考虑流变特性的软土长时位移分析方法及其应用

建立了一种以有限元法瞬态力学状态模型与土体位移时效系数相结合的经验型软土长时位移计算方法,通过有限元数值方法模拟工程施工过程而得到软土的瞬时位移,并采用位移时效系数对软土的扰动位移进行时效性分析,将其瞬时位移转化为考虑流变特性的长时位移.其中,位移时效系数的确定结合了软土的流变试验和现场工程的最不稳定时间,反映了软土的流变状态.同时,以宁波市东环南路地铁站基坑工程为例进行了位移时效性分析,以验证所建方法的有效性.结果表明,计算所得软土的长时位移值与现场的监测结果较吻合.     

基坑变形时间效应的有限元分析

根据基坑变形监测结果,采用以软土流变粘弹塑性模型（SSC模型）为基础的 Plaxis有限元软件,建立了考虑施工过程的基坑工程计算模型,在反分析获取SSC模型参数的基础上,开展了模型参数验证和基坑变形规律的研究.计算结果与实测数据间良好的一致性表明：反分析得到的模型参数使得计算结果更趋合理;SSC模型能较好地反映软土中基坑变形随时间变化的流变特性,为信息化施工的实施提供了有效途径.     

软土弹粘塑性模型在FLAC3D中的二次开发及其应用

依据FLAC3D所提供的二次开发平台,结合软土弹粘塑性流变模型,给出了具体实施的程序框图及编写概要.通过对侧向卸荷蠕变试验的数值模拟,并与FLAC3D内置的修正剑桥模型的计算结果作比较,结果表明,弹粘塑性流变模型所得到的结果更能反映软土的蠕变规律,从而验证了二次开发的可行性.     

软土路基粘弹塑性大应变分析的工程应用

采用粘弹塑(西原)本构关系模拟土骨架的材料非线性、更新的拉格朗日法描述软土的几何非线性,推导用于增量分析的饱和土体双重非线性U.L.J.格式平衡方程和连续性方程,编制软土路基大型实用化有限元分析程序,利用该程序对某高速公路的实测断面分别进行大应变、小应变分析.数值模拟结果和现场实测结果的对比分析表明:大、小应变分析结果的差异随应力水平的提高和时间的延长而上升,其地表沉降、地基沉降、水平位移、孔隙水压力的最大相对误差分别为16.39%,20.23%,27.8%和22.75%,说明对软土路基进行大应变分析很有必要;采用室内试验确定的计算参数进行分析时,计算结果虽能较好地模拟地基应力和位移的发展趋势,但其值有较大差别,说明必须寻求更加合理的计算参数确定方法以提高数值模拟精度.     

粘弹性动态增量反演分析在隧道施工中的应用

对深圳莲盐高速公路隧道围岩中的凝灰熔岩进行了流变试验,得到了围岩的流变模型;结合隧道的施工过程,根据围岩的收敛变形和拱顶下沉,采用改进的自适应遗传算法对粘弹性位移进行优化反分析,并利用反演得到的围岩参数,如弹性模量、粘滞系数等对变形进行预测.研究表明,利用试验得到的围岩流变模型,结合隧道施工过程的动态增量反演分析,可以较好地模拟围岩的实际性态,对指导施工具有重要意义.     

饱和软土自由场振动台试验与数值模拟对比

根据饱和软土自由场地地震反应特性大型振动台模型试验结果,基于u-p格式动力固结方程和饱和两相介质有效应力动力求解方法,采用有限元开放程序平台Open SEES建立饱和软土自由场地非线性动力有效应力耦合数值模型,对各种试验工况饱和软土自由场地地震反应进行数值建模分析,并将计算结果与振动台试验结果进行对比.研究表明:数值计算结果与振动台试验结果具备良好的一致性,并呈现出相似的时程变化规律,相互验证了基于Open SEES计算平台的力学建模和振动台试验结果的正确性.该数值模型可较合理地模拟饱和软土自由场地地震反应特性,可为进一步建立其他更加复杂的软土场地参数化数值外推模型提供依据.     

基于LS-SVM的深基坑工程位移反分析

由于传统的位移反分析方法计算复杂,精度不高,不易迅速掌握等,则基于最小二乘支持向量机的反分析技术孕育而生。将探索该方法在深基坑工程位移反分析中的应用。首先结合相关规范和地区经验,通过正交设计方法获得多组参数组合,用来做数值模型的参数输入。再通过有限差分软件FLAC3D进行数值分析获得各组参数对应的位移信息,从中提取支持向量机的训练样本和测试样本,获得支持向量机模型。最后再以实际监测位移值带入模型获得反演计算的土层参数,并且通过数值模拟进行验证,取得了很好的效果。获得了与实际非常相似的数值模型。反演和验证结果反映了最小二乘支持向量机在基坑工程参数反演分析中的应用是可行的和可靠的。     

