基于结构导向集总的催化裂化MIP工艺反应动力学模型Ⅰ.模型的建立和验证

基于结构导向集总方法,设计了包含烃类结构和杂原子结构的22个结构向量,构建了代表催化裂化原料分子组成的14 692种典型分子的结构向量,根据催化裂化反应机理和MIP工艺特征,编制了催化裂化反应规则,构建了反应网络,通过改进的Runge-Kutta法求解,建立了基于结构导向集总的分子尺度的MIP工艺反应动力学模型,通过MIP装置工业数据验证了模型的可靠性。实验结果表明,此模型与传统的催化裂化反应动力学模型相比,在反应网络中引入反应热效应,可更准确地描述提升管反应器中反应温度的变化及其对催化裂化反应过程的影响;模型的可靠性验证实验表明,预测值与工业数据的最大误差在1.0%左右,温度的预测误差不超过2℃。

基于结构导向集总的催化裂化MIP工艺反应动力学模型Ⅱ.工业装置的计算与预测

采用基于结构导向集总的催化裂化MIP工艺反应动力学模型对中国石化某分公司Ⅰ套催化裂化MIP装置的操作条件进行优化,考察了催化裂化产物的平均相对分子质量、汽油收率及汽油中典型组分的含量沿提升管高度的变化情况。实验结果表明,一反区平均相对分子质量随提升管高度的增加显著下降,当一反区出口温度为515℃,剂油质量比为6.0时,一反区平均相对分子质量由712下降为196,表明裂化反应主要发生在一反区;模型优化结果表明,在一反区出口温度500~510℃,剂油质量比6.5~7.0的条件下,汽油收率高于50%,汽油中烯烃含量低于24%(φ),满足国Ⅴ指标的要求。为工业催化裂化MIP装置的生产提供理论指导。

考虑围护结构变形和桩顶荷载的基坑旁侧桩基变形计算

归纳了4种典型基坑围护结构变形模式下的基坑侧壁变形曲线计算方法,基于应力释放法,提出了一种考虑围护结构变形模式以及桩顶竖向荷载的邻近基坑单桩水平位移计算方法。分析了围护结构累计变形相同情况下,不同变形模式引起的邻近单桩水平位移规律,同时进行了2个案例验证与影响因素分析。研究结果表明:在基坑围护结构最大变形相同情况下,悬臂型变形模式引起的邻近单桩最大水平位移最大,其次是复合型,再次是内凸型,踢脚型则最小;桩体最大水平位移与基坑围护结构控制参数虽然呈正相关规律,但是随着与围护结构水平距离的增加而呈非线性递减;作用在桩体上的附加应力增大时,桩体水平位移曲线逐渐从“悬臂”形向“鱼腹”形发展。虽然桩顶荷载对桩体水平位移有一定的影响,但是影响较小。

邻近刚性桩复合地基支挡结构土压力计算

为了探讨刚性桩复合地基对邻近支挡结构土压力的影响,找出此复杂工况下支挡结构土压力的合理计算方法。基于刚性桩复合地基荷载传递机理,结合Mindlin解、Boussinesq解以及应力叠加原理,分析了考虑复合地基荷载传递效应的邻近支挡结构附加土压力简化弹性解法,确定了邻近刚性桩复合地基支挡结构土压力的计算方法,并将计算结果与模型试验结果进行了对比分析。结果表明,将复合地基对邻近支挡结构土压力的影响进行分部、分区域计算比较符合刚性桩复合地基的荷载传递机理,且用该方法计算的土压力和附加土压力与模型试验结果匹配性较好,并且较为安全。

深厚软土基坑中入硬土锚固锚索计算初探

基于香港科技大学(广州)深厚淤泥基坑工程实践与研究,对深厚软土基坑的桩锚支护结构,建立了分析模型。详细分析了锚索软土锚固段与硬土锚固段的不同受力、变形特征。采用弹性法计算软土段锚索受拉变形,采用剪切位移法计算硬土锚固段土体剪切位移,通过叠加软土段、硬土锚固段位移,可求得穿透软土锚固入硬土锚索的总位移,并求解出对应桩锚节点的位移。对多个软土基坑工程,采用该法计算穿透软土进入深部硬土层锚固的锚索总位移及其位移分量,并将计算结果与监测数据进行比对,两者总体吻合良好。

