简化桩模型在土-结构相互作用分析中的应用

采用简化桩模型和多分段杆单元模型来模拟独立桩承框架结构.对一幢七层独立桩承钢筋混凝土框架结构进行了考虑与不考虑土-结构相互作用效应影响的结构自振特性对比分析.然后依次输入9条地震波加速度记录,对结构进行了考虑与不考虑土-结构相互作用效应影响的地震反应时程分析.由大量的数值分析结果总结了土-结构相互作用对结构地震反应的影响规律,并用算例对部分结论进行验证.     

钢筋混凝土双曲拱桥计算模型修正方法

分别用实体单元和梁杆单元建立双曲拱桥有限元模型(FEM),对其进行静动力的分析,并将得到的挠度、固有频率、振型等与现场实测结果进行比较.结果表明:梁杆单元模型的计算结果精度要略差于实体单元模型,但计算效率大大高于实体单元模型;对梁杆单元模型进行合理的模型修正,可以使其静动力特性更加符合实际,计算结果与实测结果的误差由原先的24.6%降低至8.33%以内.研究结果可为钢筋混凝土双曲拱桥的建模方法、模型修正和科学计算提供依据.     

基于饱和虚土桩模型的浮承桩纵向振动特性分析

为了分析饱和土中浮承桩纵向振动特性,基于Biot理论提出了一种桩底饱和虚土桩模型.采用Novak薄层法计算得出饱和土体位移解,利用饱和土-桩-饱和虚土桩完全耦合条件,推导出桩顶纵向振动动力阻抗解析解,并对饱和土中浮承桩纵向振动特性进行参数化分析.计算结果表明,当桩底饱和土层厚度为4和6 m时,桩顶动力阻抗函数曲线呈现出大、小峰值交替现象,这与单相虚土桩模型的计算结果差异较大,且桩周和桩底饱和土体孔隙率对桩顶动力阻抗曲线的影响不可忽视.当桩底土饱和性显著且排水性较差时,桩底土单相虚土桩模型会引起较大误差,宜采用饱和虚土桩模型和所得相关解析解答分析浮承桩纵向振动特性.     

PHC管桩水平承载性状分析

利用大型通用有限元软件ABAQUS对深厚软土地基中预应力高强混凝土(PHC)管桩在水平荷载作用下的受力性能进行了数值模拟.桩土体系采用三维模型,桩身混凝土采用弥散开裂模型,管桩内钢筋采用理想弹塑性模型,桩周土体采用Mohr-Coulomb本构模型.桩土界面利用基于库伦摩擦模型的点面接触形式.桩中混凝土和桩周土体采用三维减缩积分一阶单元C3D8R,钢筋采用三维三节点杆单元T3D3.有限元分析结果与实测曲线比较接近,且基于库伦摩擦本构模型的点面接触形式可以很好地模拟在水平荷载作用下桩土的共同作用.利用经试验验证的有限元模型对不同型号PHC管桩的水平承载性能进行了分析,揭示了PHC管桩的水平荷载传递机理.     

带转动弹簧的杆单元平面钢结构弹塑性时程分析

用两端带转动弹簧的杆单元代替一般的杆单元,提出了一种新的平面杆系钢结构动力弹塑性时程分析计算模型.根据梁柱半刚性连接的力学模型,提出了该类型连接在地震荷载作用下的恢复力模型.采用虚功原理,通过对单元转角 - 位移方程的修正,推导了这种计算模型的单元质量矩阵和刚度矩阵.采用Wilson - 数值积分算法,进行了结构弹塑性时程分析计算,并编制了相应的分析计算程序.用此程序分析了连接的半刚性在罕遇地震作用下对钢框架结构动力性能的影响,并与有限元结果进行了比较.算例结果表明:连接的半刚性对结构动力性能的影响非常大,设计中应该考虑连接的半刚性影响.     

伺服系统Hammerstein非线性模型及参数辨识方法研究

在伺服系统建模中,针对线性模型无法表达系统在低速、运动换向条件下摩擦与死区等非线性现象的问题,采用包含静态非线性部分和动态线性系统的Hammerstein模型来代替线性模型对伺服系统进行了描述.根据静态非线性模型逼近伺服系统的非线性特性,非线性模型采用分段非对称多项式基函数来解决摩擦在运动中存在的非对称特性.对于多频率正弦输入信号和伺服系统的速度输出信号,由迭代最小二乘方法来估计模型的参数.通过辨识实验中的线性模型和Hammer-stein模型的输出,说明采用Hammerstein模型方法能有效地对系统非线性部分建模,Hammer-stein模型的输出误差比线性模型的输出误差约减少90%,因此显著地提高了系统的模型精度,实现了对系统非线性动态行为的精确预测.     

