空区隧道开挖对采空区及周边围岩的稳定性影响,同时通过数值模拟研究隧道在不同间距下下穿采空区的两者的相互影响,得到隧道从采空区下方2倍以上洞径下距离穿越时,隧道与采空区不会造成相互的不良影响,对于今后大断面高铁隧道下穿采空区具有一定的指导意义。     

山区公路高边坡稳定性分析及施工质量控制措施

为提高山区公路工程建设水平,首先总结高边坡稳定性影响因素,随后分别探讨高边坡稳定性的定性分析和计算方法,最后以某山区公路施工过程中遇到高边坡坍塌、变更设计后开挖形成的高边坡为研究对象,利用有限元软件FLAC3D建立计算模型,计算天然状态和降雨工况下膨胀土路基边坡安全系数变化规律,结果表明预应力锚索框架梁加固后的高边坡安全性满足规范要求,设计变更方案合理可行。     

Mark-Ⅲ型模拟舱围护系统安装平台实验仿真研究

为了满足Mark-Ⅲ型模拟舱围护系统主次屏蔽安装要求及相关设计要求规范,设计了一种适用于Mark-Ⅲ型模拟舱围护系统全新的安装平台.利用ANSYS Workbench建立其三维有限元模型,为验证安装平台可靠性,对安装平台整体进行静力分析并对典型构件进行实验实测,对数据进行对比分析.结果显示该新型安装平台各项指标都满足相关要求,验证了设计的可靠性和可行性,对于Mark-Ⅲ型LNG实船围护系统安装平台的设计提供了数据支持,具有参考价值.     

深厚软土地区超长桩沉降与受力特性研究

文章结合台州东部新区某桥梁工程实例,建立三维超长桩有限元计算模型,通过现场试验对该模型的计算结果加以验证,并推荐了一种单桩沉降的简化计算方法。结果表明：深厚软土地区的桩表征出纯摩擦桩的特性;桩侧摩阻随荷载增长由上到下逐步充分发挥,桩端阻力发挥滞后于桩侧阻力;荷载作用下的沉降变形主要来自桩身变形,但在极限荷载附近土体变形显著增长。     

轨道交通U形截面预应力混凝土连续梁的结构设计与分析

连续U梁结构是一种结合了连续箱梁与简支U梁的新型结构,解决了简支U梁与大跨度连续箱梁结构的过渡问题。目前,连续U梁在设计过程中通常采用平面杆系模型的简化计算方法。以某地铁高架(30+45+30) m连续U梁为背景,通过将梁单元计算结果与更精确的三维有限元分析结果进行对比分析,评估采用简化计算方法的误差程度。     

细水雾和纵向通风耦合作用对隧道火灾影响的数值模拟

针对公路隧道细水雾自动消防系统,使用FDS软件建立了全尺寸模型;设置火源功率为20 MW,在细水雾和不同纵向通风耦合作用下对隧道火灾的排烟降温效果进行了研究。研究结果表明：无细水雾时,随着风速加快,火源上方和下游10 m处温度降低,但火源下游5 m处温度升高;无纵向风时,细水雾降低温度效果有限,且开启细水雾后温度波动较大;在细水雾和纵向通风共同作用下,火源上方和下游10 m处的温度可得到较好控制,但火源下游5 m处稍低位置的温度呈升高趋势(风速为2 m/s);当纵向风速为2 m/s时,细水雾使烟气下沉到火源下游5 m附近。     

二维弧形一致黏弹性边界单元适用性问题研究

基于黏弹性人工边界单元理论,改变了传统的平直人工边界,提出一种采用二维弧形一致黏弹性边界单元模拟半无限域人工边界的全新思路。通过算例,详细介绍了其建立思路及其在有限元软件中设置的具体流程,并对二维弧形一致黏弹性边界单元模型的可靠性进行验算;同时,深入讨论了输入震源频域、介质的弹性常数和单元厚度对计算结果的影响,并给出了二维弧形一致黏弹性边界单元的适用范围。结果表明,该单元的精度和稳定性均优于普通黏弹性边界单元,而且其使用起来更为简便。     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性,在最佳系缆方式未知的情况下,通过约束船舶横荡、纵荡、艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用,建立系泊船简化模型.在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上,对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟,分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律.结果表明:随着水流流速的增大...