Midas数值模拟在《建筑结构》课程中的应用探索

建筑结构课程是高职高专建筑技术专业学生的必修基础课程,该课程涵盖大量的课程实验,在缺乏试验条件,教学课时精简,实践环节被空前重视的条件下,为了顺利完成实验,本文借助Midas结构有限元分析软件,将数值模拟引入建筑结构课程教学中,使构件和结构的受力特点和破坏形态在课堂上生动地展现出来,激发学生的学习兴趣和创新能力,提高教学质量。

基于Midas/GTS数值模拟的某边坡土钉支护设计方案优化

文章以某深基坑边坡支护设计方案为依托,结合相关规范和资料,借助Midas/GTS软件数值模拟分析计算的优势,分别从土钉的竖向布置和水平向布置形式对原支护设计方案进行分析和优化,最终根据计算结果选定最合理的支护设计方案。

基于Midas/GTS数值模拟分析的某改建道路边坡支挡设计

某二级公路改建工程中有一半挖半填路段需作结构物支挡设计,文章以抗滑桩和挡土墙支挡的设计方案为基础,运用Midas/GTS二维数值模拟对两方案进行分析和对比,最终选定了最优设计方案,为类似工程设计和施工提供建议和参考。

基于MIDAS梁柱式桥梁防护棚架的变形稳定性——以石龙司马河特大桥为例

基于MIDAS Civil软件建立梁柱式桥梁防护棚架模型,对梁柱式防护棚架在自重、温度荷载、外加活载及外加恒载四种不同荷载作用下的工作状态进行模拟,分析其强度、变形及稳定性情况,验证梁柱式支架方案应用在防护棚架的实用性。结果表明,梁柱式防护棚架能够及时为桥梁提供稳定防护作用,计算得到钢管立柱、横梁、分配梁等构件的强度均满足要求;支架的整体稳定性以及钢管柱的局部稳定性均能满足要求。根据研究结果提出相应的优化措施和建议,为桥梁防护棚架的设计、施工和维护提供理论支持和实践指导。

项目基坑支护数值模拟分析研究

研究通过现场监测值与模拟值分析总结发现,地表沉降中最受影响的位置是靠近基坑的位置,但在理论影响范围外,仍会对地表造成一定影响;基坑顶部竖向位移变化均匀,水平位移变化向基坑内侧移动,且该基坑整体水平位移变形较小;锚杆轴力分布是非均匀分布的,接近锚固段根部的位置,其受力几乎为零,基坑坑壁中部轴向受力大于两侧的轴向受力。

近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数数值模拟研究

基于甘庄煤矿近距离煤层巷道锚杆锚索联合支护参数设计,从近距离煤层巷道围岩实际及本矿巷道支护现状出发,采用MIDAS/GTS数值模拟,分析了近距离煤层巷道围岩位移、应力分布及破坏范围;研究了不同因素对巷道围岩变形与破坏的影响,设计得出合理的支护参数,进而提高锚杆锚索联合支护参数设计的科学合理性及实用可靠性,进一步发挥锚杆支护技术的潜力,为近距离煤层巷道支护提供理论依据及技术支持。

基于Mathews法与Midas/GTS的采空区稳定性分析

空场法回采矿产资源后形成的大量采空区群给托库孜巴依金矿的生产安全带来了严重威胁,因此有必要通过科学手段研判采空区的稳定性,为不同采空区的充填优先级提供理论依据。利用矿山数据和采空区扫描仪确定采空区的大小和形状。根据Mathews法计算出托库孜巴依金矿井下各个采空区稳定性指数N,得到采空区容许形状系数,通过对比实际形状系数与容许形状系数,确定采空区稳定性。结果表明,401、402下、403下、405、406、407、408、409、411、302-2、303等采空区实际形状系数大于容许形状系数,处于不稳定状态。通过Midas/GTS进行数值模拟研究,将采空区充填前后周围顶板及间柱的应力、位移及塑性区变化进行对比,结果表明,充填采空区可以明显改善采空区周围应力状态,减少围岩与覆岩的塑性区和竖向位移,尤其是使地表位移降为0。

近距离煤层巷道支护参数数值模拟研究

基于巷道支护实际情况,通过MIDAS/GTS数值模拟计算,分析近距离煤层巷道围岩位移、应力及破坏范围分布,支护体受力状况;通过不同支护参数对支护效果的影响确定出合理的支护参数,为近距离煤层巷道支护提供理论依据及技术支持。

动载下冻土区温度变化对桩基受力影响数值分析

为了研究温度变化对冻土区桩基础在地震荷载下特性的影响本文运用MIDAS/GTS有限元数值分析软件讨论了地震作用下不同温度对单桩基础受力性能的影响,并通过数值计算得出不同模型状况下的特征值、相对位移和弯矩曲线,并与实际值进行对比分析。结果表明,地震下温度升高会使桩基础反应变大,桩基础更容易失稳破坏。

水泥稳定风积砂碎石基层的试验研究与模拟

为解决在干旱缺水的彰武地区修建通村油路时基层配比和路面结构选定的问题。通过室内土工试验,初步选定了基层混合料的最佳配合比;通过分析试件破坏机理,利用MIDAS/GTS软件对路基路面结构进行模拟分析,求出了路面在标准荷载作用下最深处竖向位移达3.14×10^(-4)m,满足弯沉值的规范要求,进一步验证了基层结构的合理性。最终确定基层混合料的最佳配合比为水泥∶风积砂∶粗粒径(20~40mm)碎石∶细粒径(5~10mm)碎石=5.5%∶38.5%∶32.0%∶24.0%,提出水泥稳定风积砂碎石可作为路面的基层,同时判定基层试件的破坏形式为脆性破坏且具有弹性特质,并得到适合彰武地区较理想的路面基层的结构型式。

