考虑水平力作用的改进型文克勒地基模型

针时文克勒地基模型不能计算在水平力作用下的弹性地基梁的不足,提出了改进的文克勒地基模型．依据文克勒基本假定,考虑水平力对梁剪力和弯矩产生的影响,采用位移法推导出弹性地基梁梁单元劲度矩阵的修正项,形成可以用于计算承受水平力的弹性地基梁梁单元劲度矩阵,并编制了相应的有限元计算程序．计算表明,采用本模型计算承受水平力作用的弹性地基梁,可以进行合理的结构设计．     

桩锚支护体系下深基坑开挖过程有限元分析

基坑施工过程失稳因素多,危险性较大,因此在基坑设计和施工过程中必须考虑内力和变形的发展变化问题.运用PLAXIS软件对钻孔灌注桩+三重管高压旋喷(摆喷)桩+预应力锚索支护体系支护条件下深基坑开挖过程进行模拟计算,分析了基坑水平位移、竖直位移和围护桩内力,并与实测值进行比较.结果表明,利用有限元法可以很好地模拟各开挖工况,计算出基坑的水平位移和竖直位移,围护桩和锚索的轴力、剪力和弯矩,能够形象直观地反映基坑各工况下的受力状态.     

深基坑中大型环梁支护体系的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对某医院肿瘤中心深基坑工程的环梁支护体系进行三维非线性有限元模拟,土体模型采用了弹塑性的D-P材料模型,同时考虑围护结构与土体的相互作用。分析时把土体、围护桩和水平环梁支撑系统看成一个空间三维整体,在分步开挖的工况下计算基坑及其支护结构的变形情况。通过与现场实测数据的对比分析表明,利用ANSY分析模型进行环梁支护体系模拟分析是可行的,值得在工程中推广。     

地铁隧道开挖中地下管线的内力和变形分析

以Winkler弹性地基梁理论为基础,针对地铁开挖过程中地下管线的受力作用和变形作用进行分析,并在考虑地基扩散作用影响下构建地下管线挠度位移、转角、弯矩和剪力的表达式,定量分析地基扩散角与埋深对地下管线变形的影响.经理论分析证明:地下管线最大挠度出现在沉陷区域中间,沉陷区两端边缘处集中了最大弯矩和剪力,地基扩散角与管线的埋置深度均对管线最大挠度有重要影响.     

基坑开挖挡土墙的有限元模型

提出基坑开挖中作为挡土墙的地下连续墙视为支撑在弹性地基上板的模型，假定上压力是位移的函数，挡土墙内侧支撑的作用采用杆单元刚度矩阵表示被动区土体支撑作用，采用Boussinesq解积分建立地震柔度矩阵，挡土墙本身采用厚板理论求出板的刚度矩阵，得到总体平衡方程，解方程及回代，求得挡土墙任意点的位移和各道支撑的轴向力，最后以上海某基坑工程为例进行计算，计算值与实测值较吻合．本模型为基坑开挖围护结构设计提供了一个实用的计算方法．基坑开挖挡土墙的有限元模型@唐孟雄@赵锡宏     

软土基坑围护的时效性分析及变形预测

运用弹性地基梁法分析基坑围护时,土的水平抗力系数m是一个关键指标。软土基坑围护现场实测表明,土的水平抗力系数具有明显的时效性。文章运用位移反分析方法,可以确定该参数,并给出了上海软土地区m值随时间的变化关系式,由此可预测后续工况和时间内基坑围护结构的变形和稳定性,为实现基坑工程信息化设计与施工创造了条件。     

广义支承端弹性地基梁的基本解及应用

为了解决弹性地基梁在不同边界条件下,和不同的荷载工况下需要分别进行求解这一难题,引进了广义支承端弹性地基梁的概念,选择了其对应的基本系统,推导了基本系统的基本解。在基本系统与实际系统之间,采用修正的功的互等定理法,得到了具有广义支承端的实际系统的挠度曲线。通过具体算例,计算了两端刚性固定受均布荷重作用的弹性地基梁的挠曲线、转角、弯矩和剪力方程。研究结果表明:广义支承端弹性地基梁涵盖了实际可能存在的弹性地基梁的各种边界条件,及尽可能多的荷载工况,工程中遇到的实际弹性地基梁问题都是它的特例,因此运用该方法可以直接得到某一具体弹性地基梁问题的解答,而无需进行复杂的推导计算。     

