弹簧地基上大直径单桩海上风机的一阶自振频率

自振频率是海上风机前期动力设计的主要难点之一,计算精度要求极高,而桩-土相互作用对自振频率影响显著。目前,针对桩-土相互作用普遍采用弹簧地基简化模型,为对比分析不同弹簧地基简化模型的准确性和精度,本文采用回传射线矩阵法,建立固定端、单弹簧、双弹簧和三弹簧这4种地基简化模型,基于Bernoulli-Euler梁理论和Timoshenko梁理论,求解风机系统的自振频率,并与风机基频实测值作对比,进一步分析三弹簧简化地基模型中地基旋转刚度、地基耦合刚度和地基水平刚度对风机系统基频的影响。研究结果表明,桩-土相互作用不可忽略,三弹簧地基简化模型计算风机系统基频精度最高;地基刚度对风机系统基频的敏感性次序为,地基耦合刚度>地基旋转刚度>地基水平刚度;当地基旋转(水平)刚度较小时,地基耦合刚度与地基旋转(水平)刚度的耦合效应对风机系统的基频影响较大;地基耦合刚度与地基旋转刚度的耦合效应对风机系统基频的影响程度大于地基耦合刚度与地基水平刚度的耦合效应。

双弹簧地基模型的杆系有限元分析

根据软土的室内应力路径与软土的卸荷模量的关系试验研究 ,推导了适用于增量有限元双弹簧模型地基弹簧系数的公式 ,对基坑分步开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工等岩土工程问题有较大的实用价值 .

浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的求解方法

把浅埋盾构隧道简化为半无限平面的挖孔问题,采用平面弹性理论的复变函数方法,推导了反应位移法中浅埋盾构隧道地基弹簧刚度的解析公式。设定不同的埋深和土体泊松比,计算了隧道周边的压缩和剪切地基弹簧刚度,讨论了隧道埋深和土体泊松比对刚度的影响,以及压缩和剪切地基弹簧刚度的关系。结果表明:浅埋隧道与深埋隧道的地基弹簧刚度存在差异;隧道埋深和土体泊松比对地基弹簧刚度的大小和分布规律影响很大;浅埋隧道的剪切与压缩地基弹簧刚度之比沿隧道周边变化。

有关基坑开挖中地基弹簧系数的变化

本文根据软土的室内应力路径与软土的卸荷模量的关系试验研究,推导了适用于增量有限元模型地基弹簧系数的公式,对基坑分步开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工等岩土工程问题有较大的实用价值。

反应位移法抗震设计中地基弹簧系数取值的探讨

随着城市轨道交通工程抗震性能越来越受到关注,反应位移法作为一种简捷的抗震设计方法被大量应用于地下结构抗震设计中。地基弹簧系数的确定方法是反应位移法抗震设计中最为重要的因素之一,本文选取试验法、李英民法、MIDAS法和有限元法,结合北京典型地层,对比分析这四种方法地基弹簧系数取值对地下结构的弯矩、轴力和剪力的影响规律。结果表明:(1)在反应位移法计算中,地基弹簧系数取值对结构内力响应具有重要影响,对结构轴力和剪力的影响较大,而对于弯矩的影响相对较小;(2)地基弹簧系数获取方法优选试验法,在无地勘资料情况下,经验公式和有限元法可作为备选方法;(3)综合考虑四种不同地基弹簧系数确定方法对结构内力影响程度,为保证结构设计的安全性,可对试验法下结构内力进行系数修正,修正系数建议值为1.10。

地下结构抗震计算中地基反力弹簧刚度取值方法研究

地震系数法及反应位移法中土体-地下结构体系均简化为荷载-结构计算模型,利用模型中的地基反力弹簧刚度参数代替地铁地下结构周围岩土介质,地基反力弹簧刚度参数能否正确取值关乎到能否正确模拟岩土介质。为了使地基弹簧系数取值简单方便、精确可靠,文章基于有限元分析法,研究截面高度、顶板埋深、底板与基岩距离、截面宽度、地基土的弹性模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角与地基反力弹簧刚度参数之间的关系,由有限元分析结果为数据依据,对地基反力弹簧参数公式进行拟合。提出考虑了多种影响因素的地基反力弹簧刚度综合建议公式,并通过振动台试验震害现象分析及时程分析验证了综合建议公式的可靠性。

