软土地区基坑开挖超静孔隙水压力分布的有限元分析

依托某基坑工程案例,利用ABAQUS有限元软件对软土基坑开挖时的超静孔隙水压力进行有限元分析,研究超静孔隙水压力的分布规律及其对围护结构土压力的影响,结果表明:基坑开挖卸荷会在坑底及周围土体中产生负的超静孔隙水压力,坑底以下区域负的超静孔隙水压力分布较为集中且数值较大,坑外区域数值较小;负超静孔隙水压力的消散会引起挡墙前后有效土压力的减少,墙前减少更快,这对基坑工程是不利的,实际工程中应尽量缩短施工工期;邻近超载作用下会引起基坑负超静孔隙水压力绝对值的减少,这对基坑工程也是不利的。

筒型基础防波堤土压力性状的有限元分析

筒型基础防波堤是一种新型港口与海岸工程结构,依靠沉入地基土层中的筒型基础维持结构稳定,作用在筒型基础上的土压力是结构稳定性验算的核心内容。结合某实际工程,建立了筒型基础防波堤三维弹塑性有限元模型,分析了不同波浪力加载值下作用在筒型基础上土压力的大小及竖向和环向分布规律,并将有限元计算的极限状态下的土压力与Rankine主动、被动土压力和静止土压力进行了比较分析。根据筒型基础的位移模式,将土压力分为主动、被动和静止3个区域,建议了不同区域土压力的简化计算方法,为筒型基础结构稳定性验算提供了基本依据。

高大扶壁式挡土墙墙后土压力特性有限元分析

对扶壁式挡土墙进行三维有限元分析,得到了立板后的土压力分布,结果表明:竖向土压力分布先随覆土深度的增加而增大,但到一定深度后,随覆盖土层厚度的增加土压力增大率减小,当覆盖土层厚度增大到一定数值后,土压力几乎不再增大;水平方向的土压力分布受肋板的直接影响,在立板的上部,受肋板的影响较小,土压力分布较为均匀,在立板的下部,受到肋板的影响较大,表现出中部大,两侧小,呈类似“抛物线”型分布,深度越大,这种现象越明显,“抛物线”越集中。

基于邓肯—张模型的土石坝有限元分析

取坝体河床部位最大横断面为计算的典型剖面,进行了二维非线性有限元分析。坝体以及覆盖层采用了邓肯—张E-v和E-B本构模型,在混凝土盖板和心墙之间设置了无厚度GOODMAN接触单元。考虑坝体填筑和分期蓄水相结合的施工过程,分析得出了坝体(包括覆盖层、填筑区等)顺河流向水平位移、竖直沉降、应力水平、大主应力以及小主应力分布等情况,同时得出了一系列有益的现象和规律,对于同类工程的建设、实际工程的设计与施工具有一定的借鉴作用。

高等级公路中地下结构物上土压力的有限元分析

以弹塑性理论为基础，采用有限元方法，对高等级公路中地下结构物上土压力进行了非线性分析，并与现有的实测资料相比较，吻合较好。表明对高等级公路中结构物上土压力的计算，采用弹塑性理论的非线性分析是较符合实际的，其结果可供实际设计参考。

土压力问题上限有限元分析

将有限元方法引入到塑性极限分析中,采用刚体有限元离散挡土墙后土体计算区域,同时构造运动许可速度场,在满足屈服条件、流动法则、虚功方程以及相应的边界条件的基础上,建立约束方程,引入数学规划方法求解挡土墙在不同变位模式下极限土压力分布.算例说明了该方法的正确性和有效性.

