软土地基沉降蠕变-固结有限元分析及应用

对软土蠕变-固结特性、计算模型、模型数值求解法进行研究,采用改进的Merchant模型和参数确定方法,编制非线性黏-弹性固结模型有限元计算程序.利用该程序对深港西部通道一线口岸软土地基沉降计算进行蠕变-固结有限元分析.计算结果与实际观测资料比较吻合.     

多层超软土大变形固结的有限差分解

对一维大变形固结方程及固结系数进行了讨论，在此基础上建立了以位移为控制变量物质描述下单向大变形固结方程的有限差分法方程，对其初始条件和边界条件进行有限差分离散，对不同超软土层间的边界进行连续性处理，最后形成了多层超软土大变形固结有限差分解的非线性方程组，并对其采用迭代法求解，在此基础上编制调试了计算程序LSCFDM作算例分析，得到与实测数据相一致的结果。     

考虑固结流变的软土地基单桩下拉荷载计算

为研究大面积堆载作用下软土地基中单桩下拉荷载计算方法,基于非达西流动定律引入软土流变模型,建立了拉格朗日坐标系中考虑固结和流变共同作用下软土地基大变形长期沉降非线性计算模型.模型中考虑了固结流变过程中孔隙比与渗透系数随孔隙水的排出而发生变化.进而以荷载传递法为基础,重点研究了固结流变土体中桩土相互作用时界面抗剪强度的时间效应,提出了软土地基在大面积堆载作用下考虑非达西流动固结与流变耦合效应时单桩下拉荷载理论计算方法,通过假定桩顶变形进行迭代求解,获得了桩身下拉荷载分布与中性点长期变化规律.最后与传统固结计算方法进行比较,并分析了平均固结度、非达西流固结参数、流变参数以及堆载大小对下拉荷载变化的影响.研究结果表明,基于传统土体固结理论的计算结果偏于保守,考虑固结流变共同作用对单桩受力的不利影响极为必要.     

深厚欠固结软土悬浮桩复合地基固结沉降

沿海填土地区通常存在软土地基,其中软土层较厚,土壤欠固结现象普遍存在。这导致了诸如承载力不足、固结周期长、沉降量大等问题。为改善欠固结软土地基的低承载能力问题,依托珠海南湾大道悬浮桩地基工程,采用Flac3D有限差分计算软件建立复合地基模型,并将计算结果与短期监测数据进行比对,以验证模型的准确性。对深厚欠固结软土悬浮桩复合地基的沉降变形特征、孔隙水压力消散特征以及土体有效应力增长过程进行了研究。研究结果表明：模型的计算结果与监测数据基本吻合,数值模型能够准确反映饱和软土复合地基的固结和沉降特征,为深厚欠固结软土地基的道路施工提供了理论参考。     

卸载对软土伸长强度的影响分析

基于Hvorslev强度理论,以卸荷前应力状态为基准,推导了软土等向卸载后,土体处于类似超压密状态时卸载土体强度与卸载前正常固结土强度之间的关系式;采用太沙基一维固结理论,编制了内嵌固结计算的修正剑桥模型程序,分析不同卸载量、不同卸载固结时间、不同卸载级数对强度的影响,从而提供了全面系统分析卸载对软土伸长强度影响的方法,计算结果与试验数据对比,表明分析方法具有良好的可信度。     

堆山工程软土地基Biot固结的非线性有限元分析

本文在文献[1]、[2]给出的软土地基Biot固结的有限元构式及程序基础上,对某大型堆山工程分级加荷施工过程中,软土地基的固结变形,附加应力及超孔隙水压力分布,塑性区的开展等进行了弹性非线性有限元的计算分析,得出了在理论和工程应用上一些有意义的结论。本文的计算方法和结果,可供工程技术人员在类似工程的初步设计时借鉴和参考。有些内容尚可进一步研究和探讨。     

指数形式渗流定律下软土一维大变形固结分析

在土中渗流遵循指数形式渗流定律下,假定土体压缩系数和渗透系数在固结过程中均保持不变,在拉格朗日坐标系下,以超静孔隙水压力为变量,建立软土一维大变形固结问题的控制方程及求解条件.利用有限差分法,对计算模型进行求解,得到超静孔隙水压力的数值解答.在此基础上,对某时刻不同深度处土体孔隙比以及地基沉降变形进行求解,并据此给出按变形定义的地基平均固结度和按应力定义的地基平均固结度的解答.最后,结合实例分析了渗流指数对大变形固结性状的影响,分析了基于指数形式渗流定律的软土一维大、小变形固结理论的区别,给出了基于指数形式渗流定律的软土一维固结问题中必须要考虑大变形特性的条件.     