地基弹簧模型在深层水泥搅拌支护开挖中的应用

深层水泥搅拌法在施工过程中产生的噪声和对环境的影响比其他施工工艺小,逐渐被应用于人口密集地区的深基坑开挖中。为更好地理解这种方法,需要进行足尺试验、缩尺试验和数值分析来解决相关问题。使用现场监测数据,验证了深层水泥搅拌挡土墙开挖的二维平面应变有限元模型,然后将二维模型与三维有限元模型进行了对比,该三维有限元模型用一系列的地基弹簧模拟墙背后的原位土壤的水平刚度。结果表明,地弹簧模型能够较好地反映土-结构的横向相互作用,相关经验可供未来类似项目参考。

地下结构抗震设计反应位移法的研究综述

近年来,反应位移法在地下结构抗震分析中的应用渐趋广泛。简要介绍了反应位移法的基本原理和应用现状,从地层变形、地基弹簧和结构模型等关键因素的角度详细总结了反应位移法的发展过程和最新研究进展,厘清了方法的完善思路,指出地层-结构相互作用是影响计算精度的重要误差来源。此外,在上述基础上论述了当前反应位移法应用过程中存在的突出问题,提出了反应位移法在进一步拓展应用场景、提升结果代表性过程中需要深入研究的关键问题。

基于弹性地基梁理论的跨活断裂隧洞纵向变形及内力响应特性研究

基于温克尔地基梁理论，建立穿越活动断裂带的隧洞纵向二维数值模型，研究穿越活动断裂带隧洞在断裂带错动作用下的衬砌纵向变形及内力响应特征。结果表明：在错断作用下，较弱的断层带岩体质量、较大的断层与隧洞交角、较宽的活断层宽度、较大的隧洞衬砌厚度等条件有利于保证隧洞的抗错断性能；当在隧洞衬砌节段之间采用较弱的铰接段来改善隧洞抗错断性能时，较小的铰接段的长度与材料强度均有利于隧洞抗错断性能。该结论可以为穿越活断层隧洞的抗错断设计提供一定参考。

软土地基大直径地铁盾构隧道衬砌结构受力特性数值分析研究

为得到能真实反应软土地基大直径盾构隧道结构受力特点又能保证衬砌结构安全的设计模型,结合广州轨道交通4号线南延段大直径地铁盾构隧道结构现场实测结果,采用ANSYS软件研究适用于软土地基大直径盾构隧道衬砌结构设计的计算模型。基于反分析得到的设计模型,对水平侧压力系数、地基弹簧刚度、管片厚度、管片接头位置、管片分块数量等影响大直径盾构隧道衬砌结构受力特性的因素进行敏感性分析。结果表明:1)采用地基弹簧模拟底部反力并通过调整弹簧的范围可得到既能真实反映衬砌结构受力特性又能保证结构安全性的计算模型; 2)衬砌结构受力对侧压力系数和管片厚度敏感,对地基刚度不敏感; 3)接头位置变化和管片分块数量主要影响布置地基弹簧范围内的管片受力。

车辆轴载作用下无砟轨道路基面动应力分布规律探讨

针对双块式无砟轨道路基的典型结构,在参考遂渝铁路无砟轨道综合试验段现场测试数据的基础上,结合有限元数值计算结果,运用Winkler弹簧地基上叠合梁模型的计算理论,对车辆单轴荷载作用下无砟轨道路基面动应力分布进行讨论,提出反映无砟轨道路基面支承刚度的基床结构地基系数计算概念,初步建立无砟轨道路基面动应力沿线路纵向分布长度的解析计算方法。研究表明:车辆单轴荷载作用下路基面动应力分布表现为横向均匀、纵向三角形的基本形式;对路基面动应力沿线路纵向分布长度影响的主要因素是无砟轨道混凝土结构的刚度,车辆轴重的影响不显著;无砟轨道混凝土结构长期刚度的衰变将对路基面承受的动力作用产生不利影响。

多支撑挡土结构考虑开挖过程的计算方法(“C”法)

软土地基上的深基坑支护结构都采用多支撑形式,本文采用土体弹簧系数K=Cz^1/2(即通常称之为“C”法),并考虑分步开挖逐层支撑的施工过程对支撑力、桩身内力及位移的影响,推导了以挠曲线方程为基础的计算方法,是继“m”法之后的又一发展.该法便于计算,对于少于三道支撑的情况,用手算也很方便,对于更多支撑的情况则可采用电算.“C”法比“m”系数法更适合于软土地基,计算结果与实测位移曲线很吻合.

