基于FLAC^3D的岩土边坡施工效应研究

采用FLAC3D对预应力锚索框架梁支护的岩土边坡施工过程进行数值模拟,围绕施工中坡体位移场与应力场的变化以及下级边坡施工对上部已完成的支挡结构受力影响进行研究.结果表明坡体开挖引起的松弛区呈圆弧状,且位移由临空面向坡体内逐渐减小,坡体弹性模量与其变形呈非线性递减关系;预应力锚索框架梁能有效抑制坡体变形,从坡顶到坡脚锚索轴力依次增大,故工程设计中宜对其分别设计,做到“强腰固脚”;下级边坡与上级边坡的支挡结构相互约束,共同承担滑坡推力,形成一种“联合支挡结构”.     

深基坑预应力锚索支护对临近既有建筑影响的数值分析

通过利用Ansys有限元软件对某基坑的开挖过程进行数值模拟,对预应力锚索桩支护体系对既有建筑物基础的影响进行了分析,并且与锚索不施加预应力的情况进行了对比,得出了锚索施加预应力可以减小既有建筑物的地基两侧的变形差。但是锚索倾角太小或锚固段完全位于建筑下方,会降低锚索的预期效果,有可能导致建筑物开裂。所以应考虑锚索的倾角和锚固段的位置对建筑的影响。     

岩质边坡开挖应力与变形的有限元模拟

采用非线形有限元数值模拟的方法,对岩质边坡开挖进行了数值分析。利用有限元软件ANSYS提供的单元生死功能模拟了重庆市某边坡锚杆挡墙工程逆作法施工的全过程,给出了其应力和变形的分布曲线,并对其应力和变形与未加锚时做了分析比较。算例表明,加入锚杆后边坡体上部水平位移分布曲线趋于平缓,在距坡脚约三分之一坡高的地方,比未加锚的水平位移值减少了15％。     

复杂条件下岩质边坡施工过程数值模拟

为研究基坑开挖时的变形、稳定性及对坡顶建筑物的影响,以实际工程为例,运用数值模拟分析方法,对含有软弱夹层的顺层岩质基坑边坡在直立开挖与支护过程中的位移场、应力场及对坡顶建筑物影响进行了动态模拟分析。研究结果表明:开挖过程中,岩体卸荷引起变形,支护结构可以限制变形的发展,开挖面处岩体失去原有限制发生卸荷回弹,使得边坡顶部和靠近开挖面处出现拉应力集中区,层状岩体的软弱夹层处会产生较大的剪应力,并随着开挖加深而增大;开挖后边坡顶部已建挡墙附近应力消散,坡顶产生不均匀沉降。     

竖向裂隙对降雨条件下边坡稳定性的影响

对降雨条件下边坡稳定性进行分析时,通常未考虑坡体竖向裂隙的影响。实际工程中,边坡由于前期变形可能会在坡体不同的位置形成竖向裂隙。为研究降雨条件下竖向裂隙对边坡稳定性的影响,利用Geo-Studio软件对降雨工况坡体有无裂隙以及裂隙处于坡体不同位置时边坡稳定性随时间的动态变化进行了模拟和比较。结果表明,降雨条件下竖向裂隙的存在会使边坡的稳定性更大幅度地降低;竖向裂隙的位置对边坡的稳定性影响显著,裂隙底部越接近地下水位,越容易降低边坡的稳定性。     

计算边界范围的选取对渗流作用下边坡稳定性分析精度的影响

目前针对渗流作用下边坡的稳定性分析一般都是首先通过渗流计算求得坡体内浸润面的位置,然后再进行安全系数的求解,所以当坡体后部地下水补给充足时,边界范围的选取将直接影响到坡体内浸润面的位置和安全系数的计算结果.由于PLAXIS有限元程序在渗流计算方面具有比较强大的功能,因此采用该软件对边界范围对渗流作用下边坡稳定性分析精度的影响进行研究.从算例所得到的结果看,当左边距等于10倍坡高时,安全系数的变化逐渐稳定,左边距的增大对安全系数不再产生影响.     

