有限元极限分析法在岩土工程中的应用研究

基于有限元极限分析法优势,将其应用到岩土工程中,可以有效促进技术方法发展。文章重点围绕有限元极限分析法展开研究,分析有限元极限分析法在岩土工程中的应用。

有限元极限分析法在岩土工程中的应用

有限元极限分析法在岩土工程中的应用取得了较好的效果,但是在实际使用时需要假设和求解,应用范围有一定的局限性。随着科技的进步,该方法不断完善,其适用范围不断扩大。本文对有限元极限分析法理论进行了介绍,并对其在岩土工程中的实际应用进行了分析。

有限元极限分析法在岩土工程中的应用探讨

有限元极限分析法作为新型分析方法,包含了数据与经典极限两种传统分析方法的优点,在岩土工程设计分析阶段应用十分广泛。在20世纪,我国岩土工程企业就开始在国际上引入有限元极限分析法,通过多年的研究与改进,在基本理论、计算精度、应用范围、工程应用上均有较大进步。本文从有限元极限分析理论出发,对连续问题离散情况进行了计算与分析,并且提出了有限元极限分析法在滑坡中的应用,希望为岩土工程建设工作者提供参考。

基于极限分析下限法的筒型基础地基承载特性研究

筒型基础凭借其成本低、工期短且对地基扰动相对较小的优势,已成为中国海上风电的重要基础形式之一。由于其基础结构形式复杂,经典的地基计算方法无法准确评估其地基竖向承载力。利用有限元极限分析下限法,建立了考虑筒-土间摩擦的筒型基础地基竖向承载力的下限解求解程序,在此基础上分析了土体强度不均匀性、筒型基础长径比及筒外壁-土间摩擦对筒型基础地基竖向承载力的影响,提出了综合考虑以上因素的筒型基础地基竖向承载力计算公式。

有限元极限分析发展及其在岩土工程中的应用

从有限元极限分析法的优点上来看,该方法特别适合在岩土工程中应用,也得到了较好的发展。在实际应用过程中,是需要做出假设并求解的,而且应用的范围有一定的局限性,这是有限元极限分析法应该创新的地方,在科技进步之下,对方法进行完善,让其适用的范围有所扩大,同时也推动在岩土工程中应用的价值。本文主要从有限元极限分析法做出了介绍,进而分析其在岩土工程中实际的应用。

浅埋土体隧洞松散压力计算方法的探讨——隧道稳定性分析讲座之四

考虑到传统浅埋土体隧洞松散压力计算方法存在三个缺陷:一是模型破坏面计算范围过大;二是两侧阻滑力计算不准;三是没有考虑外界不利因素的影响。本文提出了两种计算方法避免了这些缺陷。一种是基于弹塑性理论和极限平衡理论,即采用有限元极限分析法来求解浅埋隧洞松散压力;另一种是将岩柱理论的破坏范围作了一定修改,并考虑了外界不利影响,提出了修正的岩柱理论。两种计算方法有较严格的力学依据,计算结果与实际情况更加相符,为求解浅埋土体隧洞松散压力提供了两种新的方法。

海底隧道稳定性分析

本文采用有限元极限分析法分析了海底隧道的整体稳定性与存在局部破碎带下的整体稳定性。以某海底隧道为例,计算表明隧道整体是安全的。当存在局部破碎带时,必须做好破碎带的超前注浆堵水加固,以减少其渗水量,并对破碎带进行局部加固;计算还表明,有局部破碎带时,隧道安全度降低,破碎带越宽,堵水圈厚度越小,安全系数越小;隧道倾斜破碎带较垂直破碎带安全系数小。

隧道洞口段开挖面失稳模式及塌方演化机理

针对隧道洞口段开挖面失稳塌方问题,基于有限元极限分析法,从边坡自身的安全性出发分析隧道开挖对边坡的扰动影响,揭示隧道洞口段开挖面失稳塌方模式和机理,进一步分析台阶法施工以及管棚预支护措施对于隧道开挖面安全性的影响,验证隧道洞口段长大管棚施作的必要性。研究结果表明:考虑张拉剪切同步折减的边坡安全系数计算方法,能够真实模拟边坡的失稳;边坡安全性影响因素的显著性从大到小依次为边坡高度、黏聚力、内摩擦角和边坡角;隧道洞口段开挖面失稳塌方模式为典型的滑移式失稳塌方,在隧道开挖面前后位置分别形成滑移区和顶部塌方区;隧道洞口段管棚应能够穿过边坡的滑移线,采用60 m管棚超前支护,台阶法和全断面法施工进洞25 m时边坡安全系数分别为1.392、1.317,此时隧道和边坡安全得到有效保障。

基于土极限应变的建筑物纠倾方法模拟与工程应用

水平掏土法是建筑物纠倾常用方法之一,确定临界掏土孔间距是建筑物安全平稳回倾的关键,其与土体性质、上部荷载等因素有关,目前主要依靠工程经验确定。针对建筑物掏土纠倾法,采用有限元极限分析方法,将土体极限应变作为破坏准则,并通过立方体模型数值分析得到土体极限应变值,超过极限应变定义为土体破坏。在此基础上,通过数值分析研究了工程中常见的粉土和黏土在不同土体参数、上部荷载和掏土孔间距等情况下,掏土孔周边土体应变达到并超过极限应变的演化过程,得到孔间土体的破坏面首先在孔侧边出现而后在孔间土体发展,将掏土孔间土体破坏面贯通作为纠倾极限状态,得到了不同土体参数和上部荷载情况下掏土孔间距建议值。最后将上述方法应用于对3个实际纠倾工程的掏土孔间距进行计算,结果表明,分析所得孔间距与实际工程的掏土孔间距较为接近。

上软下硬复合地层初支拱盖法围岩变形与力学特性研究

以贵阳地铁二号线阳明祠单拱大跨地铁车站为背景,对上软下硬复合地层初支拱盖法施工力学特性进行研究,通过开展相似比为1︰50的室内模型试验,结合有限元极限分析法,对比分析不同工况下初支拱盖施工过程中围岩变形规律以及拱盖结构极限承载能力,研究结果表明:(1)拱盖能够有效抑制围岩及初支变形,特别是隧道下部开挖阶段;(2)合适的拱盖施做时机能够保证各施工步序转换过程中围岩及支护变形的平稳发展;(3)拱盖拱脚处围岩强度及隧道下部(边墙和底板)支护结构是决定拱盖承载能力的关键;(4)有限元极限分析法所得结果与室内试验结果吻合较好,可以作为室内试验的补充分析。研究成果可为初支拱盖法的设计及施工提供理论指导。