基于荷载包络图的铁路道床-路基结构安定性分析

将静力安定解析方法与数值模型相结合发展了一种高速铁路道床-路基结构承载性能安全评价的安定分析方法。通过引入安定荷载包络图,给出了某一结构组合和材料参数情况下道床-路基结构所能承受的最大荷载组合。研究结果表明:在任意给定的摩擦系数情况下,始终存在“最佳”的道床摩擦角、道床与基床表层的厚度比和弹性模量比,使得道床-路基结构在外荷载作用下具有最优的承载性能。研究结果在满足安全性和稳定性的前提下,可最大程度地发挥材料的塑性潜力,降低工程造价,也为合理评估高速铁路结构承载性能的安全性提供理论依据。

复合加载下考虑接触作用的地基承载特性数值分析

港口、海洋工程结构物基础一般处于复合加载状态,其极限承载力通常采用近来引入的极限荷载图进行评价。对位于地基表面的重力式海洋基础,需要考虑基础与地基间的接触特性对极限承载力的影响。以大型通用有限元软件ABAQUS为计算平台,建立了复合加载模式的地基极限承载力数值分析方法;针对饱和黏土地基上的表面基础,利用在ABAQUS平台上开发的接触计算模块,模拟基础与地基间竖向可分离、切向完全粘结的接触作用;进而基于建立的分析方法,进行系统的有限元计算,分析地基的破坏模式随荷载条件的变化,给出地基的极限荷载包络图,并与经典承载力计算公式结果进行对比。研究结果表明,经典承载力计算公式低估了三维荷载条件下的地基极限承载力,有限元计算模型及数值分析方法,可以较好地分析研究地基的失稳机理及承载力特性,并可考虑基础与地基不同的接触条件对破坏模式及组合极限承载力的影响。

VM荷载下双层饱和黏土地基承载特性数值分析

复合加载下地基的承载特性是港口、海洋工程基础设计的关键问题。近来,极限荷载包络图取代了经典的承载力计算方法,用于评价复合加载下地基的组合极限承载力。以大型通用有限元软件ABAQUS为计算工具,对VM荷载作用下层状饱和黏土地基上基底完全粘结的条形基础承载力进行系统的变参数计算,研究地基土层强度特性、荷载组合等因素对地基承载力及破坏模式的影响规律,得出VM荷载作用下极限荷载的包络图,为港口、海洋工程基础设计提供参考。