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础受力分析

基于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性,提出了一种改进有限杆单元计算分析方法.分析了高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载机理及受力特性,建立了双桩基础计算分析模型.其次,根据前、后桩与边坡相对位置关系,给出了后桩所受剩余下滑力与前桩所受土压力的比例关系.在传统有限杆单元分析方法基础上,结合陡坡桩受力特征,导得了考虑桩土共同作用与"P-Δ"效应的单元刚度矩阵修正方法,并在此基础上编制了适用于高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础的有限杆单元分析MATLAB计算程序.采用室内模型试验对本文计算方法进行验证,给出了适用于陡坡段桥梁桩基的设计流程图.研究结果表明:本文理论计算值与模型试验实测结果吻合良好,表明本文计算方法正确可行,可为同类工程设计提供参考.     

单桩静载实验的有限元模拟分析

针对静载荷实验确定单桩极限承载力的局限性,采用有限元分析方法作为单桩极限承栽力静栽实验的有益补充.该方法采用Drucker-Prager模型确定土体本构关系,在桩土之间设置无厚度接触单元,作为桩土界面的处理方式.结合工程实例,利用ANSYS有限元分析工具,建立实体几何模型,进行桩基静载实验的数值模拟.结果表明,通过合理地设定计算参数,桩基静载实验P-s曲线实测值和计算值高度一致.分析结果对桩土模拟及设计有重要参考价值.     

具有不同构造措施的砌体填充墙框架结构性能的非线性有限元模拟

采用ABAQUS软件中非线性分析常用实体单元C3D8R模拟混凝土框架和砌体填充墙、杆单元T3D2模拟钢筋、弹簧单元SPR INGA模拟框架和填充墙体的连接,建立了有限元非线性分析模型。对1榀裸框架结构模型和4榀具有不同构造措施的砌体填充墙框架结构模型的性能进行了非线性有限元模拟,并与试验结果进行了比较。分析表明,理论值与试验值符合较好,说明建立的有限元分析模型可以较好地模拟砌体填充墙框架结构的性能,为进一步分析这种结构的性能提供基础。     

半空间地基中虚土桩模型的精度分析及应用

对虚土桩模型求解半空间地基上刚性圆板垂直振动特性的精度及应用进行研究.首先将刚性圆板正下方直到基岩的圆柱形土体看作虚土桩,通过求解桩土耦合振动,得到了简谐荷载作用时刚性圆板下均质滞回材料阻尼土体振动位移解,进一步利用该解,根据桩土接触面的边界条件来考虑桩土耦合作用,求解虚土桩的动力平衡方程,进而得到了桩土体系的定解.然后将虚土桩模型得到的刚性圆板的动力特性与现有精确解进行对比分析,结果表明本文解与现有精确解较吻合,具有足够高的精度.最后讨论了主要参数对虚土桩顶复刚度的影响.     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷南部大磨拐河组二段沉积相研究

充分利用岩心、录井和测井资料,综合地震特征,对乌尔逊凹陷南部大磨拐河组二段展开沉积相特征研究,认为大磨拐河组二段沉积时期发育湖泊相和三角洲相,其中湖泊相发育滨浅湖和深湖-半深湖两个亚相,三角洲相发育三角洲平原和三角洲前缘两个亚相。三角洲平原和前缘亚相砂体发育,其中分流河道、水下分流河道和河口坝砂体最为发育,是研究区有利储层发育相带。     

湖相混积层系沉积特征和高频层序定量划分——以饶阳凹陷肃宁-大王庄构造带沙一下亚段为例

为定量划分湖相混积层系高频层序,以肃宁-大王庄构造带沙一下亚段为例,利用岩心和地震资料分析混积体系的岩石学特征和空间分布,运用频谱分析和滤波等方法识别标准井自然伽马测井曲线蕴藏的米兰科维奇旋回并计算沉积速率,据此进行高频层序划分并讨论地层超压的成因。结果表明:研究区沙一下亚段混积层系岩性以粉砂岩、钙质砂岩、白云质灰岩、油页岩和暗色泥岩为主,混积主体位于肃宁-大王庄构造带的中部,沉积微相包括分流河道、河口坝、席状砂、碳酸盐质滩坝、砂质滩坝和湖泥;研究区沙一下亚段混积层系受控于短偏心率和斜率周期,高频层序划分的最高精度可以达到约12 m,可识别出8个中期旋回和17个短期旋回;沙一下亚段烃源岩内部的异常高压源于细粒沉积物的欠压实作用和生烃增压作用,高沉积速率是欠压实作用的主要成因。可见,高频湖平面变化对混积体系地层划分具有很大影响。     

配筋混凝土简支受弯构件最小跨度及钢筋强度取值

分析了配筋混凝土简支受弯构件中钢筋的粘结锚固性能.为使构件破坏时充分发挥钢筋的强度,提出了简支受弯构件最小跨度的确定方法.同时给出了当构件跨度不满足最小跨度要求时受拉钢筋强度折减的计算方法.     

