五强溪水电厂底孔密封性能仿真模拟研究

针对水电站闸门水封存在密封性能在运行过程中裂化、密封性能预测困难、水封更换时螺栓预紧量的确定缺乏理论依据等问题,提出基于多元线性回归的螺栓预紧量补偿模型。结合工程实例,通过Ogden公式建立方头P型水封橡胶超弹性本构模型,建立复杂工况下水封密封结构非线性有限元计算模型。基于Ansys计算了4种影响因素下的水封接触应力,分析了多种影响因素与水封密封性能之间的独立影响和综合影响规律,在有限元分析的基础上,基于多元线性回归建立了接触应力计算公式,构建了螺栓预紧量补偿模型,实现了水封密封性能反演和螺栓预紧量补偿计算。结果表明,基于螺栓预紧量补偿模型得到的接触应力与预期值的平均相对误差为7.6%,最大相对误差为16.9%,模型能够实现在水封安装工况改变时对螺栓预紧量进行修正,从而得到预期水封密封性能,为实际工程中水封结构的设计、安装提供了可靠依据。

土体强度折减对海上升压站结构抗震设计的影响

通过有限元非线性时程分析,对比API规范法与考虑土体强度折减作用后某海上升压站桩基及上部平台结构的水平向应力与变形等主要设计指标,结果表明,考虑土体强度折减后,土体对于桩基的水平向约束力减弱,单桩的变形与受力均出现大幅增加,且上部结构的整体水平运动特征更为显著,使用API规范计算上部平台结构的应力结果偏保守,建议在海上升压站的桩基础设计时根据场地土的特性选取土体强度折减模型并着重校核桩基础的关键设计指标。

混凝土重力坝整体结构安全评价

为了突破当前重力坝评价体系中只着眼于独立坝段而忽略整体作用的趋势,以国外某工程中的混凝土重力坝为例,建立重力坝全坝段有限元分析模型。考虑混凝土材料、地基岩体的动力非线性特性,采用接触非线性单元模拟不同坝段之间的横缝状态;通过对不同坝段坝体的位移、应力的计算和分析,研究坝体在不同荷载工况下的静动力响应、屈服特性与破坏模式,对重力坝全坝段的安全性能作出整体评价。研究采用的评价方法成果合理有效。

坡膛结构变化对弹带挤进过程影响的研究

基于弹塑性有限元接触理论,引入了弹带材料的初始损伤及累计损伤模型,对弹带挤进、冲击坡膛的过程进行了理论分析,建立了弹带挤进、冲击坡膛的显式非线性有限元模型。对在两种不同结构坡膛条件下的弹带挤进过程进行分析计算,得到了挤进过程弹丸及弹带的动力学响应,并通过计算分析了坡膛结构变化对挤进冲击力的影响,揭示了坡膛裂纹的形成机理。

隧道施工中洞口边仰坡稳定性三维有限元分析

文章以云南思小高速公路麻地河1号连拱隧道为例,首先结合其地形、地质条件,建立了三维弹塑性有限元模型,动态模拟了此隧道上下台阶法开挖过程。同时采用强度折减法分析了隧道在施工过程中边坡的稳定性情况,得出了坡体的安全系数随施工的进行逐渐减小,最后趋于稳定的结论。最后简要分析了边坡的破坏失稳机理,提出需加强观测以及采取一定加固措施的建议。

土工格网处理填挖交界路基非均匀沉降的机理分析

研究了采用层铺土工格网处理填挖交界路基非均匀沉降的机理 ,通过非线性有限元计算分析 ,结合现场沉降观测、FWD弯沉检测 ,论证了土工格网处治填挖交界路基非均匀沉降的合理性。结果表明 ,层铺土工格网可以有效地提高填土抵抗变形能力 ,改善路基沉降的非均匀性 ,不失为一种有效解决填挖交界路基非均匀沉降的方法。

直埋式蜗壳三维非线性有限元静力计算

直埋式蜗壳具有明显的优势,但在我国迄今尚无实际的工程应用。三峡右岸电站15#机组蜗壳拟采用直埋式方案,蜗壳结构的可靠性、机组运行的稳定性等都需得到数值计算和模型试验的验证。为此,本文运用钢筋混凝土弹塑性断裂损伤模型对该蜗壳结构进行了三维非线性有限元分析,得到了钢材的应力、混凝土损伤范围、混凝土裂缝宽度和结构位移。计算结果表明,直埋方案从强度上可以保证蜗壳结构的安全,若能采用适当的工程措施,将混凝土裂缝宽度限制在规范限定的要求以内,那么三峡右岸电站15#机组蜗壳采用直埋方案是完全可行的。

盾构近接隧道施工力学行为分析

在地下工程近接施工中,新建结构物的施工会改变既有结构物的受力状态,从而对既有结构物产生各种不利影响。由于新建结构物的受力模式不同于半无限体或无限体中修建单一洞室的一般状况,其初始应力场往往经过多次扰动,施工时将再次进行扰动,表现出极大的变异性。通过三维仿真计算,模拟了盾构机上作用3种不同推进力时对既有运营隧道变形和主应力的影响,以对是否加固既有运营地铁隧道给出建议,同时对最大推进力作用下随着盾构隧道的开挖对既有地铁隧道轨底倾斜度的影响进行了分析。分析计算得出的结论对于盾构隧道设计和施工有一定指导意义。

土工加筋材料处治填挖交界路基非均匀沉降设计方法研究

为了解决填挖交界路基非均匀沉降 ,在填土中分层铺设土工格网等土工加筋材料 ;通过非线性有限元计算分析 ,结合现场沉降观测、FWD弯沉检测 ,研究了土工格网处治填挖交界路基非均匀沉降的机理。在此基础上 ,根据理论分析 ,提出了土工加筋材料处治填挖交界路基非均匀沉降的设计方法。