柔性挡土结构空间土压力性状的三维有限元分析

为了研究基坑开挖对柔性挡土结构土压力空间分布规律的影响,进而为基坑的设计与安全防护提供相应依据,用ABAQUS建立基坑开挖的有限元模型,分析基坑开挖对挡土结构"单片墙"空间土压力的影响。考虑了不同刚度、有无支撑、不同开挖深度对挡土墙不同部位的土压力分布和挡土墙位移的影响,并将挡土结构三维土压力分布规律与二维数据进行了对比,验证了三维有限元模拟的必要性,对比了加支撑与否对基坑土压力空间分布的影响。结果表明:"单片墙"主动区土压力呈马鞍状分布,挡土结构后部土体的影响范围和下部土体的影响范围都约为2倍开挖深度;支撑结构极大地限制了墙后土体危险区域的范围,但是对墙下土体的限制作用并不是很明显。

挡土结构位移与土压力关系有限元分析

以天津市文化广场某地铁车站基坑工程为例,应用Midas/GTS建立了基坑开挖施工模型,研究单层土层、多层土层工况下基坑开挖过程中挡土结构的位移—土压力关系曲线。研究结果表明:单层土与多层土的位移土压力曲线能够较好地符合双曲线型,并且随着土层深度的增加,极限土压力随之增加,水平基床系数随深度增加而增加;单层土层与多层土层在深度、土质、位置都相同的情况下,位移与土压力关系曲线能够较好地符合相同的曲线方程。

大型沟埋式蛋型管道土压力的非线性有限元分析

以弹塑性理论为基础，采用有限元方法，对大型沟埋式蛋型管道上压力的分布进行了非线性分析，并与现场实测结果进行了比较，吻合较好。表明对大型沟埋式管道的上压力，采用弹塑性理论的非线性分析是比较符合实际的，其结果可供设计参考。

基于ANSYS的桥台土压力有限元分析

以有限元软件ANSYS为计算工具,针对少(林寺)—洛(阳)高速公路桥台和台后路堤与地基特点,模拟了试验桥台的受力和边界条件,建立了平面有限元模型。通过计算,分析了桥台土压力分布规律及台背土压力随桥台位移发生变化的规律。并将有限元的分析结果与现场土压力测试结果进行了对比分析,二者吻合较好。

考虑地基固结的挡土墙土压力有限元法分析

应用有限元程序建立了考虑地基固结的挡土墙后土压力分析平面应变计算模型,研究了等效交通荷载作用和工后固结阶段挡土墙土压力与土体水平位移分布规律。计算结果分析表明:挡土墙与土体之间的相对位移决定了土压力分布规律;在外部荷载作用下挡土墙形成刚体旋转与平行移动的混合位移模式,该模式决定了土压力沿深度的变化规律;固结变形导致的土压力与水平位移变化与荷载作用下的土压力与水平位移变化规律类似但方向相反。

钢筋混凝土箱涵顶部竖向土压力有限元分析

采用有限元方法对2种不同弹性模量的路基填土在不同的高度下沿涵洞纵、横向的土压力进行计算、对比,并将结果与土力学计算结果进行比较,提出采用竖向土压力集中系数对土力学计算结果进行修正的解决方法。

某挡土墙土压力有限元分析

利用有限元程序ANSYS,对某挡土墙土压力进行了数值模拟分析。考虑了土颗粒的弹塑性本构关系,对墙土接触面采用接触单元contact172和target169模拟。研究了条形超载、填土弹性模量、重度及内摩擦角对墙后土压力的影响。计算表明:土压力沿墙背呈凸曲线分布,接近墙踵处出现峰值。超载及填土重度使挡墙土压力增大,填土弹性模量及内摩擦角对土压力影响不大。

非极限状态非饱和土主动土压力试验及理论分析

目前土压力研究大都以极限状态下的土体为研究对象,且假定土体处于饱和或干燥状态,未考虑墙体位移与土体非饱和特性对土压力的影响,在实际工程的应用中有局限性。鉴于此,开展主动平动模式下墙后不同含水量砂土的刚性挡墙土压力室内模型试验,并采用渗压计和土压力盒分别量测不同深度处土中的基质吸力和土压力,以及利用DIC图像关联技术观察不同挡墙位移时的土体位移情况。试验结果表明,当墙后土体处于非极限状态时,土体破坏面始终通过墙踵,且其形态接近于平面;其次,在此基础上,结合非极限状态下墙土摩擦强度发挥特性和非饱和土强度准则,提出位移相关的非饱和土强度模型,并建立非极限状态下非饱和土主动土压力计算模型,以及与室内试验结果对比验证了该模型的合理性;最后,针对提出的计算方法探讨了墙体位移和土体基质吸力对主动土压力的影响。参数分析结果表明,非饱和土主动土压力随挡墙位移量的增大而逐渐减小,而随着基质吸力的增大呈现先减小再增加的趋势,且存在一极小土压力值,朗肯土压力值和Fredlund扩展朗肯土压力值分别为该模型在饱和与非饱和情况下位移达到极限状态时的特殊值。