钢筋宏电池腐蚀锈坑尺寸的二维模型

钢筋混凝土耐久性研究中有关钢筋锈蚀量计算的现有模型或是针对钢筋横截面损失率(含锈蚀深度)或是只给出了阴阳极电流密度(腐蚀速度)的计算公式.这样的结果对常规静载作用下的钢筋混凝土构件是可信的,但当结构构件承受的是疲劳荷载时,这些结论公式是否仍然可用有待深入的研究.本文对混凝土中的钢筋经受宏电池(局部)锈蚀并因此产生局部锈坑的描述方法进行了研究,提出了钢筋宏电池腐蚀锈坑尺寸的二维模型.     

X形配筋增强高强钢筋异形柱边节点抗震性能数值模拟

为研究X形配筋增强高强钢筋混凝土异形柱边节点抗震性能,采用Abaqus有限元方法分别模拟不同轴压比、梁筋直径、混凝土强度、钢筋强度试件在低周往复作用下的受力过程。对比分析各试件的承载能力、变形能力、滞回性能和刚度退化。考察各参数对X形配筋增强高强钢筋混凝土异形柱边节点抗震性能的影响。结果表明:轴压比0.28下试件滞回性能最好;梁筋直径的增加可以延缓刚度退化,承载能力、变形能力增强,但滞回性能变差;600 MPa级高强钢筋与C60强度混凝土结合的试件及HRB 500高强钢筋与C50强度混凝土结合的试件抗震性能相对较好。     

乐安油田草4块沙四段储层沉积特征与非均质性研究

储层沉积特征和非均质性已成为制约边际稠油油藏开发生产的瓶颈。利用地震、钻井、测井、岩心资料，对乐安油田草4块沙四段储层的沉积特征与非均质性及其对稠油开发的影响进行了研究。结果表明，研究区草4块沙四段发育两个三级层序，其岩石矿物学特征不同，沉积特征明显不同，含油性也不同;沙四上亚段为滨浅湖滩坝相沉积，而沙四下亚段为近岸水下扇沉积，其控制着95%的储量。储层渗透率变异系数为0.61～1.43，突进系数为2.21～5.41，渗透率级差大，层内、层间非均质性强，平面上非均质性相对较弱。综合评价出了有利的开发层段，其中沙四段4砂层组的3，4小层为有利开发层段，油层分布稳定，连通性好，可采用小井距强化注水面积井网或蒸汽吞吐热采开发，并采取适当的防砂措施。     

钢筋混凝土受弯构件的钢筋延性（伸长率）研究

结构构件的延性与强度问题同等重要,为保证构件延性,必须对钢筋延性提出要求。本文在理论分析的基础上推导出钢筋混凝土矩形截面受弯构件的钢筋伸长率安全范围,为防止构件脆性破坏提供了思路和易行的控制方法。     

川西南部地区栖霞组储层地震相特征

川西南部地区栖霞组具有较好的勘探开发潜力,栖霞组储层分为白云岩储层与灰岩储层,白云岩储层主要发育于栖霞组二段,灰岩储层主要发育于栖霞组一段。为解决该区储层地震识别存在多解性的难题,结合测井资料、高分辨率地震资料开展了地震相识别以及不同储层发育类型的地震响应特征模式研究。结果表明,该区可划分出5种储层发育类型,对应5类地震相:Ⅰ类地震相与栖霞组二段中上部发育储层相对应;Ⅱ类地震相与栖霞组二段中下部发育储层相对应;Ⅲ类地震相与栖霞组一段中上部发育储层相对应;Ⅳ类地震相与栖霞组一段中下部发育储层相对应;Ⅴ类地震相与栖霞组储层不发育相对应。研究结果取得了良好的应用效果。     

渤海湾盆地西部歧北凹陷东一段储层砂体的空间配置与成因解释

运用钻井和三维地震资料对歧北凹陷东一段储层砂体空间配置进行研究,结合岩心、录井、测井、三维地震、镜下微观特征和古生物组合等资料,对砂体成因进行解释。研究结果表明:该时期发育4个砂组,自下而上分别位于东一下段高位体系域的下部、东一下段高位体系域的上部、东一上段低位体系域和东一上段高位体系域;这4个砂组均为扇三角洲沉积体系,主要成因相为水下分流河道、河口坝和前缘泥,且Ed1x-HST(L)和Ed1s-LST砂组还发育水下重力流沉积;Ed1x-HST(L),Ed1x-HST(H)和Ed1s-LST砂组发育3条水下分流河道,而Ed1s-HST砂组仅发育2条水下分流河道;各砂组河口坝和前缘泥空间展布特征与水下分流河道的展布特征较相似,水下重力流沉积位于南大港断层下降盘区域;Ed1x-HST(L),Ed1x-HST(H)和Ed1s-HST砂组的水下分流河道砂体储集性最好,为该区域最主要的储集砂体。