下卧软弱夹层地基ALE法强夯加固数值分析

随着高能级强夯快速发展,软弱夹层对地基加固影响问题凸显,其吸能缓冲作用机理尚不清晰,夯击参数选取经验性强。基于现场试验和任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange-Euler, ALE)法强夯加固仿真开展地基应力波传播过程研究,探讨下卧软弱夹层对加固效果影响机理。对夯击能级、夹层埋深、夹层厚度等因素进行参数研究,改进强夯参数设计流程。结果表明:软弱夹层对夯击应力波向下传播过程有迟滞作用,地基应力场在此深度内发生断层;当首击地基加固深度为1/2软弱夹层埋深时,可兼顾能级控制与施工效率需要;当软弱夹层埋深大于10 m或厚度超过2 m时加固难度较大,需配合其他工法共同加固处理。

阵列起爆爆轰波阵面形状变化及其特征研究

为提升药包的爆炸冲击效能,针对爆轰冲击波传播过程,建立了水下爆炸药包内爆轰波与水中形成的冲击波流固耦合数值模型。引入了阵列角研究考虑攻角效应的单源药包内边缘阵列起爆,并基于爆轰波叠加原理模拟了阵列起爆后爆轰波耦合增强及跨介质传递初始冲击波过程。此外,通过改变阵列角探究了药包内边缘阵列起爆对爆轰波阵面形状、爆轰波压和爆轰波速及水中形成的初始冲击波特征参数的影响。研究表明:两侧对称爆轰波相互作用会导致其传播方向转变为垂直向上,耦合后波压升高,波速小幅度增加;阵列角为20°~45°时,阵列角越小,则爆轰波交汇耦合角度越大,交汇后的耦合爆轰波越早形成类平面波的波阵面。此外,考虑攻角效应的单源药包内边缘阵列起爆对冲击波载荷峰值的增益效果比对波阵面传播速度的增益效果更为显著。本文研究可为水下阵列爆炸的冲击效能优化提供参考。

大型三维矩形、U形渡槽地震响应对比分析

本文应用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法对比分析大型三维排架支撑矩形、U形渡槽结构地震响应,以获得渡槽中动水压力资料。研究表明,渡槽中水体的晃动幅度十分显著,水体的大幅晃动显著地改变两种截面形式渡槽中水压力、槽体应力值及U形渡槽动水压力和应力分布,对矩形渡槽动水压力和应力分布规律影响不大。动应力分布的改变直接影响到大型预应力U形截面渡槽结构中预应力钢筋的有效性。在渡槽的抗震设计中,应充分考虑U形截面渡槽动水压力和动应力分布变化问题,动水压力应该作为一项主要的外荷载予以考虑。

柔性贮液容器跌落碰撞过程的三维数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)法,利用无侵蚀的罚函数方式实现流体和结构间的相互耦合作用,模拟柔性贮液容器在与地面碰撞时的三维动态响应过程,分析在跌落过程中贮液容器的变形、自由液面的变化、贮液容器受到的动态激励及其应力状态。通过ALE方法和传统Eulerian方法计算结果的比较,验证ALE方法对贮液容器的跌落碰撞分析的有效性,同时数值算例的结果可为容器的结构设计和试验提供参考依据。