考虑多因素的深埋管线施工对临近地铁影响分析——以龙泉驿区玉竹路为例

随着城市交通网络的密集化发展,新建管线工程与已建地铁线路之间的相互影响愈发凸显。以龙泉驿区玉竹路道路管线铺设工程为例,通过风险评估和数值模拟,评估风险等级,模拟开挖卸载后地铁隧道结构的响应,揭示了管线开挖卸荷后地铁隧道位移、应力分布及稳定性的影响规律。结果表明,管线开挖作业对邻近地铁设施产生显著但可控的影响,表现为局部区域地面沉降、隧道轴向与横向位移增大以及结构内力重分布。基于研究结果,提出针对性的工程措施和建议,旨在降低管线开挖施工对临近地铁线路安全稳定性的影响。

基于改进BP神经网络的大断面隧道地表沉降分析

文章针对青岛地铁特殊地质的地表沉降问题,以地铁4号线错埠岭站台施工阶段为研究案例,采用基于Midas的数值模拟与BP神经网络相结合的沉降预测方法,建立地表沉降预测模型。该模型改进BP神经网络模型收敛速度慢、易陷入局部极小点的不足,避免数值模拟误差较大、精度不准、可靠性低等因素对分析结果的影响。采用后检差检验法对模型拟合结果进行检验,得出具有较好拟合能力和泛化能力的BP神经网络模型。应用该模型对地铁隧道施工段进行沉降预测,分析结果与实测数据具有相似沉降趋势。

断层破碎带软岩巷道支护技术

为软岩巷道过断层破碎带支护技术研究提供有效技术支撑,采用理论分析、岩石三轴压缩试验、围岩表面变形监测和MIDAS/GTS数值模拟,分析断层破碎带对巷道表面变形的影响.以红庆梁煤矿回3-1煤辅运大巷1088 m处断层破碎带为工程背景,提出将原矩形断面更改为直墙半圆拱形断面和锚网索喷+"U"型钢支架的联合支护方法.研究结果表明:选择断层核心区域的1个观测断面进行围岩表面变形观测,并与数值模拟结果进行对比分析,数值模拟结果与现场实际监测数据基本一致.施工至断层破碎带20 m范围内配合注浆对围岩进行加固,确保安全通过断层破碎带.

U型冲沟段大跨隧道盖挖施工方案

青风岭隧道洞身存在埋深-0.5~3 m,长度30 m的U冲沟段,为了保证隧道安全、经济、环保、快速的穿越浅埋段,同时保证护拱结构不被爆破冲击损坏,通过Midas数值模拟分析了护拱变形及受力特性,并增设隔震层、减振孔、控制爆破等措施,采用型钢混凝土护拱盖挖方案穿越。经过数值模拟与实际监控量测数据对比,验证了破碎岩质段浅埋大跨隧道护拱隔震层的有效性以及两台阶施工工法安全性,实现了浅埋段暗洞安全快速的施工与护拱结构的安全,保证了项目建设工期以及隧道浅埋段运营期的安全。

隧道预制薄型套拱接头力学性能研究

为研究隧道预制薄型套拱在不同接头形式下的抗弯性能,采用有限元分析法,构建了薄型套拱接头的三维有限元模型,分别探讨了不同工况下平接头和搭接式接头的力学性能。试验结果表明:两种不同类型接头的变化规律有着相似性,在正偏心距一定的情况下,螺栓所受的拉力增长率会不断增大,平接头抗弯性能优于搭接式接头。

坡体外形对松散堆积体路基上边坡稳定性影响分析

基于川藏公路南线(西藏境国道318线K3473+000~K4670+000和国道214线K1324+000~K1473+000)的实地调研成果,采用Midas/GTS建立边坡稳定数值模型,分析坡形因素即坡顶平台宽度、坡高、坡度、两级边坡对松散堆积体路基上边坡稳定性的影响。在改变单级边坡坡度和坡高的条件下,分析了松散堆积体路基上边坡安全系数及坡体应力、最大剪应变、坡体位移在坡中、坡脚处的变化趋势。模拟结果表明,分级边坡可以较明显地提高松散堆积体边坡的稳定性。相较于上级边坡坡度变化对于坡体安全系数影响而言,下级边坡坡度变化导致坡体安全系数变化更为明显。

土岩组合深基坑变形影响因素敏感性分析

随着我国城市地下空间的开发进入到新阶段,土岩组合深基坑工程越来越多,其基坑支护结构质量与施工安全息息相关。土岩二元地质结构的复杂性与基坑支护的多样性使得该种基坑的变形预测比较困难,所以针对土岩组合深基坑的变形影响因素敏感性研究有着重要的理论及实际意义。依托济南市某地铁车站土岩组合深基坑工程,使用MIDAS GTS数值模拟软件建立二维模型,结合现场实测数据,针对土层参数、支护桩参数,基于正交试验进行多参数敏感性系统分析,最终得到对试验指标(排桩最大水平位移)的影响度排名。