盾构刀具切削混凝土的JH-2模型参数研究

为了研究混凝土的动态本构模型及混凝土在盾构机刀具下的破坏规律,建立了二维负前角零后角刀具和二维混凝土模型,应用刚体刀具、混凝土JH-2模型和单元删除功能的损伤失效准则,采用ALE自适应网格,进行了盾构机刀具切削混凝土过程的数值分析,经多组JH-2参数计算,得出了较为符合C30混凝土动态破坏的参数。研究表明,JH-2模型可适用于混凝土的动态破坏数值模拟;建议C30混凝土的JH-2模型参数C取值0.012、D1取值0.07;算例中混凝土的破坏形式为跃进式破碎;切削速度、切削深度与切削推进反力均值成正相关。

动水压力作用下堤防边坡流固耦合渗流特性研究

将堤防边坡土体简化为由固体土骨架和水组成的饱和介质,考虑动水压力引起的土骨架体积应变,引入堤防边坡土体孔隙率和渗透率的动态变化表达式,运用饱和土力学和流体力学理论构建了动水压力作用下堤防边坡的流固耦合渗流方程。选取某堤防边坡工程实例,借助COMSOL软件进行了数值模拟。研究结果表明:动水压力会引起固体土骨架的压缩变形,土的孔隙率提高,流水的渗流路径较远,在堤防边坡设计和研究时应充分考虑孔隙水渗流压力引起的体积变形;堤防边坡的沉降主要发生在临水边坡一侧,渗流作用引起的边坡沉降较小。

地铁盾构机刀盘切削混凝土桩的模型参数研究

在地铁盾构机切削混凝土桩过程中引入JH-2(Johnson-Holmquist-2)本构模型,提出了C30混凝土JH-2的各项参数获取方法,得到适合于C30混凝土的JH-2模型参数。采用ABAQUS有限元软件模拟混凝土的破坏,借助ALE自适应网格、单元删除功能的损伤失效准则,模拟了三维标准混凝土试块的抗压试验,并建立了三维混凝土桩基和简化盾构机刀盘模拟盾构机刀盘切桩的数值分析试验,并将模拟刀盘扭矩与施工现场的实测值进行了对比分析,研究结果表明:JH-2模型适用于盾构机刀盘切削混凝土桩的动态破坏数值模拟;C30混凝土在JH-2模型中的损伤参数通过模拟混凝土试块抗压试验得出D1=D2=0.45较为合适;地铁盾构机切削钢筋混凝土桩算例中混凝土的破坏形式为脆性破碎,为高度非线性过程。