基于弹性地基模型的大型越江盾构隧道纵向位移分析

以上海复兴东路大型越江盾构隧道为工程背景。通过建立适合工程结构及工程地质特点的弹性地基模型,在充分考虑隧道结构荷载作用特点、地下水的影响及隧道下部土体反力特性的基础上,推导出了隧道纵向位移的解析表达式,并采用基于土体反力系数的迭代解析方法,计算了部分南线隧道各管片纵向位移值,所得结果与实测结果基本吻合。

松散层注浆采煤覆岩移动的弹性地基模型

为获得松散层注浆后采空区覆岩关键层的移动特征,考虑注浆扩散对松散层的加固影响,引入荷载系数,分别采用弹性地基梁和弹性地基薄板理论,建立采煤覆岩移动的计算模型,计算工作面采长为50、100和120 m三种工况下地表沉陷分布规律,比较两种方法计算结果的差异性。结果表明:不同工作面采长条件下,两种方法计算结果间存在较大差异,当工作面采长较小时,采用弹性地基梁计算的地表沉陷明显大于弹性地基薄板法;当工作面采长增大至某一定范围时,两者的计算结果吻合良好。

改进的Winkler弹性地基模型在触地段动力分析中的应用

为了研究海洋立管触地段损伤管道在复杂荷载作用下的动力响应,本文基于Winkler弹性地基模型确定土体抗力及其分布,同时结合我国南海的地质条件,利用有限单元法将土体抗力离散成土弹簧,建立改进的Winkler弹性地基模型,并由室内模型试验验证该模型的正确性。通过将此模型应用于全尺寸损伤海底管道的动力分析,研究了触地段损伤管道不同节点的动力响应,结果与实际情况吻合,取得了良好的应用效果。表明该模型对处理实际的问题是有价值的,随着针对触地段管道研究的深入,这种价值也必然会得到越来越多的体现。

基于Winkler弹性地基模型格构梁节点荷载分配研究

根据格构梁的受力特性,利用Winkler弹性地基模型推导出有限长梁受集中力的内力解答,根据此解答再计算出节点荷载分配系数kT和kL,进而得到格构梁的内力。结合实际工程,对理论解与ABAQUS有限元软件模拟所得数值解进行比较,验证了理论解答的正确性,并分析了其不足之处。

弹性地基板模型在钢柱脚底板内力中的应用

钢柱脚底板计算内力时,采用倒楼盖方法忽略基础刚度与相邻板件间影响,与板件的受力状态相差较大。为精确计算底板内力与变形,采用弹性地基板模型计算底板内力,考虑基础混凝土刚度对底板内力的影响,通过有限元软件壳单元建立分析模型,利用壳单元面外刚度考虑基础对底板内力影响。对比混凝土刚度取值的变化对底板内力影响,并与倒楼盖方法计算结果对比。分析结果对比,采用弹性地基模型确定底板厚度,并考虑相邻板件间影响的板厚计算结果与常用方法有较大差别。方法能够考虑混凝土刚度对底板内力影响,可为提高底板分析精度提供理论基础。

盾构隧道横向受力分析的框架-弹性铰-全周地基系统模型

盾构隧道衬砌结构由若干管片及其间的连接螺栓组装而成。在横向受力分析的工程设计中 ,目前普遍采用的是梁 弹簧系统模型。采用框架 弹性铰 全周地基系统模型来分析管片结构的横向受力响应 ,可以考虑接头对弯矩的消散作用和地基对结构的均匀连续的抗力 ,并计算了一个实例 。

基于弹性半空间地基模型的冲刷对桥墩稳定性的影响分析

围绕着湘黔铁路线上的资水大桥受冲刷后的稳定性展开研究,从基底被冲刷淘空后引起的墩台地基不均匀沉降入手,应用弹性半空间地基模型和Matlab编制的计算程序分析计算了基底不同冲刷淘空面积对桥墩墩顶弹性水平位移和基底压应力的影响,从而得到了在不同冲刷程度下桥梁的整体稳定情况。根据计算结果,用最小二乘曲线拟合法找出了影响曲线表达式并绘出了图形。此外,还将该方法分析计算得到的数据与有限元方法分析得到的数据进行了比较,两种分析方法所得的结论相互验证。

