不同群桩沉降计算方法在崇明岛水闸工程中的应用分析

分别根据设计规范中主要推荐的等代墩基法、依据Mindlin解的Geddes法及等效作用分层总和法计算上海崇明老滧港南闸的群桩沉降,并与实测成果对比分析,结合各计算方法的特点,验证了各方法在本地区的适用性,最终证明等效作用分层总和法的计算成果与实测结果最为接近,但各方法的沉降计算成果都比实测值偏大。

基于附加质量理论模型的心墙砾石土密实度求解

坝料密实度控制是土石坝心墙填筑质量控制的关键性指标,当前中国西南地区高坝心墙料普遍采用砾石土或掺粒土,传统坑测法测试密实度耗时耗力,而附加质量法目前主要用于堆石料密实度检测,对于心墙料还较少应用。基于附加质量理论模型,提出了一种新的数字量板构建方法。首先基于堆石体上每个测点的测试参数,通过公式计算建立密实度和测试参数的对等关系,得到理论量板;然后通过构建参数对等图制作了两种不同的量板。通过对砾石土心墙坝料密实度进行计算并和坑测法结果对比,验证了此方法的有效性。新的方法计算简便,参数对等灵活,与之前的数字量板相比,具有量板容易扩展、测试范围更广等优点。

加筋土计算中等效附加应力法的改进

等效附加应力法的基本思路是把加筋土中筋的作用等效成外力加在土骨架上,取加筋土中的土体进行计算。这种方法能够适用于纤维加筋、分层加筋和土钉墙等不同情况,且能够克服一般复合材料方法中复合材料本构模型难以建立,和把筋土分开考虑的方法中接触面单元过多的弊病。但以前的等效附加应力法需要迭代计算,这给有限元编程带来困难,而且不利于已有程序的改编。对等效附加应力法进行改进,只要在原有土的弹性矩阵或弹塑性矩阵中加上一个附加矩阵就可以直接求解。这就使得不需要迭代就可以直接应用等效附加应力法进行加筋土计算,大大简化了编程难度,改进方法的提出有助于等效附加应力法的推广应用。

一个加筋复合土体的本构关系

本文将加筋复合土体视为一种近视的横观各向同性体,引入摩擦等效附加应力的概念来模拟土与加筋体之间复杂的界面作用,充分考虑复合土体的各向异性以及土工合成材料的受力变形特点,得到一个加筋复合土体的本构关系,在不同的受力和变形条件下应采用不同的计算公式,本模型可用于加筋结构的研究分析之中。

纤维加筋土计算方法的研究

纤维加筋土是一种三维加筋的复合体，无法分离出筋、土的界面作用关系，所以无法用考虑筋、土、界面三者相互作用的方法进行计算。把纤维加筋土当成复合材料进行计算，需要根据纤维和土的应力应变关系，通过理论推导或试验，建立加筋土复合体的本构模型，这种复合材料的本构模型往往比较复杂。本文提出的等效附加应力法可以利用已有的素土的本构关系模型，不需建立新的模型，能够简单方便地用于纤维加筋土乃至一般加筋土的数值计算。

加筋土的计算方法

简要介绍了国内外加筋土的设计计算方法．对加筋土的计算通常有两种思路，一种是把加筋土看成由土与筋材两种不同性质的材料组成，两者通过界面相互影响、相互作用；一种是把加筋土看成宏观上均匀的各向异性复合材料．但是第一种方法至少需要筋、土、界面三种本构关系模型和相应计算参数，当加筋层数较多时，计算处理的工作量较大．后一种思路的缺点在于复合材料是各向异性的，其刚度矩阵计算、方程求解都比较困难，而且它的各向异性复合材料参数也难以获得．为此介绍了一种新的数值计算方法：等效附加应力法．它的基本思路是把加筋土中筋的作用等效成附加应力沿筋的方向加在土骨架上，取加筋土中的土体进行计算．

冻土地区路基融沉变形对沥青路面结构的影响

采用有限元方法建立了路基发生融沉变形时沥青路面结构的轴对称计算模型,将融沉变形分别简化为二次曲线和余弦曲线,分析了融沉变形对最大拉应力点位的影响,重点讨论了融沉盆形状、半径、融沉深度等因素对沥青路面结构面层和基层最大拉应力的影响。结果表明:路基的不均匀融沉变形在路面结构面层顶面产生拉应力,成为面层破坏的主要原因;在基层底面产生较大的附加应力,将会造成基层开裂,因此在多年冻土地区的路面设计中应考虑附加应力的影响。

