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。     

悬臂式围护桩受力性状与内力传递特征试验

为研究悬臂式围护桩结构的内力、弯矩、位移和嵌固段的变化规律及特点,结合西宁火车站综合改造工程,对该深基坑支护结构在不同开挖工况条件下悬臂桩的受力性状与内力传递特征进行现场动态测试试验。试验结果表明:悬臂桩的受力特征与理论值有所差异,在实际设计中可对其在配筋方式、混凝土强度设计、嵌固段长度等方面进行优化。试验结果可以有效优化桩身设计,为复杂基坑在开挖过程中的支护结构受力及变形提供参考性依据。     

复合土钉支护的有限元分析

复合土钉支护是从土钉墙的基础上发展起来的,它在一定程度上克服了土钉墙的缺点,是一种应用更加广泛的基坑支护新技术。通过建立有限元模型模拟了水泥土桩复合土钉墙的分步开挖与支护的过程,比较了复合土钉支护与土钉支护在土体位移、地表沉降、基底隆起及超挖引起的破坏形态的不同,研究了复合土钉支护的作用机理。结果表明:复合土钉支护能够充分调动周围土体共同作用,更加有效的控制了基坑变形,其支护效果明显优于一般的土钉支护。     

深基坑开挖支护的研究现状及发展

本文在论述目前用于深基坑开挖支护理论的基础上,提出用三维间粘塑性有限元方法来模拟软土深基坑的开挖与支护,并阐述了所开发的三维弹粘塑性有限程序的理论和工程实用性。     

倾斜微型桩桩身参数敏感性有限元分析

基于有限元强度折减法,结合工程实例,利用软件ANSYS对不同倾角微型桩加固边坡以及倾斜微型桩的设桩位置、锚固深度和桩排距等桩身参数对边坡稳定性的影响进行了数值模拟分析。结果表明:微型桩加固边坡较优的倾斜角度为60°;随着设桩位置离坡顶距离的增加,边坡的稳定系数先增大后减小,当设桩位置距坡顶的相对位置为0.58~0.66,边坡的稳定系数较高;当桩排距为9倍桩径,边坡的稳定系数较高。研究结果为倾斜微型桩的设计与工程应用提供了理论依据,具有一定的普遍意义。     

提高基坑降水工程质量的措施

随着城市建设的发展,高层建筑物日益增多,地下建筑的规模增大,要求嵌入地下的深度也愈来愈大,基坑开挖常常遇到地下水的问题。随之而来的降水工程问题成为现代城市高层建筑主要岩土工程问题之一。降水工程质量的优劣是影响基坑支护、基础工程施工等其它后续工程能否顺利进行的关键。因此,认真分析影响降水工程质量的原因,总结降水工程中的经验教训,探索提高基坑降水工程质量的措施,对城市现代化建设的发展有着重要的现实意义。     

多级边坡开挖与锚固的影响范围数值模拟

采用FLAC3D对岩土多级边坡施工过程进行系统的数值模拟,探究多级边坡在开挖时引起的松弛区范围和锚索在锚固时引起的坡体预压区范围以及两者相互影响的作用机制。结果表明:多级边坡开挖与锚固引起的坡体变形均大致呈圆弧状。预应力锚固时,在一定范围内坡体预压区随着预应力的增大而增大,但当预应力增大到一定程度,坡体预压区边界不再有明显扩展。施加预应力能有效缩小下级边坡开挖引起的松弛区范围,所以高边坡施工应遵循"逆作法"原则,边开挖、边加固,一次开挖量不能过大。预应力锚固引起的坡体预压区与该级边坡开挖形成的松弛区在形状上非常相似,说明施加预应力能有效恢复开挖引起的土体松弛变形,从而提高边坡的稳定性和安全性。     

地下工程预备口开挖的静力有限元分析

预备口对提高地下工程的生存能力有着重要影响,针对其特殊构造形式,运用有限元软件ANSYS进行三维数值模拟,分析预备口开挖过程中围岩应力和变形的分布规律。开挖过程中,围岩应力及时释放并重新分布,拱顶下沉变形最大,侧墙中点横向变形较明显;侧墙与底板交界处应力集中,预留掌子面处应力和轴向变形较其他断面要弱。为今后的施工提供借鉴。为今后的施工提供借鉴。     

高层建筑基础和地下洞室相互作用的数值分析

在城市中心地段修建高层建筑既要考虑地下空间的合理利用,也要考虑和已有地下洞室的相互作用影响.针对重庆某新建高层建筑基础对毗邻的轻轨Ⅱ号线隧洞的相互作用影响,利用有限元数值模拟,探讨了在已有地下洞室附近新建高层建筑的相互作用问题,分析了基坑边坡开挖过程、建筑桩基础荷载的施加和已有隧洞这三者的相互影响,得出一些对实际工程技术处理有益的结论,为地下空间的综合利用,尤其是为类似工程处理提供参考.     