弹性地基梁板模型的适用性

PKPM软件之JCCAD程序的桩筏有限元计算中的弹性地基梁板模型(桩和土按WINKLER模型)在工程设计中是从设计人到审图公司较为熟悉和偏于使用的一种计算模型,但其的适用性到底如何呢?本文通过工程比算,对这中计算模型的适用性进行了详细阐述。

弹性地基梁理论在软弱地基柱下条形基础中的应用

基于弹性地基梁理论,采用局部弹性地基模型,对软土地基上框架结构柱下条形基础在平面荷载下各点的内力和变形进行了分析计算。并通过有限元计算软件SAP2000不同单元划分以及JCCAD对该柱下条形基础进行数值模拟,对比了不同计算方法间计算结果的差异。结果表明:数值模拟可以较好的模拟弹性地基梁的受力状态和变形,其计算结果满足工程要求。

采用双参数地基模型分析管棚变形及内力特征

管棚法在暗挖地下工程中已有较多的应用,通过对管棚力学特征进行理论分析,以期对其设计与施工有所帮助.以北京地铁4^#线西单站工程为例,建立管棚受力的双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的挠度及转角、弯矩微分方程,并进行求解,根据管棚两端支撑条件,分析了其变形和内力特征.分析表明,管棚的最大挠度和最大剪力出现在掌子面附近已开挖未支护的部分,掌子面前方1.5～2.0倍开挖高度范围内的围岩有变形和松动.

弹性地基上空间巨型框架结构的简化振动分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架的振动分析建立了一种新的简化分析模型,即弹性地基—空间杆系—层模型。也就是将空间巨型框架中的辅助框架柱只考虑其轴向刚度,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的文克弹性地基,把巨型梁按照文克弹性地基梁来处理,然后将巨型柱和巨型文克弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基(半无限大弹性地基)的弹性变形后,按空间刚架进行刚度分析;将建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,进行自由振动分析。算例计算结果表明,新的简化模型是合理的、可行的。

改良文克尔地基模型地基刚度折算的计算方法

在Boussinlesq公式的基础上推导出了一种改良的文克尔地基模型,而且通过典型的算例分析得到,应用这种改良的文克尔地基模型比运用传统的文克尔地基模型得出的结果更加接近实测值。

梁侧锚固钢板加固混凝土梁的横向剪力传递模型

为研究梁侧锚固钢板加固钢筋混凝土梁(BSP梁)中钢-混凝土连接界面上的横向滑移对加固梁的极限承载力及变形性能的影响,将BSP梁中横向剪力传递类比于Winkler弹性地基模型,并结合已有试验和数值模拟成果,提出了可用于计算横向滑移和横向剪力传递的分段线性简化模型.从而得出了由混凝土梁和钢板抗弯刚度及螺栓连接剪切刚度计算横向滑移和横向剪力传递的实用计算方法.该简化模型的适用性得到了试验成果的检验,并可用于指导BSP梁的加固设计.

运动简谐振子作用下地基梁体系振动特性的半解析研究

该文研究了地基梁体系在运动简谐振子作用下的振动特性。其中,地基梁体系由均质各向同性的欧拉梁以及弹簧和阻尼器组成的粘弹性地基模型组成。而移动的简谐振子则通过单自由度体系来描述。推导地基梁体系-简谐振子的耦合振动控制方程,并通过引入中间变量建立该耦合振动控制方法状态空间方程,给出该状态空间的方程的逐步求解方法。最后,通过简单算例,研究地基的基本特性、简谐振子的基本特性对梁的振动的影响。

堆载地基与邻近桩基的相互作用分析

本文在分析堆载条件下邻近桩基与土体的相互作用时 ,提出了改进弹性地基梁模型 ,采用最小势能原理推导了改进弹性地基梁的有限杆系法平衡方程 ,并编制了相应的分析程序EFBMPP 。

