基于被动区土弹簧刚度降低过程的基坑围护结构计算增量法及软化p-y曲线

基坑围护结构的计算常采用基于杆系有限元的增量法,被动区土弹簧刚度在基坑开挖作用下发生动态降低导致土抗力软化,目前缺少在非线性地基模型基础上对该问题的研究。通过引入两个刚度变化系数来综合量化被动区土弹簧参数随基坑开挖的动态变化过程,建立了基于该过程的基坑围护结构计算增量法。针对非线性地基模型,提出了细化增量法进行数值计算。采用线弹性、理想弹塑性以及双曲线3种基本土弹簧模型计算得到被动区软化p-y曲线,对比显示,基于双曲线基本模型得到的等效水平抗力系数变化曲线更符合实际规律。工程实例计算显示,基于基本土弹簧为双曲线的计算结果与不同开挖阶段墙的位移监测数据对应更好。参数分析显示,与被动区土体极限抗力pu相关的刚度变化系数对计算结果影响较大,采用此方法应着重关注被动区pu的计算方法及开挖卸荷对pu的影响。

土弹簧理论模拟超高台桩土作用压力分析

针对桥台台前土压力计算存在争议的问题,研究土弹簧模拟桩土作用下台前和台后填土压力对超高肋板式桥台的影响,以实际工程为例,采用Midas Civil有限元分析软件对超高肋板式桥台进行数据建模,得出高墩桥台填土压力结构安全风险计算的可靠性参数,通过施工监测校验研究结果。

横向荷载作用下桩-土耦合系统的土弹簧刚度

为了较准确地计算横向荷载作用下桩-土耦合系统的土弹簧刚度,首先基于Mindlin公式得到了力与变形量之间的关系,导出了土弹簧刚度与深度以及土体参数之间的关系.由于公式较复杂,故采用Matlab软件编制程序,计算了各弹簧单元的刚度系数,最后使用ANSYS软件计算了在此弹簧刚度系数下桩的变形及各弹簧的压力.通过与常用的基于Boussinesq解导出弹簧刚度的计算结果比较,两种方法所求出的桩体位移吻合较好.结果表明:采用Mindlin导出的位移解能更准确地确定土弹簧刚度系数.

基于土弹簧模型的埋地输油管道地震响应数值模拟

输油管道是军队后方油库的重要设施设备,为深入研究埋地输油管道在地震作用下的响应规律,利用Abaqus有限元软件建立了土弹簧分析模型,采用正交试验的思路,选取军队后方油库几种常见规格的管道进行地震载荷作用下的数值模拟计算,研究了管径、壁厚、内压等因素对管道von Mises应力峰值的影响。结果表明,不同规格的管道在地震作用下的von Mises应力变化规律基本一致,固定端处管道的von Mises应力最大;管径增大,管道的von Mises应力峰值变化很小;增加壁厚,管道的von Mises应力峰值显著降低;内压增大,管道的von Mises应力峰值将会变大。研究结果对管道的抗震设计具有一定指导意义。

界土弹簧理论估算软土地区桩筏基础沉降初探

提出了桩周界土弹簧计算理论及相应模型,重点探讨了该理论在桩基础沉降量估算中的应用,并通过实例,对估算结果进行验证,为桩基沉降计算提供了一种新的途径。

基于弹簧—阻尼理论的海上变电站动力特性研究

近年来,随着海上风电的迅速发展,海上变电站的建设也逐渐兴起。然而,错综复杂、瞬息万变的海洋环境对变电站的安全性和稳定性提出了严峻的挑战,因此有必要加强对变电站分析和研究的重视。为了提高变电站数值模型分析的效率,研究以海上风电场变电站为中心,采用ABAQUS建立了实体土有限元模型和基于弹簧—阻尼理论的有限元模型,以模拟桩土相互作用。随后进行了模态分析、风浪流响应分析和地震响应分析研究。研究结果表明:使用两种模型进行模态分析得出的振型非常相似,频率误差小于5%。此外,在承受风和波流荷载时,两种模型得出的变电站结构响应具有显著的一致性。在地震荷载作用下,两个模型中样本点位移时程曲线的相位频率与测量数据非常接近。值得注意的是,基于弹簧—阻尼理论的模型计算出的振幅与地震波测量数据更为接近。此外,弹簧—阻尼理论方法还大大提高了计算效率。