体外预应力FRP片材加固混凝土结构的研究现状及发展

CFRP片材加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP强度利用不高、对梁使用阶段性能改善不明显等问题,对CFRP施加预应力,不仅可以充分利用CFRP的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。体外预应力FRP片材加固混凝土结构近几年来在国外得到了广泛的研究与应用。对在该领域已有的研究成果从预应力的施工工艺、张拉控制应力、锚固措施、预应力损失和设计方法等方面进行了总结,可为今后开展相关的研究和应用提供借鉴和参考。     

基于ANSYS的预应力CFRP布加固混凝土梁有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对卸载或不卸载时预应力碳纤维(CFRP)布加固梁进行仿真分析,并在有限元分析中提出了施加预应力的方法(升温法),以及利用单元的生与死实现不卸载时加固的方法。通过实例对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好,可在一定程度上有效替代试验分析方法,从而减少试验所需的时间和费用,对后续的CFRP布加固混凝土结构的研究工作具有一定的参考价值。     

损伤本构模型在边坡工程损伤破坏研究中的应用

从材料破坏机理与规律出发研究结构性土体工程的渐进破坏过程,是实际工程研究的重要方向。针对结构性土的变形特点和传统本构模型解决结构性土体工程渐进破坏过程的不足,采用作者以前提出的结构性土损伤本构模型对边坡工程算例的渐进破坏过程进行模拟分析。算例计算结果分析表明：边坡在破坏过程中会形成一个贯通剪切带,剪切带土体完全损伤;剪切带上方土体损伤相对较小,且有距离剪切带越远损伤越小的趋势;剪切带下方土体损伤也较小,主要因为开挖对其影响很小且处于稳定的坡体内。研究证明,运用结构性土损伤本构模型能较好地解决实际工程损伤破坏问题。     

斜锚桩与抗滑桩联合支挡结构的参数敏感性有限元分析

斜锚桩与抗滑桩联合支挡结构具有既能承受较大水平荷载,又能抵抗一定竖向变形的优点。运用数值模拟技术和强度折减法进行建模分析,对联合支挡结构的相关参数设置作出不同改变,如斜锚桩与水平方向夹角、桩径大小、锚固深度和桩间距等,研究了联合支挡结构的不同桩身参数对边坡稳定性产生的影响。计算结果表明:斜锚桩与水平方向的夹角宜为20°~45°,其锚固深度不宜过大且应嵌入理论破裂角以内稳定岩层不少于8 m,结构的桩间距宜为桩径的2~3倍。     

电铲工方凤莲——“女强人”的三个故事

静静地埋头回忆、兴奋地高声述说,举手投足间,依稀可见当年的沉稳与干练,这就是电铲工方凤莲。她在葛洲坝水利枢纽工程建设中,打破了多项水电施工挖掘记录,并创造了水利施工中"一远二近先扫边"的开挖法。人们都说她"巾帼不让须眉",是     

岩体隧道蠕变效应的有限元分析

对岩体隧道的长期观察和量测表明,许多在成洞之初的岩体,由于蠕变变形随时间不断发展,经过一段时日以后,围岩体可能会发生失稳或坍塌破坏.传统的弹性或弹塑性理论,无法考虑变形的时间因素.选用流变理论中能很好反映岩体应力应变随时间变化的广义开尔文模型,结合某岩体隧道的实例,利用有限元分析软件ANSYS模拟了岩体隧道开挖后围岩蠕变的全过程.模拟的结果使人们能够方便地掌握岩体隧道各个部位在不同时刻的变形量和蠕变率.对岩体隧道的设计和施工有一定的指导意义.     

8度区预应力混凝土框架地震反应分析

由于预应力混凝土结构自身的特殊性,其抗震性能受到广泛重视。为了考察预应力混凝土框架在高烈度区的抗震性能,根据预应力筋两阶段工作原理,利用OpenSees平台完成了两榀8度区抗震等级分别为一级和二级的预应力混凝土框架结构非线性动力反应分析,并进行了初步探讨。研究表明：在8度区严格按照国家规范设计的抗震等级为一级的预应力框架在罕遇地震作用下基本能够实现＂强柱弱梁＂,底层中柱柱脚为其薄弱部位;抗震等级二级的预应力框架对预应力梁＂超强＂的特点考虑不够充分,柱端弯矩增大系数偏低,在罕遇地震作用下柱端较梁端出铰早,转动大,可能形成层侧移机制。研究结果对我国结构设计规范优化柱弯矩增强系数取值有一定参考价值。     

