降雨条件下根系护坡边坡稳定性影响规律分析

为了深入分析降雨入渗作用下植物根系的护坡机理,结合相关工程,通过MIDAS有限元软件建立植物根系加固边坡表层模型,对0、10h、20h、30h降雨时间下植物根系护坡边坡和未加固边坡分别进行数值计算。降雨时间为0h,两种边坡的最大应变值分别为2.44、1.45;安全系数分别为2.35、2.54。降雨时间为30h,两种边坡的最大应变值分别为2.83、2.63;安全系数分别为2.04、2.13。研究结果表明,降雨作用下,植物根系护坡边坡的孔隙水压力较小,植物根系存在能有效减小边坡表面土体剪应变增量,提高边坡稳定性。边坡未采用植物根系护坡时,降雨会导致边坡发生较大的塑性应变,边坡采用植物根系护坡时,边坡的塑性应变的范围及大小均小于原始边坡。随着降雨时间的持续增加,表层植物的加固作用减弱。分析结果对植物护坡实际工程应用有一定指导意义。

不同偏压条件下基坑开挖对支护排桩变形特性的影响研究

基于有限元软件Midas GTS/NX,本文通过分析不同偏压条件下,基坑开挖过程中支护排桩的变形规律,查明了偏压作用在基坑开挖过程中,对支护排桩变形程度的影响。研究中考虑偏压荷载大小、偏压荷载距坑边水平距离及偏压荷载宽度,模拟分析不同偏压荷载条件下下基坑开挖过程中支护排桩的水平位移变形规律。研究成果以期为类似偏压深基坑提供一定借鉴或参考。

平面圆管结构极限上限分析的弹性模量缩减法

为采用梁单元高效准确求解平面圆管结构极限承载力,提出了相应的极限上限分析的弹性模量缩减法。首先利用齐次广义屈服函数定义结构的单元承载比,然后结合弹性模量缩减过程获得逼近结构塑性极限状态的失效模式,同时,基于平截面假设推导了平面圆管截面的弹性应变能与塑性耗散功的计算公式,进而在结构失效模式上构造出平面圆管结构极限上限荷载的迭代计算方法。算例分析表明,平面圆管结构极限上限分析的弹性模量缩减法具有良好的计算精度和效率,其与EPIA误差在7%以内,迭代次数较EPIA减少一半以上,解决了由于梁单元截面各处的等效应变和应力不相同而导致的上限荷载乘子不能直接运用的问题。研究结果可为平面圆管结构的极限分析和安全评估提供参考。

空间圆管结构极限分析的EMRM上限法

为克服仅考虑单向弯矩作用的极限上限分析的弹性模量缩减法求解空间圆管结构的极限荷载误差较大的问题,提出了考虑双向弯矩作用的EMRM上限法。利用齐次广义屈服函数定义了空间圆管结构的单元承载比和基准承载比,在平面圆管截面的弹性应变能与塑性耗散功的基础上,考虑空间圆管截面内力作用与应力应变分布特点,通过坐标转换得到了空间圆管截面的弹性应变能与塑性耗散功的计算公式,进而结合弹性模量调整过程建立考虑双向弯矩作用的空间圆管结构极限分析的EMRM上限法。算例分析表明:考虑双向弯矩的EMRM上限法在空间圆管结构中具有较好的适用性,求解的极限荷载与有效性得到认证的弹塑性增量分析方法 EPIA的误差在2%以内,迭代次数较EPIA减少一半以上。为空间圆管结构的安全评估提供了有效的方法。

考虑材料应变硬化的结构极限分析的弹性模量缩减法

基于应变能等效原则求解了考虑材料应变硬化的等效屈服强度,建立了双线性、幂强化和Ramberg-Osgood材料的等效弹塑性模型,定义了基于等效屈服强度的单元承载比,给出了动态识别高承载单元的基准承载比,利用变形能守恒原则确定了高承载单元的弹性模量缩减策略,进而建立了考虑材料应变硬化结构极限分析的弹性模量缩减法,解除了弹性模量调整法受理想弹塑性材料本构关系的限制,可应用于考虑材料应变硬化的结构承载力设计与安全评估中.