基于m法计算桩-土效应时m取值对桥梁动力响应的敏感性分析

本文以某公园人行玻璃悬索桥为研究对象,基于m法选取不同的m值分析桩基础在地震作用下的水平位移和内力响应,研究m值选取对弹性桩水平位移及内力响应的影响程度,为采用m法计算弹性桩水平位移及内力响应时m值的选取提供理论依据,为以后同类型桥梁相关计算提供参考。

基于土弹簧模型的管道滑坡力学影响因素分析

滑坡是影响管道完整性的重要因素之一。基于土弹簧模型建立了滑坡管道有限元分析模型,考虑了管土之间相互作用的非线性特征,研究了管道内压、滑坡长度、滑坡位移、滑坡方向与管道轴向的夹角等因素对管道应力的影响。以陕京输气管道为例,分析了不同管道工况下滑坡相关因素对管道应力的影响,量化分析了垂直管道轴向的横向滑坡和平行管道轴向的纵向滑坡两种情况下的力学影响因素,得出滑坡方向与管道轴线的夹角对滑坡产生的附加应力具有重要影响,对于管道线路的完整性管理具有重要意义。研究结果可为滑坡地区管道的风险控制提供理论依据和技术参考。(图6,表1,参15)

埋地管线-土横向动力相互作用等效弹簧系数解析解

基于一维柱面弹性波动理论,推导了埋地管线-土横向动力相互作用等效弹簧系数解析表达式,并对该表达式的影响因素,诸如频率(ω)、管线埋深(d)、管线半径(b)、场地波速(VP)、泊松比(μ)的影响程度进行了分析。分析结果表明,无量纲频率bω/VP取较小值时(<0.1),弹簧系数取值随着管线埋深与管线半径之比γ的增加而增大,但总是限制在2.0G～4.0G(G为土体剪切模量)之间,且泊松比对其影响很小,对于工程实际情况,弹簧系数可在该范围内取值。

管-土轴向动力相互作用等效弹簧系数取值

通过解析法和振动台试验数据对埋地管线管-土轴向动力相互作用等效弹簧系数取值进行研究.从一维柱面SH波波动方程出发,重新阐释Matsubara和Hoshiya推导的管-土轴向动力相互作用等效弹簧系数解析表达式,并对主要影响参数进行分析;利用埋地管线振动台试验结果对小震时(0.1g)管-土轴向动力相互作用进行分析,给出等效弹簧系数,并与解析解进行对比.分析结果表明,对于本试验条件,采用解析法计算的等效弹簧系数和试验分析结果较为接近,相对偏差约为7.4%,在一定程度上验证了解析方法的合理性,并根据工程需要,给出管和土未发生相对大位移时的等效弹簧系数取值范围:0.6G～2.0G(G为土体剪切模量).

湿陷性黄土地区“弹簧土”的分析及处理方法

从湿陷性黄土地区的地质特征出发,分析了该类地区出现"弹簧土"这一特殊地质现象和它的产生原因,并列举对"弹簧土"地基处理的一般方法.最后,以某工程的"弹簧土"地基处理过程为例提出了处理方案,并取得了理想的效果,可供工程技术人员设计、施工时参考.

