逆作法施工引起的地铁车站结构关键节点的应力演化

通过有限元数值模拟方法,对盖挖逆作法施工中地铁车站结构的几个关键节点的受力状态和演化过程进行分析.研究表明:施工过程中墙与板连接点处板的上侧受拉而下侧受压,中板与侧墙连接点处由于基坑外侧土的侧向应力释放,使得在负二层土开挖后,中板上侧也由受拉转为受压状态;柱与板连接点处板的上侧受拉而下侧受压,顶板与中柱连接点由于负一层土回弹,在施工初期上侧受压而下侧受拉,在上覆土回填之后应力状态再次转变为上侧受压.计算表明:下置导墙处混凝土的拉应力、剪应力及最大主拉应力和最大主压应力均小于混凝土设计强度值.     

天生桥水电站调压井群应力分析

用光测方法测定不同荷载条件下井群衬砌及围岩应力．结果表明：由于调压井内升管与闸门室共用．导致调压室井壁的刚度不同．不宜采用通常的圆筒壁计算方法．试验给出最大拉应力以及应力分布，调压井底板与板下的引水管衬砌相结合，共同作用在基础上，设计时应减弱调压井底板与基础不连接部分厚度，加强该部位引水道衬砌．最大应力发生在引水管矩型衬砌转角处．     

高层建筑地下室侧墙早期裂缝原因及预防措施

混凝土侧墙由于温度应力等原因产生裂纹是施工中常见的问题，设计人员若能结合施工阶段的各种不利因素，采取合理的技术措施，可以避免有害裂纹的产生。     

连续配筋混凝土路面凸形地梁锚固有限元分析

凸形地梁锚固是连续配筋混凝土路面(CRCP)端部处理中一种简单、实用的型式，采用有限元法计算与分析了锚固力作用下凸形锚固地梁的应力和位移。以端墙顶端位移、端墙最大拉应力和路面板最大拉应力为主要控制指标，提出了墙高、端墙间距、墙宽的确定方法，分析了土基弹性模量、端墙高度、端墙间距、端墙个数等参数对计算结果的影响。用室内模型试验对有限元结果进行了验证，并给出了供CRCP端部锚固设计使用的诺谟图。还发现了墙后土压力的分布形式，从而推翻了以往错误的墙后土压力分布假设，对得出准确的计算结果有重要意义。     

中震下针对墙肢名义拉应力超限的型钢配置设计方法

高烈度地区的超高层剪力墙结构在设防烈度地震作用下,对结构进行中震不屈服分析时墙肢可能产生拉应力,需要配置型钢才能满足抗震性能的要求。结合设计实践中对高烈度地区剪力墙名义拉应力超限问题的深入研究,提出了设防烈度地震作用下,剪力墙名义拉应力超限配置型钢的实用计算方法,特别针对在设计中墙肢含钢率超过2.5%时,应对含钢率进行适当比例放松的技术要求,推导出具体的计算公式,讨论了型钢在墙肢中布置的合理设计方法。     

宜兴抽水蓄能电站上库主坝重力挡墙位移影响因素分析

利用宜兴抽水蓄能电站上库主坝重力挡墙的位移观测资料,初步分析了挡墙位移变化规律及其影响因素;基于温度应力计算原理,采用沈珠江流变模型和改进的湿化模型(Cw Dw)对坝体和挡墙应力变形进行数值模拟。结果表明：墙后坝体堆石流变、湿化以及环境温度变化是影响运行期挡墙位移的主要因素;坝体运行初期挡墙往上游侧偏移,这主要与墙后堆石体偏应力流变量相对较大有关;降雨入渗造成堆石湿化变形,导致挡墙往坝体下游侧的水平位移显著增大;挡墙位移的周期性变化与环境温度相关;墙顶位移、墙后土压力的监测值和计算值基本一致,证明了该数值计算方法的有效性。     

拉应力内翻管成形中管件的应力及其成形条件

为促进拉应力内翻管技术的实际应用,对内翻口后管件的翻边与拉深翻管过程进行了研究。利用轴对称金属薄壳的塑性变形理论,推导出了管件应力与管坯尺寸、管材性能参数、模具尺寸、摩擦系数的解析关系式,得出了管件内层管壁成形、环形底部成形及不起皱的条件。研究表明,拉应力内翻管技术仅适用于成形内、外层间距与底部孔径处于较窄范围内的双层管件,对于材料与尺寸已确定的管坯,可利用文中给出的解析式来确定所能成形管件的尺寸范围。实例显示,根据解析式计算得到的管件拉深翻管力及变形参数与实测数据吻合得较好,而由成形条件预测出的管件变形模式也与实验结果相符。     