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％。     

单洞双层隧道围岩力学特性分析

单洞双层隧道作为一种新的隧道形式，不同于分离式隧道和连拱式隧道。利用ANSYS对单洞双层隧道和分离式隧道开挖后围岩的情况进行数值模拟，分析开挖后围岩的应力和位移变化情况、塑性区分布和安全系数，通过对比得出：在浅埋情况下两种隧道围岩应力和位移分布基本一致，地表沉降和分离式隧道相当；单洞双层隧道对围岩扰动深度较大，边墙是其薄弱部位，应力松弛明显，水平位移较大，塑性区水平方向分布较大。     

考虑抗拉强度的含外倾结构面岩质边坡稳定性分析

当前工程设计都是将边坡失稳破坏看成整体的剪切破坏即M-C剪切破坏,基本不考虑岩土体本身抗拉强度.而岩质边坡真实的破坏应该是张拉-剪切复合破坏,不应是传统不考虑抗拉强度的单一剪切破坏模式.利用FLAC3D软件,基于张拉-剪切复合破坏准则对岩体和结构面强度参数同时进行强度折减,与只考虑抗剪强度的情况进行比较来研究抗拉强度对...     

主动防护网中钢丝绳网抗顶破力计算方法研究

主动防护网以其轻便美观等优点而被越来越多地应用于边坡落石防护,现阶段针对某一具体的边坡防护工程,其防护体系的设计多根据设计者的经验确定。主动防护网主要分为起围护作用的防护网和起加固作用的防护网,针对起加固作用的防护网进行了研究。根据防护网的实际工作状况,提出了防护网抗顶破力计算模型,理论分析了单根网格绳对球体落石的作用及主动防护网中钢丝绳网对球体落石的作用,推导了单根网格绳及主动防护网中钢丝绳网抗顶破力的计算公式,为起加固作用的防护网设计提供一定的参考价值。     

锚杆支护岩质边坡地震动力响应分析

目前的锚杆支护边坡地震动力设计主要采用拟静力的方法，无法考虑锚杆和边坡在地震作用下的相互作用，汶川地震边坡破坏现象调研表明，锚杆具有良好的抗震效果，所以有必要对锚杆抗震效果进行研究。利用动力有限差分软件FLAC^3D，通过分析一个岩质边坡算例坡面上监测点动力响应加速度峰值放大系数在锚杆支护前后变化，研究了锚杆在各种不同地震波作用下的抗震效果。结果表明：在不同地震波作用下，锚杆都能显著降低坡面加速度峰值放大系数，提高边坡的动力稳定性，具有良好的抗震效果。最后结合强度折减动力分析法对锚杆在地震作用下的破坏机理进行了研究，为锚杆支护边坡的抗震设计奠定基础。     

Influences of different crossing types on dynamic response of underground cavern subjected to ground shock

An intersecting cavern is a common structural form used in underground engineering, and its safety and stability performance directly control the service performance of the whole project. The dynamic re-sponses of the three kinds of crossing type (+-shaped, T-shaped, L-shaped) caverns subjected to ground shock were studied by numerical simulation. The velocity plus force mode boundary setting method was proposed in the coupled static and dynamic analysis of a deep underground cavern. The results show that, among the three types of crossing caverns, the+-shaped cavern is the most significantly affected by the dynamic action, followed by T-shaped, and then L-shaped caverns. The vault settlement, straight wall deformation, vault peak particle velocity, effective plastic strain of surrounding rock, and maximum principal stress and strain at the bottom of the lining of the straight wall increase with the increase of cavern span. The vault settlement, straight wall deformation, effective plastic strain of surrounding rock, and the maximum principal stress and strain at the bottom of lining to the straight wall decrease with the increase of lateral pressure coefficient, and the peak particle velocity at the vault increases. The variation is small compared with the change of cavern span. The influence range of the underground cavern intersection is two cavern diameters from the intersection centre. The bottom of the straight wall at the intersection is the weak part. It is suggested to thicken the support locally to improve the stability of the cavern.     

Study of high-speed-impact-induced conoidal fracture of Ti alloy layer in composite armor plate composed of Ti-and Al-alloy layers

In order to understand the mechanism of conoidal fracture damage caused by a high-speed fragment-simulating projectile in titanium alloy layer of a composite armor plate composed of titanium- and aluminum-alloy layers, the ballistic interaction process was successfully simulated based on the Tuler-Butcher and GISSMO coupling failure model. The simulated conoidal fracture morphology was in good agreement with the three-dimensional industrial-computed-tomography image. Further, three main damage zones (zones I, II, and III) were identified besides the crater area, which are located respectively near the crater area, at the back of the target plate, and directly below the crater area. Under the high-speed-impact conditions, in zone II, cracks began to form at the end of the period of crack formation in zone I, but crack formation in zone III started before the end of crack formation in zone II. Further, the damage mechanism differed for different stress states. The microcracks in zone I were formed both by void connection and shear deformation. In the formation of zone I, the stress triaxiality ranged from-2.0 to-1.0, and the shear failure mechanism played a dominant role. The microcracks in zone II showed the combined features of shear deformation and void connection, and during the for-mation process, the stress triaxiality was between 0 and 0.5 with a mixed failure mode. Further, the microcracks in zone III showed obvious characteristics of void connection caused by local melting. During the zone III formation, the triaxiality was 1.0-1.9, and the ductile fracture mechanism was dominant, which also reflects the phenomenon of spallation.