基坑开挖引起下卧地铁隧道变形的简化计算方法

基坑开挖将对周围土体造成应力扰动,打破地层的应力平衡状态,进而使下卧地铁隧道结构遭到不同程度的破坏。针对既有研究的不足,考虑地基土体的非均质性对作用于隧道上附加应力的影响,引入弹性层状半空间地基模型,建立基坑开挖对下卧隧道影响的两阶段分析法。采用Hankel积分变换得到作用荷载表达式,运用矩阵递推法,推导出层状地基中轴对称垂直荷载作用下土体竖向附加应力解。在此基础上,基于Winkler-Pasternak双参数地基模型将既有隧道视为Euler-Bernoulli长梁,建立隧道变形后的挠度平衡微分方程,采用有限差分法将方程简化并获得隧道纵向变形解析解。通过与Winkler地基模型对比,发现Winkler-Pasternak模型能体现地基弹簧的相互作用,计算结果更精确,而Winkler模型明显高估隧道纵向变形。结合有限元数值模拟和工程实例进行分析,证实所提出方法的有效性。研究成果为准确预测下卧隧道在基坑开挖卸荷作用下的变形提供了一定理论支撑。

基于FLAC^(3D)的加筋土计算方法对比研究

在对目前加筋土计算方法进行简要介绍的基础上,以河北某山区高速公路加筋路堤工程为研究对象,运用FLAC3D软件对加筋路堤的稳定性进行数值模拟分析和讨论.研究表明,现有的将筋土分开考虑的计算算法适用于加筋土的计算,且适用范围较广;将筋土作为整体复合材料考虑的计算算法由于假设偏离实际,且参数不易确定,不适合在工程设计中使用;等效附加应力法是一种新的加筋土计算理论,方法简单,是今后加筋土计算方法的研究方向.

基于变形模量的地基沉降的计算方法

通过探讨地基土自重应力对地基土体变形模量影响,采用原始积分法计算地基土的附加应力,将自重应力作用后的变形模量用于地基土附加应力作用时的沉降计算中,提出了利用分层总和法计算地基沉降的简化计算方法.通过工程实例的计算与分析,并与实测结果及其它方法计算结果进行比较,证明该方法简单可行,可准确计算地基沉降.

加筋土不同计算方法之间的关系

加筋土中筋材与土的关系与钢筋混凝土中钢筋与混凝土的关系类似。两者的计算方法也具有相似性。等效附加应力法根据附加节点力计算方法的不同分别对应整体式和组合式方法。钢筋混凝土中经典的整体式和组合式方法构成了等效附加应力法的理论基础。反过来,从等效附加应力的角度分析,虽然分离式、整体式、组合式3种方法的单元刚度矩阵不同,但在本质上其实是一致的,区别主要在于边界上等效附加节点力的分配有所不同。(整体式和分离式可看作是特殊的组合式。)等效附加应力法的思想揭示了3种方法内在的处理原理,并且能够用于解释3种方法计算结果异同的原因。借鉴接触面的研究成果,选择合适的应变比例系数计算方法,也能在整体式和组合式方法中考虑筋材和土的滑移情况。

基于EFG-FEM的加筋土数值计算方法

提出了一种基于EFG-FEM的加筋土数值计算方法。将等效附加应力法引入EFG中,提出了基于EFG的等效附加应力法。该方法中筋材的作用以附加应力的形式施加在土体上,并最终体现在附加刚度矩阵上。素土采用邓肯张E-v模型模拟其非线性特性,并将其应用于EFG中,提出了背景单元弹性矩阵的计算方法。最后,采用EFG-FEM数值方法计算一加筋土模型,将其与有限元的计算结果比较,证明本文方法具有较好的精度和计算效率。