反压土作用下超大圆形基坑灌注桩变形响应

由于矩形和不规则多边形基坑开挖时容易产生坑角效应,通常采用具有明显空间拱效应的圆形支护形式进行超大基坑开挖。为了提升反压土计算方法在基坑支护体系的应用,本文提出了适用于深厚软土地区超大圆形基坑灌注桩变形分析的反压土简化理论,并采用数值分析及现场实测对理论分析进行了验证。结果表明:(1)推导得出的折减系数α在反压土平台及支护结构深度范围内均保持连续,仅为深度z的函数;(2)简化理论与土层结构法在计算结果上趋势一致,且在现场实测数据范围内,证明了简化理论具有实用性和可操作性;(3)在基坑反压土预留时,土体对称平衡布置更有利于控制基坑变形。简化理论促进了反压土在基坑工程中的应用,提高了基坑开挖的效率。

基于水平地震荷载下桩-土-框架结构动力响应分析

为研究在考虑地基-基础-上部结构相互作用时上部结构的地震响应问题,对桩-土-结构相互作用体系进行了三维有限元数值模拟,利用六弹簧模型简化处理桩基础,等代土弹簧模拟土体约束,结合通用有限元软件SAP2000,建立了水平地震作用下桩-土-框架结构的相互作用分析模型。以某一具体结构为研究对象,分析了上部结构在相互作用条件下的自振周期和水平位移,并与传统方法对比;同时研究了上部结构层数、地下室层数及土体刚度变化对上部结构地震响应的影响。通过比较分析,得出相关的结论,可为工程设计提供参考。

直埋热水管道管土作用模型综述

直埋热水管道与土体的相互作用是影响管道应力分析和安全评价的重要因素。简述了管土相互作用的机理和常用的管土作用应用模型,重点介绍了管土模型中土弹簧参数的确定方法。以常见的埋地热水管道DN500~DN1400为例,回填材料为中砂,对3种管土模型土弹簧参数进行了对比分析。结果表明:ALA模型与CJJ/T 81-2013模型的计算结果更为接近,同时ALA模型有更为完善的土弹簧参数计算方法,使用该模型作为管道应力分析的边界条件时,计算结果更具有说服力,因此,在直埋热水管道应力分析中建议选用ALA模型。

跨断层埋地管道与土体间作用分析

随着社会经济迅速发展,地下管道得到了广泛应用。近年来地震灾害频发,城市中生命线工程的抗震减灾越来越受到人们的重视,跨断层埋地管道抗震是没有很好解决办法的复杂问题。其中,跨断层埋地管道与土体间作用分析,目前已取得了不少研究成果,但也存在不足。本文提出单压土弹簧埋地管道有限元模型,将单压弹簧埋地管道有限元模型与拉压弹簧埋地管道有限元模型计算结果进行对比分析,对传统的土弹簧模型,提出了修改建议,以期更符合实际情况。

路基“弹簧土”的工程处理

通过对"弹簧土"的概念及特征的描述和应用实例,介绍了路基"弹簧土"的工程处理,总结了路基"弹簧土"的常见问题,并对相关的预防措施进行了阐述,以指导实践。

软土路基“弹簧土”的产生机理与防治措施探讨

文章以软土路基中的"弹簧土"为研究对象,介绍了软土路基"弹簧土"的产生机理和防治措施,并阐述了软土路基"弹簧土"防治施工的注意事项及质量检验要求,为软土路基"弹簧土"的防治施工提供参考。

关于生石灰处理弹簧土的施工技术与方案研究

以威乳高速公路旧路基利用强夯试验段强夯后表层出现弹簧现象,采用掺生石灰粉的处理措施为例,对生石灰粉处理弹簧土的施工技术与方案进行了总结,并对影响石灰土施工质量的因素进行了分析研究。

房山区城关街道办事处顾八路建设工程中“弹簧土”处理

"弹簧土"指因土含水量高于达到规定压实度所需要的含水量而无法压实的黏性土体。结合房山区城关街道办事处顾八路建设施工中实际发生问题,通过施工实测数据,阐述弹簧土的特征,在比较常用处理方案后针对本项目提出科学的、可行的最优处理方案。