基坑变形数值分析中土体力学参数的确定方法

依托上海地区地铁车站基坑,提出了结合有限元的多目标反分析参数确定理论与算法,以不同开挖工况中的围护墙体水平位移和临近地表沉降作为目标,分析确定典型软土层的修正剑桥模型参数.对基坑开挖施工过程用ABAQUS进行有限元模拟,同时选取AMALGAM算法,利用Matlab对基坑工程中的土体参数进行反分析.结果发现,根据基坑开挖前一步实测变形确定的计算参数能够有效预测下一步开挖变形,开挖到一定深度时所确定的土体参数能够准确地预测后续步开挖的影响.证实了多目标反分析对后续施工步预测的精确度,并且得到了长寿路车站基坑第2~6步的9个土体参数反分析结果,可作为基坑工程的借鉴.     

修正剑桥渗流耦合模型参数的估计

修正剑桥模型在国内外应用相当广泛 ,其与Biot固结理论耦合构成渗流耦合模型 .该模型含有 5个参数 ,若直接对其进行反分析结果不甚理想 .为此以上海地区软土为研究对象 ,回归得到了修正剑桥模型的压缩指数λ、回弹指数κ和应力比M与塑性指数Ip 之间的相关关系 ,相关系数分别为 0 .96 ,0 .98和 0 .92 .这样使修正剑桥渗流耦合模型参数由原来的 5个减少到 3个 .编制相应的基于遗传算法的反分析程序 ,对一高速公路路堤工程进行参数的反分析及位移预测 ,显示结果与实测位移值比较吻合 ,反分析效率较高 .同时又提出了根据土性和软硬程度在反分析之前给出泊松比的设想 ,以进一步提高反分析效率     

考虑蠕变效应的软土地基加筋土挡墙变形

为探讨加筋土挡墙结构与软土地基共同作用下的长期性能,通过室内蠕变试验研究了土工格栅和软土的蠕变特性,并结合试验所得的蠕变参数建立了考虑蠕变效应的本构模型,在此基础上采用有限元法对一座软土地基上的土工格栅加筋土挡墙实例工程的工作特性进行了分析,研究了考虑加筋材料蠕变的加筋土挡墙长期变形特性.结果表明:文中所建立的数值模型可以较好地模拟软土地基上加筋土挡墙的长期蠕变力学行为;加筋土挡墙侧向位移随时间延长而逐渐增大,侧向位移沿挡土墙墙高分布呈现中部变形大、两端变形小的特征;最大侧向位移的位置随时间而沿墙高上升;受地基变形的影响,各加筋层的最大拉力和最大应变发生位置与目前土工合成材料加筋土挡墙设计理论认为的朗肯破坏面位置不同.文中还通过数值分析得到了不同时间下土工格栅拉力与应变沿墙高的分布规律,为软土地基上加筋土挡墙的设计提供了参考.     

沉桩挤土作用的有限元分析

进行了沉桩挤土效应的有限元计算，考虑到桩周土体由于桩桩贯入引起的挤土效应，选和了修正剑桥模型作为土体本构模型，通过相应的试验，拟合出挤土作用对土作用土体初始弹性模量影响的计算公式，确定了土体本构模型和其他相关的计算分析参数，对2个试验进行了分析计算，结果表明，考虑土体的塑性性质和桩体贯入过程的挤土效应对分析桩周土体的应力和变形是必要的。     

特殊条件下基坑支护侧向土压力与稳定性计算方法讨论

通过对复合地基作用机制的分析,讨论研究了复合地基侧向土压力的计算方法.研究表明,复合地基侧向土压力的计算,应根据复合地基增强体性质不同采用不同的设计方法.对柔性桩复合地基,可采用复合土层复合模量法,即以复合方法计算出的复合土层强度指标,代替原地基土强度指标的方法;对刚性桩复合地基,应采用复合地基荷载分担比方法,选择基础底面桩间土作用的附加应力,作为该平面位置的超载值.     

基于区间分析的岩土结构非概率可靠性分析

根据岩土参数的区间性特点,引入区间分析方法,把岩土力学参数以及由此得到的响应量当作区间变量,建立基于区间分析的岩土结构稳定非概率可靠性分析模型.针对区间四则运算方法当输入变量的个数较多或输入变量的区间较宽时,常常会过宽地估算响应量变化区间,引入改进区间截断法对其进行求解,解决了区间运算结果扩张问题,在此基础上采用优化法解决了非概率可靠性指标的求解.将该方法应用于工程实例,分析结果表明了该方法的可行性.     