基坑开挖反压土作用机制及其简化分析方法研究

分析了反压土与支护结构相互作用的机制。在此基础上,基于弹性抗力法,结合天津市一些工程经验,建立了考虑反压土影响时支护结构内力和变形的计算方法,并结合工程实例进行比较分析。分析结果表明,反压土高度不变时,随着反压土的坡度减小或反压土宽度的增大,支护结构的最大位移和最大弯矩都逐渐减小;当反压土的坡度减小到一定值或顶宽增大到一定的程度时,支护结构的最大位移和最大弯矩不再减小而趋于一个定值。反压土土质条件对反压土的作用的发挥有着显著作用。开挖前进行良好的降水,开挖过程中注意不要扰动反压土,并对反压土做好良好的护坡,防止雨水侵入土坡,这些措施均有助于保证反压土作用的充分发挥。必要时,可考虑对反压土进行注浆加固。工程实测表明本文建议方法的计算结果与工程实测结果较吻合,并表明在开挖面积较大的基坑工程中,条件适当时,采用基坑内侧预留反压土的方法可不需设置水平支撑,可节约大量基坑支护投资,并缩短工期,具有良好的经济效果。

基于拱梁法原理的深基坑拱形围护结构分析

基于拱梁法 ,通过把围护结构分析中常用的弹性抗力法与拱梁法有机地结合在一起 ,将拱梁法改造成为计算拱形围护结构的一种方法。这种计算方法能考虑拱脚桩变形的影响 ,能考虑有支撑的情况 ,在开挖线以下拱脚桩和拱壁假定由土弹簧约束 ,因此更合理地反映了拱形围护结构的实际情况。该方法计算所需准备的数据与弹性抗力法类似 ,所需输入数据少 ,计算速度快。通过工程实例计算表明 ,该方法的计算结果与实测结果吻合较好 。

基坑挡土结构的粒子群优化设计方法

为提高基坑支护结构设计的速度和精度,用模拟自然界鸟群觅食行为的进化算法———粒子群优化算法(PSO)来确定支护结构优化设计方案.研究了基于弹性抗力法的基坑挡土结构的粒子群优化技术:定义在搜索域中的一组可能的基坑设计参数为一个粒子;建立与挡土结构的结构优化设计参数相关联的适应度函数;通过粒子群位置的演变过程来搜索对应最优函数的结构设计参数方法;桩单元长度动态调整的编程技术等.通过工程算例证明了基坑挡土结构粒子群优化设计方法的可行性和适用性.

基坑支护结构弹塑性计算方法与m法的对比分析

在围护结构的分析和设计中,常规采用弹性支点m法进行围护结构变形分析,但m法只能进行围护结构的变形分析,不能进行稳定分析。笔者曾推导了基于土体极限抗力分布(由Np,αp和n三参数描述)的竖向Winkler地基梁弹塑性解答;该解答能够将围护结构的变形和稳定分析有机地统一。本文在m法和基于土体极限抗力的弹塑性方法简述基础上,结合一个单支撑围护结构事例,对两种方法进行了分析比较。结果表明:①极限抗力弹塑性方法能够同时考虑围护结构的弹塑性变形和稳定分析,给出围护结构的最小嵌入深度Lmin,而m法仅能进行变形分析;②两种方法均存在最优嵌入深度Lopt;当嵌入深度L≥Lopt,两种方法均可用于围护结构的分析和设计。

支护结构前反压土计算方法回顾及一种新的简化分析方法

支护结构前设置反压土可有效减小支护结构的内力、变形与嵌固深度,取得良好的经济、环境效益。鉴于各类有关基坑支护的规范均未涉及反压土的设计、计算问题,且业内对此问题的研究不多又观点不一,整理、分析以往反压土体的计算方法,并将其归纳为4类:(1)支护结构前附加荷载;(2)Boussinesq附加应力近似;(3)改进的弹性地基梁;(4)整体有限元协同计算。指出了各法中存在的疑点、计算的要点、适用的条件,归结了反压土作用的本质机制。基于竖向弹性地基梁理论提出了一种新的简化分析方法,该法以反压弹簧和坑底超载的方式模拟反压效应,概念清晰、计算简单,并针对某基坑支护方案,考虑不设反压土台、设置反压土台、加固反压土台等3种情况进行对比计算,验证了方法的可行性和有效性,得出了普适性的结论,以期对支护工程的设计施工提供参考。

深基坑挡土结构的受力分析

本文介绍土抗力法在我国深基坑挡土结构受力分析中的应用,并与上海、北京的四座地铁车站施工监测的结果进行了比较.

考虑桩桩相互作用的双排支护桩受力变形分析

双排桩支护结构的变形与内力计算是其设计计算的重要内容之一。双排支护桩结构是由前排桩、后排桩及桩顶连系梁组成的空间门架式结构。在承受水平荷载时,后排桩向坑内发生挠曲变形,挤压桩间土体,同时桩间土体又对前排桩产生推力,使得前排桩向坑内发生挠曲变形,挤压前排桩桩前土体,以致该支护结构在传递水平荷载时,前后排桩及桩间土体之间存在非常复杂的相互作用。本文基于上述双排桩支护结构受力变形特性,将前、后排桩均视为竖向放置的弹性地基梁,以欧拉伯努利双层梁理论考虑前后排桩的相互作用,以水平向弹簧模拟桩间土相互作用,以朗肯土压力计算作用于后排桩的主动土压力,以弹性抗力法计算作用于前排桩基坑底面以下的被动土压力,以基坑底面为界人为将前、后排桩分为上下部分,并通过桩身各段的受力平衡建立前后排桩的挠曲变形控制微分方程,然后通过桩端约束及基坑坑底平面处的连续条件得到方程的解析解,给出了一种考虑桩桩相互作用以及桩土相互作用的双排桩支护结构计算方法。最后结合两个实例,将本文方法计算结果与实例结果进行对比分析,验证本文方法的可行性,以期为双排桩支护结构在工程中的设计计算提供借鉴。