层状地基中隧道开挖对临近既有隧道的影响分析

首次采用弹性层状半空间地基模型,建立了多层地基中隧道开挖对临近既有隧道影响的连续弹性分析方法,改变了过去采用简化分析方法仅能在均质地基中求解此类工程问题的状况。首先,采用Laplace积分变换得到了直角坐标系下单层地基应力和位移的初始函数,在此基础上,运用矩阵递推技术,给出了竖向荷载作用下层状地基中应力和位移的解析表达式并将其作为分析该问题的基本解。然后,采用弹性层状半空间地基模型将既有隧道视为Euler-Bernoulli梁,地基土体连续位移采用弹性层状半空间体系的基本解进行计算,并引入临近隧道开挖引起的土体自由位移场影响建立该问题的连续弹性求解方程,从而可以求得隧道纵向位移和内力。最后,结合离心模型试验和有限元数值模拟算例进行分析,验证了本文方法的有效性。此外,为考察地基土成层性对既有隧道性状的影响,还对几种典型层状地基中的隧道进行了参数分析。成果可为合理制定地下工程施工对临近既有隧道的保护措施提供一定的依据。

受冲刷桥梁墩台基础地基承载力试验与墩台稳定性研究

结合依托工程进行墩台基础地基的承载力试验,研究冲刷对桥梁墩台基础稳定性的影响。冲刷是引起桥梁水毁的一个重要因素,前人研究大多致力于对局部冲刷深度和一般冲刷深度的计算分析。因其因素复杂,研究大多采用了半理论半经验的方法。围绕着湘黔铁路线上的资水大桥受冲刷后的稳定性展开研究,进行受冲刷墩台基础的地基承载力试验,从基底被冲刷淘空后引起的墩台地基不均匀沉降入手,应用弹性半空间地基模型和M atlab编制的计算程序分析计算了基底不同冲刷淘空面积对桥墩墩顶弹性水平位移和基底压应力的影响,从而得到了在不同冲刷程度下桥梁的整体稳定情况。根据计算结果,用最小二乘曲线拟合法找出了影响曲线表达式并绘出了图形。计算结果显示,在发生小面积冲刷时,墩顶弹性水平位移率先达到允许值。此外还将该方法分析计算得到的数据于有限元方法分析得到的数据进行了比较,2种分析方法所得的结论相互验证。结果表明该分析方法是一种解决此类问题的有效方法,检算项目的影响曲线可以作为其它类似问题的参考依据。

超高层建筑空间巨型框架的地基、基础、上部结构共同工作的简化振动分析

为超高层建筑空间巨型框架建立了一种新的简化计算模型——半无限大弹性地基-空间杆系-层模型,它由半无限大弹性地基、巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成(二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基;二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基),可同时考虑基础结构和上部结构的刚度变化以及地基的弹性变形.算例计算结果表明,新的简化振动分析模型是合理、可行的,可为超高层建筑巨型框架的整体动力特性分析提供一种可行的简化方法,对此类结构的抗震设计具有指导意义.

传递矩阵法求解格构地基梁中的应用

本文针对格构式地基梁的内力形变问题,提出了一种新的求解方法——传递矩阵法。传统的方法需要将整体分解成单片地基梁来求解;而传递矩阵法能将初始状态矢量传递至所求截面而得到该处的量值,并且能从整体角度来解决梁的内力分布问题,从而避免了荷载分配这一近似性问题。

板式轨道结构计算模型的对比分析研究

为研究板式无砟轨道结构不同计算模型的差异,本文以文献算例为参考,根据弹性地基梁模型和实体模型的计算理论,采用大型有限元软件ANSYS,分别建立了相应的有限元模型,分析了钢轨和轨道板的位移、弯矩和应力分布;从模型的简化程度、计算理论和边界条件等方面,对两种模型的差异进行了对比分析。结果表明:两种模型对钢轨的计算结果基本相同,对轨道板的计算结果相差较大;弹性地基梁模型理论清晰,计算简单,可用于工程的设计和施工,但有一定局限性,而实体模型更能反映结构的实际情况,更适用于结构的研究和设计,其计算结果表明,轨道板应力和位移的横向分布是不均匀的,建议对弹性地基梁模型进行改进和修正。