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。     

顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算

锚索框架-抗滑桩联合支挡结构在高边坡和大型滑坡治理中应用广泛,但其完备的设计计算理论尚未建立,原因之一是联合支挡结构的变形协调条件非常复杂。为了解决这一问题,选择滑动变形相对简单的顺倾岩石边坡,对其使用的联合支挡结构的计算问题进行了研究。根据顺倾岩石边坡滑体刚度大、滑移方向单一的特点,建立了与其变形特点相适应的变形协调方程,结合传递系数法和现有的锚索桩计算理论,推导出联合支挡结构使用阶段滑坡推力增量的分配方程,解决了顺倾岩石边坡中联合支挡结构的简化计算问题。研究表明:建立与其变形特点相适应的变形协调方程是求解联合支挡结构计算问题的关键;通过合理的假定,特殊条件下联合支挡结构的计算问题可以得到简化。     

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％。     

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。     

预应力支挡结构墙后土压力相互作用分析

运用数值模拟试验对单锚式预应力支挡结构墙后土压力的分布及主要影响因素引起的变化分别予以分析,所得结论可供设计单锚式预应力支挡结构参考。     

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。     

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。     

有限元强度折减法研究进展

介绍笔者近年来在有限元强度折减法分析边坡稳定性方面的一些进展,主要包括有限元中边坡破坏的判据,屈服准则的影响和选用,有限元强度折减法在土坡与岩坡中的应用,有限元强度折减法在支挡结构与岩土介质共同作用方面的应用,最后介绍了三维有限元强度折减法的一些研究进展。通过这些工作,使有限元强度折减法的计算精度得到很大提高,并扩大了有限元强度折减法的应用范围。     

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。     

长江三峡船闸高边坡长期变形预测研究

本文探讨了长江三峡船闸高边坡长期变形预测问题。应用粘弹性理论和反分析方法建立了基于现场位移测量的流变模型识别、流变模型参数确定和边坡体,长期变形预测方法。并且进行了预测计算。     

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。     

某工厂宿舍楼建筑结构裂缝分析

在建筑密集区进行深基坑开挖,不可避免地会对周边既有建筑物产生不利影响。为了探明某工厂宿舍楼结构损坏的原因,通过现场调查、结构检测、建筑物位移监测以及核查相邻在建工程项目的施工资料,对损坏原因进行了综合分析,发现建筑物结构损坏随时间发展呈明显的阶段性变化,规律性较强。根据现场检测,结合相关勘察报告,重点分析了裂缝产生原因为建筑物所处地基受相邻工程影响产生了滑移。该案例介绍的结构损伤分析方法具有较强的参考和借鉴意义。     

结构设计对混响室场性能影响的仿真研究

通过仿真计算,分别研究了尺寸比例设计对混响室场均匀性的影响和体积变化对混响室电场强度大小的影响。数据结果表明：混响室内工作区域的场均匀性随着混响室长／宽比值增大而变差,且为获得场均匀性较优的测试环境,长宽比例应〈2。同时证明了混响室存在一临界体积上限,小于临界体积上限时,随着体积的增大,室内的电场强度逐渐减小,场均匀性逐渐提高;达到临界体积上限后,室内的场均匀性开始变差,混响室逐渐丧失对电磁波的混响作用。通过仿真计算得出混响室模型临界体积上限为10^4m^3。     

剪切来流条件下的涡生振荡机理的数值研究

将指数极坐标系建立在运动的圆柱上,推导了运动坐标中剪切来流条件下,涡生振荡的涡量-流函数守恒方程及其初始和边界条件,圆柱表面的水动力表达式以及圆柱振荡方程。对圆柱从静止开始振荡,到发展为稳定振荡状态进行了计算和讨论,描述了脱体涡街的发展过程,升阻力相图的连续变形和漂移,圆柱振荡和平衡位置的变化过程。并研究了涡生振荡终态随剪切度K的变化。结果表明,剪切来流给流场加入了背景涡,使圆柱的上涡增强而下涡减弱,流场的对称性被破坏。随着剪切度K的增大,涡街的倾斜程度增大,压力曲线的漂移量增大,由此导致升力的绝对值增大,圆柱的振幅增大且平衡位置向圆柱下侧的漂移也越大。     

钢管在冲击荷载作用下的变形与失效破坏

为研究钢管在弹体侵彻过程中的变形特点,基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用Johnson-Cook模型,模拟了半球形弹体以不同速度正向冲击钢管时的非线性动力响应情况。结果表明：弹体速度越小,钢管的抗侵彻性能越好;弹体速度越接近临界破坏速度,钢管降低弹体速度的能力就越明显;弹体冲击钢管时,钢管上表面比下表面更容易产生大变形,消耗更多的弹体动能,并在抗侵彻过程中伴有局部凹陷、蝶形变形和贯穿现象。实验结果可为圆柱壳结构钢管在冲击荷载作用下的耗能分析提供参考。     

预应力CFRP筋T形梁受弯性能试验及变形分析

试验通过对3根T形预应力CFRP筋混凝土梁和1根矩形预应力CFRP筋混凝土梁进行对比,考察了预应力CFRP筋混凝土梁的受弯工作性能,记录了试验梁的开裂荷载、极限荷载和裂缝发展情况。试验结果表明：增加预应力度和总配筋率对提高开裂荷载,限制挠度、裂缝发展起重要作用;相同配筋的T形梁和矩形梁挠度相近,但各阶段荷载不同。对预应力CFRP筋T形梁的变形性能进行了理论分析,推导了短期荷载作用下刚度和挠度的计算公式,并将计算值与试验值进行比较,两者吻合良好。     

有粘结预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能理论研究

玄武岩纤维筋是一种新型复合材料,在国防和特殊建筑工程领域具有重要的应用价值.对不同预应力度的3根有粘结预应力BFRP筋混凝土试验梁进行理论研究,初步探讨和建立预应力BFRP筋混凝土梁的破坏模式判别、正截面受弯承载力、短期刚度、平均裂缝间距、平均裂缝宽度的计算方法,理论计算值与试验结果吻合较好,为建立新型预应力BFRP筋...     

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。     

命中角对防护结构口部爆炸毁伤影响的数值分析

为研究装药命中角对防护结构口部爆炸毁伤的影响规律,对直墙拱结构进行了一系列爆炸模拟分析,得到了直墙拱结构拱顶、拱脚和直墙底3个位置的爆炸应力和位移时程曲线。通过分析这3个位置的应力峰值和位移峰值,发现随着装药命中角的增大,拱顶处竖直方向荷载减小,而拱脚处水平方向荷载增大;随着装药命中角的增大,拱顶处竖直方向位移变形减小,而拱脚处水平方向位移变形增大。模拟分析得到的命中角对防护结构口部爆炸毁伤的影响规律,可供防护工程设计时参考。