真空动力固结饱和软土地基非线性固结解析解

为了更深入研究饱和软土地基真空动力固结机理,基于有限应变理论建立了考虑多种因素影响的真空动力固结饱和软土地基非线性固结方程,并通过变量代换和分离变量求出方程解析解,研究结果表明:按照沉降和孔压定义的软土地基平均固结度结果差值受大变形时间因数影响明显,呈现出先增大后缩小特征,且在任意时刻饱和软土地基沉降发展速率明显快于超静孔压消散速率;计算解同室内试验结果变化趋势基本一致,表明了非线性固结方程的合理性,且动力固结和真空降水时间间隔不宜超过1 d。     

软土地基固结的三维数值模拟

结合Biot三维固结理论运用有限元分析程序ADINA对软土地基的固结进行分析计算,地基土体采用弹性—理想塑性Mohr-Coulomb本构模型,计算中考虑侧向变形及空间渗流的影响,通过秦沈客运专线路堤断面实例的分析,计算数值与实测数据吻合较好。     

基于固结理论和蠕变模型的软土固结蠕变理论

通过分级加荷的方式对天津滨海新区经过真空预压处理后的软土进行一维压缩蠕变试验.根据试验所得到的成果,在Terzaghi一维固结理论的基础上,用修正的Singh-Mitchell经验蠕变模型建立了一个新的一维固结微分方程.该方程以一维压缩蠕变试验中所获得的土体力学指标作为计算参数,考虑了软土在主固结阶段结束后所产生的蠕变变形.利用该方程对不同深度和不同应力水平下的试样进行固结和蠕变计算,计算结果与试验结果很接近,表明该方程能够充分反映软土的应力、应变和时间的关系,适用于天津滨海新区的吹填软土地基.     

特殊配筋小跨高比洞口连梁的有限元模拟

已有试验研究表明,对角、菱形混合配筋的小跨高比洞口连梁的抗震性能优于普通配筋连梁,是一种比较理想的配筋方式.由于这种小跨高比连梁属于非伯努利区,正截面受力不符合平截面假定,传统的弯曲理论已不再适用,为此,通过运用非线性有限元程序进行模拟分析,对连梁内部钢筋的应力分布规律与试验结果进行了对比,确认了所用非线性有限元分析程序模拟这类连梁钢筋应力分布规律的有效性.     

考虑蠕变的约束钢梁抗火性能分析方法

高温和荷载共同作用下钢材产生明显的蠕变变形,对钢结构在火灾下的变形和受力性能产生较大的影响。在约束钢梁抗火性能分析中考虑蠕变的影响,引入钢材的高温蠕变模型,通过考虑蠕变产生的钢梁截面应变,建立考虑钢材高温蠕变影响的约束钢梁分析理论,并利用MATAB编写了计算机程序。采用该程序计算了火灾下约束钢梁的约束轴力和跨中挠度,计算结果和试验数据吻合较好。采用验证后的程序进一步分析了蠕变对简支钢梁和约束钢梁抗火性能的影响。研究表明:提出的分析方法可以准确考虑蠕变对钢梁抗火性能的影响;蠕变效应对简支钢梁耐火极限影响较小,而对约束钢梁影响较大。     

矩形板动力刚化有限元分析

在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数（阵）,以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式,利用几何非线性的应变－位移关系式,在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数,在此基础上,根据Ｋａｎｅ方程,运用模态坐标压缩,并采用适当的线性化处理,得到了包含动力刚度项的线性动力学方程,针对矩形板编制了动力刚化有限元分析程序,仿真算例证明了理论和算法的正确性。     

湖南省湘西州某红层边坡稳定性分析及加固措施

为了研究泸溪县兴隆场镇总管村2组都岚山红层滑坡稳定性,采用Geo-Studio软件对其安全系数和内部应力应变情况进行分析.分析结果如下:利用Sigma/W模块发现该红层边坡在坡脚和坡顶中下部存在水平应力集中现象,水平应变分布则是两端大中间小,体积应变表现为边坡上缘应变较大而下缘较小;将Sigma/W分析结果导入Slop...     

