有限元计算中土的变形模量取值探讨

为修正均匀介质的弹性理论计算变形模量的误差,使用ANSYS软件建立两种有限元计算模型,一种模型为完全均质地基模型,即与Boussinesq、Mindlin弹性理论相吻合的计算模型,另一种为荷载作用在刚性压板上的浅、深层平板载荷试验模型。然后根据具体算例进行对比分析,探讨有限元计算中土的变形模量取值。分析结果认为:在有限元或以弹性理论为基础的地基变形计算中,以浅层平板载荷试验计算得出的变形模量值,应再乘以1.079~1.157的系数计算土的变形模量;以深层平板载荷试验计算得出的变形模量值,应再乘以1.389~1.409的系数计算土的变形模量。

深层平板载荷试验变形模量计算公式推导

基于Mindlin弹性理论位移解,对深层平板载荷试验变形模量的计算公式进行了系统的推导和阐述,得出以下结论:(1)Mindlin课题下半空间体表面的竖向位移解等于Boussinesq课题下深度c处的竖向位移解;(2)当荷载作用深度与荷载圆半径之比m固定时,荷载圆中心点处的计算系数I和边界处的计算系数I均随着泊松比μ的增大先增大后减小,而I/I却正好相反,两者的极值均出现在μ=0.3左右;在固定的μ值下,Ⅰ_(0)、Ⅰ_(a)和Ⅰ_(0)/Ⅰ_(a)均随着m的增大而减小;当m值由10变化至15时,由Mindlin竖向位移解推导出的荷载圆面积中心点处的沉降为边界处沉降的1.44~1.46倍;(3)深层平板载荷试验由于存在开口效应,其理论模型并不严格等同于Mindlin课题,文章推导出来的计算结果可视为理论解析解的下限解;(4)文章推导出的综合计算系数ω值比规范提供值小,当承压板直径与试验深度之比d/z固定时,其偏差随着μ的增大而增大,而当μ固定时,其偏差随着d/z的减小而降低。该文系统地解答了有关深层平板载荷试验中变形模量计算公式的来源问题,对相关学者全面的了解此类问题有一定指导和借鉴意义。

变参数土层中单桩水平动力阻抗的简化计算

给出一个求解变参数土层中单桩水平动力阻抗的简化计算方法 ,即把变参数土层等效为均匀土层 ,把变参数土层中单桩水平动力阻抗的计算转化为均匀土层中单桩水平动力阻抗的计算 .算例表明 ,选取合适的等效权函数 。

压缩模量E_S公式化处理及在桩基沉降计算中的应用

勘察阶段土的变形模量一般通过建议值和e^p曲线两种方式提出,本文通过实际工程案列,提出在勘察阶段对e^p曲线进行公式化处理的步骤,及需要提供的两个重要数值,常数A及e^logp曲线斜率的倒数C_c。提出了修正后的E_S-P关系式,并对关系式及在mindlin桩基沉降公式中的应用进行了探讨。

岩体工程中三维变弹模光弹性应力计算问题

根据光弹性实验原理,本文提出了岩体工程中变弹模光弹性实验的主要计算公式。同时还对变弹模三维光弹性应力计算问题进行了讨论。本文对于非均质岩体工程的变弹模光弹性实验计算有着一定的参考意义。

一种大直径扩底桩的沉降计算实用方法

根据大直径扩底桩桩端应力的分布特征,利用Mindlin基本解推导了扩底桩桩端沉降计算公式,并给出了沉降影响系数。公式中桩端持力层土体的变形模量用深层平板静力载荷试验测定,但深层载荷试验有时难以实现。为此根据收集的扩底桩工程实测沉降和原型扩底桩静载试验结果,建立了工程中常用的压缩模量与变形模量间的关系,并给出了两者的换算关系。大量的工程实测表明,得出的扩底桩沉降计算公式是实用的。

用无网格法计算平板弯曲问题

根据变分原理，采用罚函数法满足本征边界条件，得到了平板弯曲计算的无网格法控制方程，并应用于弹性板的计算中。算例表明该方法适用性强、精度较高，可以同时适用于薄板和厚板的计算。

流变荷载试验曲线的模型识别及其应用

基于粘弹性理论,建立了流变荷载试验的Maxwell、广义Kelvin和Burgers3种流变模型的位移反演模式,并给出了根据现场试验流变曲线进行流变模型识别的简便方法。分析了岩体流变荷载试验曲线,给出了能反映试验区域内岩体变形规律的最佳流变模型,反演获得了试验区域内岩体的瞬时弹性模量、长期弹性模量、粘弹性模量和粘弹性系数。结果表明,描述试验点岩体在不同荷载级别情况下的最佳流变模型均为广义Kelvin模型,但其弹性模量有所差异,其量值范围为4194～5235MPa,平均弹性模量为4900.316MPa;平均长期弹性模量为3081.65MPa。计算表明所建立的反演公式是正确的,模型及参数识别过程简便、实用。