桩锚试验的数值模拟

提出了一种新型的单元模型来模拟桩锚结构：桩体内的混凝土用脆弹性材料模型、钢筋用典型的应变硬化弹塑性材料模型、桩土间的相互作用则用一种特殊的非线性Winkler（文克尔）类地基来模拟其间的粘合、滑移和分离等力学状态．推导了锚桩工作状态下接触面处的位移解答和刚度公式，编写了有关的计算程序．根据试验的数据结果，用复形调优法对一些计算参数做了反分析研究．最后给出了计算实例，并与工程的实测数据进行了对比．     

拖曳锚在浮式风机中的设计计算方法

海上浮式风电具有广阔的发展前景,而高昂的建造成本是阻碍其发展的关键因素。拖曳锚因其制造和安装成本低廉成为浮式风电锚固基础的一种选择。本文以黏土场地为背景,通过采用经验图表法,理论计算方法以及有限元方法对黏土场地拖曳锚的贯入深度以及承载力进行了计算。结果表明厂家提供的经验方法的计算精度较低,适用于拖曳锚的初始选型;理论计算方法对土体计算参数敏感;有限元分析显示,拖曳锚的埋深是控制拖曳锚承载力的关键因素,根据上述计算结果提出了浮式风机拖曳锚设计计算的流程。计算结果显示,在进行拖曳锚设计计算时需要根据流程并谨慎选择计算参数,以保证工程的安全可靠。     

滑坡堆积体滑带土强度参数反算研究

根据滑坡堆积体的特点,提出一种新的反算滑坡堆积体滑带土强度参数的方法—差分进化支持向量机方法.该方法在滑面位置已经查明的情况下,建立堆积体稳定性计算模型,根据堆积体变形情况确定计算剖面的稳定性评价指标.利用均匀设计方法,构造2因素25水平的计算方案,采用极限平衡分析计算出各剖面在不同c、φ值下的安全系数,将其作为学习样本.通过支持向量机学习,建立参数与安全系数之间的非线性映射关系,基于这种关系,利用差分进化算法搜索滑带土强度参数.以溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体为例,采用基于极限平衡法的差分进化支持向量机方法反算滑带土强度参数,利用反算出的强度参数,对堆积体的稳定性进行分析.研究表明,计算出的安全系数与稳定性评价指标误差较小,说明该方法效果良好,适用于反算滑坡堆积体滑带土强度参数,对工程具有指导意义.     

基坑变形及其安全性的随机预测

将基坑支护与周围土体视作一个不确定性系统，在对随机性很强的现场位移量实测数据建立提取趋势项和分离随机项方法的基础上，采用蒙特卡罗法建立了确定土性参数的随机反分析方法，由此得到可反映土体整体力学性质的不确定性参数。还据以建立了基坑变形的预测计算模型，包括预测基坑未来变形量的概率分布，及对基坑工程的安全性作概率意义上的判断。分析过程中，对土的流变性特征采用粘弹性本构模型进行了工程简化。提供的工程应用实例表明了此方法的可靠性。     

软弱地基路堤的反压护道设计方法研究

针对软弱地基内摩擦角非零条件下的高速公路软土路堤稳定性问题,采用圆弧滑动稳定性分析方法,在工程中具有确定的地基岩土参数的情况下,推导了同时考虑c和φ提供抗滑力矩时的合理反压护道宽度和高度的简化计算方法。对比了考虑和不考虑内摩擦角影响的护道断面尺寸的差异,并对其滑动面特征进行了对比分析。结果表明综合考虑c和φ的分析方法更接近大部分软弱地基的实际情况,是一种实用的简化分析方法。     

辊式磨平均曲面辊压计算方法*

对辊式磨液压系统压力、磨辊与物料的接触面以及磨辊受力进行了分析,提出了一种新的辊式磨辊压计算方法——平均曲面辊压计算方法,并进行了理论公式推导。通过实例计算,从辊压数值计算大小、磨机主要受力部件的应力应变情况和磨机功率三个角度,将平均曲面辊压方法与传统平均物料辊压方法进行对比,验证了该计算方法的正确性和准确性。根据推导出的平均曲面辊压计算公式,分析了磨辊结构形式、物料最大粒度、料层厚度以及液压系统工作压力等设计参数对平均曲面辊压的影响,为辊式磨的设计参数选择以及结构强度计算提供了理论基础。     

抗剪强度参数相关变量重构及Copula联合分布模型研究

在实际工程中,大样本的岩土体参数实测值往往不易获取,以抗剪强度参数为例,给出了一种相关变量样本重构方法。首先简要介绍了Ilich算法和Copula函数,基于实际的初始数据,生成了具有指定边缘分布的相关变量样本;并借助Copula函数研究了样本重构前后的联合分布模型,认为与初始样本具有相同最优联合分布的重构样本能更大程度地继承初始数据的信息。以一简单的算例将重构样本应用于可靠性分析中,通过对比分析基于重构样本的Monte Carlo法与设计验算点法,验证了计算结果的合理性。给出的重构方法所得到的样本将与初始样本具有相同的边缘分布信息、相关结构及联合分布模型。