红砂对荒漠盐化土适应特征

以阿拉善左旗锡林高勒地区红砂（Reaumuria soongorica）及其生长土壤为研究对象,通过常规离子含量测定法、电镜制片及观察、氧化酶活性测定、MDA、脯氨酸含量测定及模糊数学函数分析,探讨红砂对荒漠盐化土的适应特征,得出如下结果：锡林高勒土壤环境均呈碱性.全盐含量在3.0-7.0ɡ·㎏-1之间,pH8.0-8.25,电导率为1.6-5.9ms·cm-1.红砂叶片肉质化,叶、茎表面具有盐腺、气孔器和表皮毛,叶表皮的盐腺密度较大,在1 mm2的表皮中,具有盐腺16-17个.红砂的根、茎、叶含有Na＋、K＋、Ca2＋和Mg2＋等离子,与根系生长土壤环境中的阳离子组分一致.红砂植株不同部位的各种离子含量的基本趋势均是：根〈茎〈叶,其中阳离子K＋含量较高,Na＋离子的含量相对低些,Mg2＋、Ca2＋含量更低.不同株型的红砂叶片均属于中抗型,在不同株型间超氧物歧化酶（SOD）、游离脯氨酸（pro）的含量无显著差异（〈0.05）,丙二醛（MDA）的含量大株与小株、中株有显著差异（P〈0.05）,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的含量均呈小株与大株、中株有显著差异（P〈0.05）.红砂叶片中MDA、SOD和CAT的含量均为大株〈中株〈小株;POD的含量为中株〈大株〈小株;pro的含量为大株〈中株〈小株.     

三辊减径过程中的变形场

采用基于Ｕ．Ｌ法的三维弹塑性大变形有限元理论，建立了孔型函数与产品断面形状设计的一体化分析模型；深入分析了无缝管三辊减径时在近似椭圆孔型约束下单道次轧制时的瞬态应变场；在微机上实现了大型有限元分析及图形处理，为产品工艺参数及孔型设计参数提供分析依据．     

用四边形平面应力单元进行平面梁的几何非线性分析

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵,在此基础上编制了相应的有限元程序.为了验证其正确性,用在悬臂端作用有集中力的平面悬臂梁来进行校核.计算结果表明,随着单元网格的加密,计算值越来越趋近于解析值,且计算值对单元形状的改变不是很敏感.由此说明所推导的四方形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵是正确的,在类似问题的分析中有一定的参考价值.     

基于相对自由度壳的非线性动态分析

为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题 ,针对16节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成 ,不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。利用 Hu- Washinzu变分原理 ,采用拟应变法 ,对应变场另行假设 ,能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入 Wilson非协调模式 ,构造了大变形情况下的拟应变场表达式 ,给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。算例表明 :该文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式 ,能够解决壳的弹塑性大变形动力分析问题     

上海临港砂质粉土硬化土小应变模型参数研究

硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排水剪切试验,三轴固结加卸载试验,固结试验以及共振柱试验,获得上海临港地区浅层砂质粉土的硬化土小应变本构模型的试验参数,包括土体的初始剪切模量、土体强度参数和加卸载模量等。将试验结果与已有文献的相关数据进行对比分析,试验结果可为上海地区浅层砂质粉土的深基坑工程数值分析提供参考数据,具有工程参考价值。     

有初始缺陷的结构非线性分析(英文)

本文在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上,把初始缺陷视为初始位移,推导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程。可用于分析缺陷对结构非线性弹塑性反应的影响,也可用于带缺陷的非线性问题求解及稳定性分析。文中给出的算例表明本方法是可行有效的。