双排桩-承台-挡墙组合结构设计计算方法

双排桩-承台-挡墙作为一种新型组合支挡结构,在实际工程中已有应用,但尚未建立较为成熟的设计计算方法。鉴于此,在理论分析的基础上,提出了同时考虑地基抗力和桩-承台协调作用的设计计算方法,推导了桩基和承台的挠度、转角、剪力、弯矩计算公式。并针对具体工程实例,采用了理论计算与数值模拟两种方法,对计算结果进行了对比分析,验证了该理论计算方法的可靠性。结果表明:承台最不利位置出现在侧截面跨中位置;前桩为主要承担滑坡推力的结构;桩基弯矩最大值出现在锚固界面以下约0.2倍锚固长度处,剪力最大值出现在锚固界面附近。

水泥搅拌桩挡土墙墙顶位移的修正算法

对水泥搅拌桩挡土墙的水平位移计算进行了探讨。以刚性桩法为基础理论和计算模型、弹性抗力法的计算结果为挠曲修正，首次提出一种既便于手算，又能考虑墙身挠曲变形的墙顶位移修正算法。

新型预应力锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法

预应力锚拉式桩板墙是在桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型支挡结构。基于结构矩阵方法,结合工作特点,考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件,计入了桩锚固段变形对桩位移和内力的影响,分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵,编制了相应的计算程序,计算了墙面桩的位移、弯矩、锚固段应力及应变、锚索拉力等。所得结果与其他方法相比,有较好的规律性和可比性,可供相关工程参考和借鉴。

基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算

在基坑设计计算中,就深基坑桩锚支护结构的受力与变形研究而言,目前运用较为广泛的是改进增量法理论,荷载增量的准确计算是该理论是否应用于实践的关键点,荷载增量的计算中是否应考虑开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化释放的反力增量成为研究焦点,而对土体弹性抗力的影响因素却少有研究。鉴于此,本文在计算荷载增量时,综合考虑位移土压力及开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化的影响,提出了更符合工程实际的增量计算方法。结合工程实例,编制了MATLAB计算程序,将其所得结果与未考虑前进行了对比,并进一步采用有限元软件PLAXIS对工程实例进行模拟,验证了此方法的合理性,结果表明本文提出的基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算方法是合理、可行的。最后对影响土体弹性抗力的两大因素——土体黏聚力c与内摩擦角φ,通过控制变量法分别进行了讨论分析,结果显示随着土体黏聚力c或内摩擦角φ的减小,桩身位移呈现逐渐增大的趋势,但最大位移都在基坑变形允许的范围内。

深基坑桩墙支护结构数值分析实用方法

研究了将深基坑桩墙支护结构视为弹性地基梁的数值分析方法 ,推导了采用“混合结构力学法”求解该问题的基本力学方程 ,提出采用“荷载增量法”模拟深基坑开挖施工的全过程 ,简要介绍了笔者多年来开发应用的深基坑桩墙支护结构设计软件系统PW’98。

SMW支护结构分析

SMW支护结构具有防渗性能好,构造简单,施工速度快,不影响周围环境,工程造价低等优点。根据多层支撑挡墙结构的常用分析方法,结合镇江市新河桥泵站基坑支护工程,论述了各种分析方法对SMW支护结构的适应性。

地铁车站端头井围护结构施工状态的数值分析

针对某地铁车站端头井围护结构,采用弹性地基杆系有限元计算模型和荷载总量法理论,用通用程序ALGOR,分析计算车站端头井围护结构在基坑开挖、回筑阶段每一工况的内力和变形,计算结果显示:①开挖阶段,围护结构最大变形发生在开挖面附近,支撑轴力随基坑开挖深度增加而增大;②回筑阶段,围护结构变形变化较小,随着支撑拆除,剩余支撑轴力逐步增大;③在围护结构施工过程中,其开挖侧最大弯矩出现在开挖阶段,迎土侧最大弯矩出现在回筑阶段,各道支撑最大轴力出现在回筑阶段。

基坑支护的静力反算模式

提出通过附加应力计算基坑支护问题，给出了土体中的静力反算关系式，考虑开挖前原位土体中应力作用以及地面堆载、基底开挖卸载的影响，建立平面有限元法及土抗力法计算的静力反算荷载模式。结合实例计算，说明方法可供实践参考应用。