平原地区大孔径钢波纹管涵土压力测试及有限元模拟分析

通过有限元模拟计算管顶附近的土压力,得出有限元模拟计算值较理论计算值更接近实测值,因此,有限元模拟可应用于钢波纹管涵结构计算分析。

深基坑土钉支护有限元分析方法及应用

根据土钉支护、基坑开挖的受力特点、土钉及其与土体粘结的工作性能,建立三维计算模型,用有限元方法模拟基坑开挖与支护的施工过程、土钉拉力作用和土钉与周围土体粘结滑移的工作性能。在土的本构模型中,以应用Duncan提出的非线性EB模型为基础,参照LadeDuncan破坏准则提出一种加荷或卸荷(再加荷)判别准则,并考虑固结压力降低后弹性模量的确定方法。把这些原理应用于一个工程实例的计算分析,计算结果与实测结果有相同的变化趋势,数值大小基本吻合,验证了有限元模型和分析方法的可靠性。

软土运动作用下被动桩桩-土水平相互作用的三维有限元分析

运用ANSYS软件对软土运动作用下的桩-土相互作用的桩基础进行三维有限元分析,以DP材料来模拟土体的弹塑性性质,并考虑其大变形的影响,在桩-土间设置接触单元研究桩-土的相互作用,分析了软土层厚度和基桩数目对桩上侧向压力的影响,并比较了群桩中各桩基上侧向压力分布情况。结果表明:软土在局部堆载作用下产生了较大水平变形,桩上的侧向压力也较大;由于群桩中的"遮挡"和土拱效应,各基桩受到的侧向压力荷载并不相同,在被动桩的设计中应考虑这些因素的影响。

挡土墙粘性土土压力的有限元分析方法及计算程序

一、引言挡土墙的粘性土土压力计算是一个比较复杂的土工问题。按无粘性土的库仑土压力理论计算,其结果使高墙偏于危险而低墙偏于保守。用考虑粘聚力,由极限平衡理论推导出的公式计算,其结果出入较大。因此,近些年来,随着有限单元法和土工试验测试手段的发展,人们对粘性土土压力计算理论进行了深入的探讨,为进一步完善挡土墙设计原则和方法创造了条件。

液化场地桩-土-结构动力相互作用的有限元分析

基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用有效应力方法对液化场地桩基础的地震反应进行了三维有限元分析。在饱和液化砂土的循环塑性模拟中,采用了超固结边界面、Armstrong-Frederick型非线性运动硬化准则和非关联流动准则来描述动荷载作用下砂土的循环活动性以及液化强度等特性。对于桩的动力本构行为,则采用了可以考虑体积效应和轴向力影响的梁—柱单元来模拟。以某城市高架桥的实际工程为例,应用该方法对地基液化时桩—土—结构的动力相互作用进行了计算分析,并得到了一些有用的结论。

基于有限元滑面应力法的重力式挡土墙结构抗滑稳定分析

在平面应变条件下,采用基于弹塑性有限元应力应变分析的滑面应力分析法对重力式挡土墙结构的稳定性及主动土压力进行研究,该法可直接评判挡土墙结构整体的抗滑稳定。通过与传统土压力理论比较分析,发现挡土墙后土体达到临界状态时,利用该法得到的滑裂面的安全系数、破裂角和主动土压力幅值与理论解有较好的一致性,表明本文方法可行、可靠。随后对填土性质参数进行了敏感性分析,并运用该法对挡土墙结构进行了深层抗滑稳定安全验算,可为重力式挡土墙结构安全设计提供可靠依据和技术支撑。