深层搅拌桩墙围护结构裂缝成因探讨

针对基坑支护中深层搅拌桩墙围护结构出现的开裂，采用Mindlin厚板理论对其受力与变形性状进行弹塑性分析，建立了墙体的厚板力学模型和三维有限元分析模型，并编制了有限元分析程序；基于墙体受到纵向弯矩、横向弯矩和扭矩的综合作用，提出采用等效弯矩法评价墙体的综合抗弯性能；利用所编制的程序，获得了某基坑深层搅拌桩墙围护结构墙体水平位移和等效弯矩的空间分布规律；计算结果表明，墙体东侧环球广场横向支撑附加力的作用是使墙体形成破裂面的主要原因。     

基坑开挖挡土墙的有限元模型

提出基坑开挖中作为挡土墙的地下连续墙视为支撑在弹性地基上板的模型,假定土压力是位移的函数,挡土墙内创支撑的作用采用杆单元刚度矩阵表示波动区土体支撑作用,采用Boussinesq解积分建立地基柔度矩阵,挡土墙本身来用厚板理论求出板的刚度矩阵,得到总体平衡方程,解方程及回代,求得档土墙任意点的位移和各道支撑的轴向力．最后以上海某基坑工程为例进行计算,计算值与实测值较吻合,模型为基坑开挖围护结构设计提供了一个实用的计算方法．     

广义支承端弹性地基梁的基本解及应用

为了解决弹性地基梁在不同边界条件下,和不同的荷载工况下需要分别进行求解这一难题,引进了广义支承端弹性地基梁的概念,选择了其对应的基本系统,推导了基本系统的基本解。在基本系统与实际系统之间,采用修正的功的互等定理法,得到了具有广义支承端的实际系统的挠度曲线。通过具体算例,计算了两端刚性固定受均布荷重作用的弹性地基梁的挠曲线、转角、弯矩和剪力方程。研究结果表明:广义支承端弹性地基梁涵盖了实际可能存在的弹性地基梁的各种边界条件,及尽可能多的荷载工况,工程中遇到的实际弹性地基梁问题都是它的特例,因此运用该方法可以直接得到某一具体弹性地基梁问题的解答,而无需进行复杂的推导计算。     

基坑排桩支护结构选型的技术经济分析

针对某粉土地质条件进行建模,利用弹性地基梁法计算了不同桩间距、桩径、嵌固深度在不同开挖深度等多种组合下的最大水平位移,最大弯矩,最大剪力,以及不同锚杆位置在不同开挖深度下对应的的最大水平位移,最大内侧弯矩、外侧弯矩,最大剪力和锚杆轴力,采用支护结构变形控制标准,通过分析发现其中的规律和技术可行的方案,并进一步结合支护桩常用施工方法与现行定额进行经济分析,寻找经济方案,以提出具有工程指导意义的建议.     

冻土墙围护深基坑开挖的蠕变有限元数值模拟

讨论了有限元数值法在冻土墙围护深基坑开挖中的应用,给出了适合于冻土墙的流变模型,并进行了参数识别。在考虑时间因素的前提下,对冻土墙围护深基坑开挖进行了蠕变有限元数值模拟,得到了墙体及基底变形随时间的变化规律,并和利用弹塑性模型计算出的结果进行了比较,得出了一些有意义的结论,为今后冻土墙的设计施工提供了重要的参考价值。     

基于有限元分析的地铁站深基坑支护设计

以某地铁深基坑为例,基于ANSYS有限元程序,地下连续墙深基坑围护结构进行了设计方案研究。首先,提出该基坑围护结构设计计算图式,拟定钢管支撑类型并按照《地基基础设计规范》规定的"竖向弹性地基梁法"计算了支撑轴力;然后,采用ANSYS程序建立了有限元模型,对该方案的不同工况进行计算模拟,获得了在不同工况下的连续墙的内力和变形结果,找出了施工步骤和结构受力之间的相应规律;最后,结合实际情况进行了地下连续墙入土深度验算和配筋计算。     

双参数弹性地基梁有限差分法及变形、反力特征

针对Winkler弹性地基模型的不足,采用双参数地基模型。根据已有的Winkler弹性地基梁有限差分法,进行更进一步的公式推导,把微分方程转化为线性差分方程组,编制相应的通用计算机程序,可以得到不考虑广义剪力自由梁端的解答,通过改变参数进行大量数值计算,研究参数变化对地基位移及反力的影响,分析地基与梁共同作用机理,给出地基位移与反力的一般规律。     