重力坝深层抗滑稳定研究

对地质条件复杂的某重力坝工程挡水坝段,以非线性有限元法进行静力荷载作用下的深层抗滑稳定研究,揭示了由于基岩内部软弱结构面的存在和变形而使地基逐步破坏并导致坝体和地基最终失稳的机理。与刚体极限平衡法分析结果相比较,指出后者的局限性及其原因。同时建议对将发生大变形为滑裂体提供运动空间的软弱带直接进行加固,这一措施可有效防止重力坝的深层抗滑失稳。

超强地震作用下拱坝的损伤开裂分析

本文根据混凝土抗拉软化特性,基于混凝土塑性损伤模型,分析了大岗山双曲拱坝在超强地震荷载作用下的损伤开裂。研究采用非线性有限元的精细网格,考虑横缝非线性效应,应用时域方法分析了高拱坝在超强地震作用下的开裂形式以及损伤随着地震时程的发展情况。研究表明,拱坝在0.56g(PGA)超强地震荷载下坝体中上部梁向损伤指数达到0.9,拱坝该部位可能发生损伤开裂。同时由于损伤使坝体刚度下降导致坝顶位移与横缝开度显著增大,如横缝开度最大由16.2mm增大到36.8mm,因此需要考虑采取坝体抗震加强措施。

海洋工程中桩身自由站立稳定性影响因素分析

由于海洋工程中的钢管桩具有直径大、桩壁薄和超长的特点,桩的自由站立稳定性分析是桩基设计的重要组成部分。结合海洋工程的设计实例,借助三维非线性有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,研究了桩身倾斜度、支撑情况以及水平荷载等因素对桩身自由站立稳定性的影响规律,并将线性分析方法和非线性分析方法得到的结果进行了比较。

S型铺管中上弯段管道受力研究

在使用S型铺管法铺设海底管道过程中,位于托管架上的管道(简称为上弯段)因受到较大的张力、弯矩及托管架的支撑反力作用,容易发生局部屈曲破坏。文中将托管架简化为连续型和滚轮支撑型两种,对连续型托管架上的管道进行了理论研究,并利用非线性有限元方法模拟了滚轮支撑作用下海底管道的受力状态。然后以12英寸管道为例,将两种托管架上的管道应变分布进行了对比。结果表明在连续型托管架上管道应变是一条直线;而滚轮支撑托管架上应变为波浪线,在滚轮作用处较大,滚轮之间较小。而且,应变随着张力的增大而增大,随托管架半径的增大而减小。

老路拓宽差异沉降计算的研究

通过分析老路拓宽差异沉降的研究现状 ,指出了目前计算方法的不足 ;结合通用有限元程序ANSYS ,运用DP材料来模拟土体的非线性 ,对老路拓宽工程进行了非线性有限元分析 ,总结了差异沉降的规律 。

大型水电站垫层蜗壳结构仿真分析

本文应用有限元程序ANSYS,对某大型水电站垫层蜗壳钢衬-钢筋混凝土结构进行三维非线性有限元分析,钢蜗壳与外围混凝土之间按常规共结点和滑移接触两种方案分别进行计算,分析比较两种方案中钢蜗壳和钢筋的应力分布、裂缝开展范围与宽度等,验证接触非线性模型的合理性,为更精确地进行水电站垫层蜗壳的设计提供依据。

水布垭地下厂房开挖施工过程的数值仿真分析

采用三维非线性有限元方法对水布垭电站地下厂房开挖施工过程进行数值模拟分析,数值仿真分桥采用MARC软件。主要包括以下内容:开挖的数值模拟,非线性求解,有限元计算,计算成果的位移分析,应力分析和屈服区分析等。研究整个开挖过程中围岩及洞面的变形状态,应力状态,屈服区分布以及洞室群的整体稳定性,为施工提供依据。

面板堆石坝有限元仿真计算及参数敏感性研究

回顾了面板堆石坝仿真计算中各类材料的本构模型.结合某抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝,运用三维非线性有限单元法对其进行了坝体施工和库水蓄降的仿真模拟计算,预测了各时期坝体和防渗体系的变形和应力.并对计算模型的主要参数进行了敏感性分析,其中参数K,Rf和φ0对坝体位移有较大影响.

ABAQUS在大体积钢筋混凝土非线性有限元分析中的应用评述

本文首先对大型通用有限元软件ABAQUS在大体积混凝土有限元分析中的应用进行了评述,着重从混凝土的非线性本构关系和破坏准则,受拉开裂后的行为,钢筋的本构关系,非线性方程组解法等方面论述;然后结合三峡水电站引水管道模型试验资料,进行钢筋混凝土非线性分析,并与试验结果对比评述,论证软件的实际应用能力。

基坑深度、墙体长度、墙体插入深度对高层建筑深基坑开挖变形的影响

利用非线性有限元方法 ,研究了基坑深度、墙体长度以及墙体插入深度对深基坑开挖变形的影响 ,具体研究了墙体侧向挠度、地表沉降和坑底隆起的变化。提出了具有实际工程意义的某一步段下基坑的最大开挖深度。

高压透水隧洞工作机理探讨

在考虑高压隧洞透水特性的基础上,详细推导了简化厚壁圆筒结构的弹性力学计算公式,阐明了高压隧洞的工作机理,同时采用水工隧洞设计规范和非线性有限元方法进行复核,认为考虑渗透体力作用的配筋方案可以作为控制方案.