粉喷桩与土工格栅联合加固技术有限元计算方法中的几个问题

本文就有限元方法中几个关键问题 ,针对粉喷桩与土工格栅联合加固技术加以分析 ,并选择了合理的计算模型和计算方法。

矩形面荷载下地基土平均附加应力系数计算结果比较

在计算地基土附加应力系数及平均附加应力系数时发现《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)表K.0.2中给出的平均附加应力系数存在一定的误差。采用了两种方法进行计算:一是借助于Matlab推导出平均附加应力系数积分式的结果显式表达式,从而代入公式对附加应力系数进行直接计算;二是基于积分式采取数值积分法求解。计算发现,当后者的积分步长足够小时,与前者所得结果十分吻合。给出了按积分结果显式表达式计算出的GB50007—2002表K.0.2的对应表。

泡沫轻质土换填路堤下地基沉降计算方法

为探究泡沫轻质土换填路堤的基底沉降变形规律,运用数值积分方法推导出泡沫轻质土路堤荷载下地基的竖向附加应力解析解,并结合分层总和法,提出轻质土路堤堆载下地基沉降的理论计算模型。以广连高速某泡沫轻质土路基工程为例,开展工程实例分析。研究结果表明:在泡沫轻质土路堤荷载作用下,地基的沉降理论值在水平方向上呈V形分布,路堤中心位置处的沉降量最大,越靠近路堤两侧,地基沉降量越小;换填轻质土能降低地基土的上覆荷载,有效降低路面的整体沉降。地基沉降理论值与现场实测数据较为吻合,验证了该沉降计算方法的合理性,可为轻质土路基的设计与施工提供参考。

软土地基不均匀沉降对路面结构影响分析

基于ABAQUS有限元软件,建立路基不均匀沉降下路面结构附加应力有限元模型,研究不同沉降模式下路面结构的应力分布。研究结果表明:路基侧向沉降与中心沉降模式下路面受力状态相反。表面层模量增加,面层表面拉应力增大,基层模量增大,各结构层应力均增大。中下面层厚度的增加均导致路表拉应力的增加,基层厚度增加引起各个结构层内应力的增加。不均匀沉降量的增加导致各结构层附加应力线性增长。

土工格栅加筋土结构设计方法研究进展

为展现加筋土结构设计方法的研究进展,对土工格栅加筋土结构设计方法中常用的极限平衡法和有限元法进行了具体阐述,并介绍了简单适用的加筋土结构设计计算方法--等代均质土坡法。探讨了加筋土结构设计方法的适用性和存在的问题,为加筋土结构设计提供了参考依据。

纤维加筋粘性土边坡的模型试验和计算分析

纤维加筋能显著提高粘性土的抗剪强度，并使之具有裂而不断的特性。介绍了纤维加筋粘性土和素土边坡的离心模型试验成果。试验过程中详细观察并记录了边坡的变形和破坏情况。也介绍了对纤维加筋土边坡的数值计算结果。

考虑应力梯度效应的多轴疲劳寿命预估方法研究

针对局部应力应变法在多轴缺口件疲劳寿命研究中未考虑应力梯度的问题,提出了考虑等效应变、非比例附加强化和应力梯度效应的多轴疲劳损伤参量。考虑剪应力和正应力梯度效应对材料疲劳损伤的影响,引入综合反映剪应力和正应力共同作用的等效应力梯度因子;基于Von Mises等效应变准则,结合Manson-Coffin方程,建立了一种考虑缺口件临界面上应力梯度效应的寿命预估模型方法,并且使用航空材料GH4169试件进行试验验证。结果表明,考虑应力梯度效应的多轴疲劳寿命预估方法的预测结果优于局部应力应变法。

颗粒材料的组构-应力关系与等效应力法

对已有各向异性本构模型的建模思想进行系统地回顾,指出组构方向性的刻画大都归结为组构-应力坐标变换问题。对于各向异性材料而言,沿不同方向的土骨架的有效承载面积不同,总应力需要以各组分实际承载面积为权重进行分配。通过引入变换张量,提出等效应力张量,使之可以综合地描述颗粒材料的各向异性水平、材料内部真实应力的大小以及组构-应力的方向关系。将颗粒材料的宏观各向异性视为细观尺度上各向异性应力作用在各向同性材料上的结果,以等效应力张量描述细观尺度上的各向异性应力,以已有本构模型来刻画等效各向同性材料的力学特性,提出对现有的各向同性破坏准则与本构模型进行"各向异性化"改造的一般性方法——等效应力法。以SMP准则为例进行"各向异性化"改造,通过与已有试验结果对比,验证了这种"各向异性化"改造的合理性和有效性。