地下结构地震反应计算的改进的反应位移法

反应位移法中地基弹簧刚度系数难以准确确定,且不同地基弹簧之间互不相关,难以准确地反映土体与结构之间的相互作用,造成土体与结构四周接触面的荷载分布存在误差。通过改进地基弹簧刚度系数的求解方法,提出了改进的反应位移法,即在有限元分析过程中摒弃传统的加载方式,采用在结构四周同时加载单位力的方式求解地基弹簧刚度系数。与现有的反应位移法的对比表明,改进的反应位移法计算结果合理,且具有更高的计算效率。

人工爆破地震作用下输气管道动力响应分析

为了保障人工爆破施工环境下天然气管道的安全运行,以管道典型第三方作用爆破施工为对象,通过分析天然地震波传播特性、波形和频谱特性,以峰值加速度指标作为地震主要动参数,采用期望反应谱作为目标谱,基于SIMQKE_GR程序模拟了人工地震加速度波形图,建立了基于有限单元法地基梁—土弹簧模型的爆破地震作用下管道地震响应有限元模型,得到了管道在爆破地震作用下的位移、应力和管道应变随时间的变化特性:若管道长度大于200m,边界条件对所取管段中间部位的反应影响很小,管道中部的响应就可以代表整个管道中大多数位置的响应程度,将管道中间点的位移变量与土壤质点的位移变量相减得到相对位移变量,就可以反映出爆破地震中管道与土壤的相对位移。最后将ANSYS模拟结果与管道抗震设计规范进行了对比分析,结果表明:ANSYS模拟结果的轴向应变最大值为0.001 1,与采用抗震规范法计算出的最大轴向应变0.001 3极为接近。该模型的模拟计算较为准确,为管道爆破施工安全控制提供了理论基础。

基于反应位移法的核级工业水池抗震设计分析

介绍了反应位移法的基本原理和计算方法,并在大型有限元商业软件ANSYS中实现,将其应用于核电厂工业水池抗震设计分析,对不同工况下的工业水池的内力分布展开研究,同时通过ANSYS的二次开发并结合五点公式计算得到结构内力分布规律及其危险工况,为工业水池合理截面设计及配筋方案提供技术支持。结果表明:工业水池侧墙最大弯矩发生在中间部位的中部和底部,在同等抗震等级条件下,SL1地震作用下侧墙弯矩大于SL2地震作用下的;柱子内力规律性明显,水池中间所受内力最大,SL2地震作用下变形结果大于SL1地震作用下的,空水状态为危险工况,且采用适当的配筋措施能够满足结构抗震要求。该研究成果可为核电工业水池抗震设计或其他类似工程的设计提供参考。

反应位移法在埋地腐蚀管线抗震分析中的应用

埋地管线作为油、气、水等的传输载体,是地下工程的重要设施之一。埋地管线特别是金属管线容易发生腐蚀现象,在地震灾害的影响下,含有腐蚀缺陷的管线容易发生泄漏和断裂事故,造成巨大的资源浪费和环境污染等损失。因此埋地腐蚀管线抗震性能研究的重要性也越发凸显。本文以埋地腐蚀管线为研究对象,探索管线腐蚀深度、宽度、腐蚀位置和腐蚀管线埋深等腐蚀参数对管线抗震性能的影响,旨在为管线的安全性和实用性提供理论参考,对管线是否继续使用、维护或更换和安全生产提供指导,以及为管线的抗震设计提供基础研究。本文运用反应位移法在有限元软件ANSYS上实现各参数下的埋地腐蚀管线的地震响应分析。

拼装式双柱桥墩的线性地震反应分析研究

拼装式双柱桥墩由于采用的接头形式不同,分析中应选用不同的计算图式,从而其动力特性具有各自的特点.通过对拼装式双柱桥墩的自振特性及地震反应特点、不同计算图式对地震反应的影响以及地基弹簧刚度对自振特性的影响研究,为类似的此类结构设计提供参考.

明挖下穿隧道计算方法探讨

为缓解城市平交路口交通压力,平交路口中交通流量较大的方向常采用立交方式处理,通常立交方式有跨线高架桥和下穿隧道,由于修建高架桥会带来道路景观、行车视线、汽车噪声的问题,影响周边地块的商业价值和居住环境,现越来越多平交路口改造采用下穿隧道的形式。文章介绍明挖下穿隧道设计中不同计算方法的差异和适用性。对类似明挖下穿隧道的计算提供借鉴和参考。

浅谈筏板基础的简化计算方法

筏型基础又叫笩板型基础,即满堂基础。筏板基础的厚度由抗冲切和抗剪强度确定,同时要满足抗渗要求,局部柱距及柱荷载较大时,可在柱下板底加墩或设置暗梁且配置抗冲切箍筋,来增加板的局部抗剪切能力,避免因少数柱而将整个筏板加厚。