基于Timoshenko梁及能量变分原理的薄壁箱梁挠度计算分析

基于Timoshenko梁理论和能量变分原理,对单箱单室混凝土薄壁箱梁的翘曲位移函数进行修正,合理构造考虑各翼板翘曲位移函数幅值关系、横截面轴力平衡以及剪切变形影响的翘曲位移函数,建立了体系总势能函数表达式.利用Euler-Lagrange方程得到了薄壁箱梁剪力滞效应计算理论的微分方程,推导了考虑剪力滞效应影响的简支梁挠度计算公式.结合ABAQUS有限元数值模型算例,对比分析了简支梁在不同荷载工况下挠度沿梁轴向的分布规律.结果表明:针对不同荷载工况下的单箱单室薄壁简支箱梁,文中提出的挠度计算公式的结果与ABAQUS有限元数值吻合较好.同时选取目前工程应用较为广泛的一般梁挠度简化计算方法进行对比分析.由于此类简化计算方法忽略了剪力滞效应存在而产生的附加挠度,导致误差较大,最高达到32.06%,误差范围为21.39%~32.06%.文中所提出的挠度计算方法的结果与有限元数值模拟的结果吻合良好,能较好地反映结构在外荷载作用下的变形规律,且不受加载工况影响,从而验证了文中挠度计算方法的正确性及适用性.     

基于剪力滞效应研究箱型梁的附加弯矩和挠度

利用多项式建立箱型梁剪力滞效应分析的一维离散有限元模型,通过箱型梁翼缘板的纵向转角位移差函数建立附加弯矩和附加挠度计算公式,计算分析宽高比、宽跨比、高跨比等因子对箱型梁截面的附加弯矩和附加挠度的影响。结果表明,利用一维离散有限元法计算分析箱型梁附加弯矩和挠度的精度较高,结果可靠。箱型梁宽跨比或宽高比增大时,剪力滞效应所产生的附加弯矩对箱型梁的影响随之增大。箱型梁翼缘宽度对附加弯矩和附加挠度的影响较大,而箱型梁高度能够显著提高箱梁截面的抗弯刚度。     

冻土墙围护深基坑开控的蠕变有限元数值模拟

讨论了有限元数值法在冻土墙围护深基坑开挖中的应用，给出了适合于冻土墙的流变模型，并进行了参数识别。在考虑时间因素的前提下，对冻土墙围护深基坑开挖进行了蠕变有限元数值模拟，得到了墙体及基底变形随时间的变化规律，并和利用弹塑性模型计算出的结果进行了比较，得出了一些有意义的结论，为今后冻土墙的设计施工提供了重要的参考价值。     

任意分布荷载作用下Winkler地基梁计算

根据弹性理论和叠加原理,给出了在任意分布荷载作用下,Winkler地基梁的沉降、转角、弯矩和剪力分布计算方法.首先将待求梁转化为无限长梁,求出对应的边界条件力;然后求该无限长梁在分布荷载和相应边界条件力作用下的解,将两部分进行叠加从而得到无限长梁解答,并可以得到沉降、转角、弯矩和剪力.该解答可与基于集中力荷载作用下的Hetenyi解答进行叠加,以解决多种荷载类型作用下的Winkler地基梁问题.     

水泥混凝土路面传力杆应力分析力学模型

应用三维有限元模型分析水泥混凝土路面中传力杆与水泥混凝土的接触状况,并基于弯曲刚度等效原则将传力杆和水泥混凝土面层系统简化为双层梁结构.计算结果表明,弹性地基上双层梁结构可很好地描述水泥混凝土路面的挠曲效应,而接缝处的双层梁相对位移、转角、以及挤压应力合力与三维有限元解的差异,只需对双层梁层间竖向反应模量进行修正即可;随后,总结归纳了相对位移、转角及挤压应力合力修正系数的回归式,讨论给出了接缝传力杆的抗剪刚度与抗弯刚度的计算式,并指出传力杆的传递弯矩的能力很小可忽略.最后,计算分析了梁端部作用集中荷载时,有基层的地基梁接缝传荷问题,指出在接缝抗剪刚度相同条件下,基层存在可使接缝两侧挠度比增大,接缝传递的剪力减小.     

Winkler地基上Timoshenko深梁的有限元分析

建立Winkler地基上Timoshenko深梁的初参数解和有限元列式,导出单元刚度矩阵和均布荷载、集中力、集中力偶等非结点荷载的等效公式。根据《材料力学》剪应力分布假定,提出截面剪切修正系数的梯形分块算法,计算T形截面的剪切修正系数。运用建立的有限元对弹性地基上变截面阶梯梁、等截面倒T梁的弯曲问题进行计算。分析剪切变形对两端固支弹性地基梁的地基沉降影响。研究结果表明:考虑剪切变形影响与不考虑剪切变形影响计算的悬空长度、最大挠度、最大转角、最大剪力和最大弯矩分别相差48.88%,4.61%,67.17%,43.59%和59.26%,证明剪切变形对弹性地基梁有重要影响。