U型钢板桩施工的滑坡动态勘察技术及数值模拟

为节省边(滑)坡灾害的应急加固时间,提高边(滑)坡处置的效率和质量,针对边(滑)坡在勘察阶段提出了基于U型钢板桩施工的动态勘察技术,即在静压植桩机压入U型钢板桩的同时,利用与其配套的压入管理系统设备与软件对压桩数据进行监测和分析,从而反馈出地层强度等信息。数值模拟中,为了能利用工程中所得压桩阻力图谱来反推地层信息,归纳总结了不同土体在桩压入时的应力云图和压桩阻力规律。结果表明:压桩阻力规律与地层信息之间存在对应关系,据此可判断地层强度特征等信息,数值模拟也为后续的现场试验研究提供了依据。     

超空泡航行体刚柔耦合动力响应有限元分析

考虑航行体大范围转动,根据哈密顿原理推导了超空泡航行体在一次近似模型变形下的刚柔耦合动力响应方程,定性分析了其与零次近似模型下方程的区别,并对方程进行了定量计算。结果表明:一次近似模型相比零次近似模型下的横向振动方程,刚度矩阵项增大;所推导方程能够用于定量分析和直观描述超空泡航行体刚柔耦合下的变形。     

舰空导弹协同制导杀伤区建立研究*

针对舰空导弹协同制导杀伤区的建立问题，给出了协同制导杀伤区的定义，分析了协同制导杀伤区的影响因素，建立了基于目标与导弹位置关系的协同制导舰空导弹杀伤区计算模型，并在不同初始条件下进行仿真，结果表明，协同制导能增大舰空导弹的杀伤区范围，建立的协同制导杀伤区计算方法是一种有效的方法。     

粘土滑体运动特性及变形解体数值模拟

为分析粘土滑体下滑中的运动特性及变形解体规律,编写PFC3D颗粒流程序,建立滑体沿滑面、坡面及水平面运动的数值模型,模拟滑体失稳后运动的全过程。将滑体试样划分为前段、中段、后段3个部分,通过对3段滑体中部和侧部上下层位置滑体颗粒的速度、运动中滑体的微裂隙发展情况及滑体运动中各能量的变化情况进行追踪,观测分析滑体的运动状态及变形解体随时间的演化过程,结果表明:滑体的运动速度与滑体的位置有关,主要是因为在运动过程中滑体会受到其他滑体的影响;滑体的变形解体在运动中会一直发生,通常在滑体的运动状态发生剧烈改变时解体程度最大。     

基于多智能体的编队反潜作战仿真研究

为了探索最佳编队反潜战术,在对问题特点和多智能体仿真技术优势进行分析的基础上,构建了基于多智能体的编队反潜作战仿真系统。在系统中,作战单元被抽象为单个的智能体,具有一定的性能属性参数,通过"黑板"区进行数据读写与共享,根据规则库规则进行推演步进,并对智能体知识的利用、优化和更新进行了设计。仿真系统可有效用于编队反潜作战问题的模拟仿真。     

基于协同攻击区模型的多机最优攻击占位决策

目前的导弹攻击区描述方法仅适用于单机,当编队协同作战时,多机的导弹攻击区合成范围无法有效获取,限制了编队作战效能的提高。针对多机最优攻击占位问题,设计了基于目标转弯角的目标机动攻击区描述方法,并建立协同攻击区模型;设计协同攻击区评价指标,分析载机占位优势;通过双机协同攻击占位仿真实验,验证了通过协同攻击区模型,能制定出多机最优攻击占位决策,有效扩大导弹允许发射范围,提高作战任务成功率。     

螺旋桨激励水下艇体振动的试验及数值研究

为考虑螺旋桨真实激励特性,在循环水槽中开展艇尾伴流场中螺旋桨诱导艇尾脉动压力及螺旋桨激励水下艇体振动响应的测量试验。试验结果表明:脉动压力幅值在叶频处最大,且随螺旋桨负载增加而增大,随与螺旋桨之间距离的增大而减小,四叶桨脉动压力在尾翼后的高伴流区幅值较大,五叶桨则在尾翼之间的低伴流区幅值较大；大部分测点的振动响应幅值随螺旋桨负载增加而增大,但也存在叶频处幅值较小和未随负载增加而增大的情况；五叶桨激励引起的侧向振动较四叶桨有所增强而轴向振动有所减弱；特定谱峰频率处振动响应幅值呈一阶弯曲振型,其频率范围与有限元计算结果较为一致。综合采用计算流体动力学、有限元和模态叠加法建立螺旋桨激励水下艇体振动响应的数值计算方法,通过计算与试验结果的对比发现,该方法的计算结果与试验结果吻合较好,相比于采用单位简谐激励的谐响应分析方法更加接近真实情况。