岩土体应力状态对隧道支护结构的影响

文章针对岩土体应力状态对隧道结构力学行为有较大影响，引入了岩土体侧应力参数的概念，并介绍了极限侧应力参数计算公式和原理。运用MIDAS／GTS大型有限元软件对隧道施工过程采用不同的侧应力参数进行数值分析，考察了侧应力参数变化对喷射混凝土应力特征的影响并分析隧道断面随开挖步距前进的位移变化；结果表明，侧应力参数可以作为岩土体稳定状态的计算参数，从而根据计算结果作为隧道支护结构施加时间和形式的参考，以此来指导隧道设计和施工。     

基于ANSYS的地铁车站大体积混凝土侧墙裂纹机理分析

针对地铁车站大体积混凝土侧墙施工中出现的裂纹问题,借助有限元软件,对大体积混凝土侧墙进行了温度应力分析,并探讨了裂纹成因与规律.在考虑新老混凝土界面层热膨胀率变化的基础上,利用弹簧单元模拟了混凝土侧墙边界上的约束作用,并通过选取不同的边界约束强度和温度荷载等参数,对混凝土侧墙温度应力进行了参数化分析.研究结果表明:侧墙...     

不同地应力特征下超大跨扁平地下洞室水平地震响应分析

超大跨扁平地下洞室建设难度大、力学作用复杂，其地震响应研究目前尚处于探索阶段。为揭示超大跨地下洞室地震响应机理，依托国内某超大跨扁平洞室工程，采用动力时程法进行不同侧压力系数的洞室塑性区、Mises应力及位移的水平向地震响应分析，结果表明:地震作用下，围岩塑性区及塑性应变最大值均显著增加；静水压力条件下，围岩静力及地震围岩塑性应变均为最小；侧压力系数λ< 1时，洞室拱顶、底板中、拱脚及侧墙底部Mises应力均增加，且拱顶、底板中应力增长幅度小于拱脚及侧墙底部应力增长幅度；侧压力系数λ≥1时，水平向地震作用下洞室拱顶、底板中与静力工况相比应力基本无变化；随着侧压力系数的增加，洞室拱顶底板中水平相对位移逐渐减小，当侧压力系数λ≥1时，水平相对位移基本保持稳定。     

钢-混凝土组合沉管结构抗剪机理

以深圳至中山跨海通道沉管隧道设计方案为研究背景,建立沉管节段的精细化非线性有限元模型,进行四点反弯矩剪切试验仿真模拟.结果表明,在隧道横向,横隔钢板和混凝土分别承担斜向拉力和斜向压力,两者形成主要的受力体系;在隧道纵向,混凝土内未发现明显的横向应力分布变化;角钢连接件主要承担格室面板与混凝土间的剪力传递,拉拔作用不明显;在结构弹性状态下,各连接件抗剪刚度相近、剪力分布均匀;连接件附近混凝土开裂后逐步退出工作,但并不影响结构继续承载;剪切破坏过程表现为结构依次发生混凝土弯剪开裂、连接件处混凝土开裂、横隔钢板屈服,最终因混凝土剪切斜裂缝贯通达到结构极限承载力.     

地震作用下沉管隧道节段接头剪力键的力学性能

基于有限元法结合黏弹性人工边界，将地震波输入转化为等效节点力，建立了基于波动理论的三维平面SV波入射方法.半空间算例证明了SV波入射方法及其数值实现的准确性，并在该地震波输入方法的基础上，考虑上覆海水对沉管隧道的静、动水压力，研究了港珠澳大桥沉管隧道节段接头剪力键的力学性能.研究结果表明:水平地震作用下也会产生竖向加速度，但竖向加速度值较小；地震作用下剪力键受力最大的是压应力，拉应力相对较小；剪力键拉应力主要集中在剪力键与沉管主体连接的部位，该处易产生拉伸裂缝，水平剪力键的破坏形式主要是拉伸破坏；接头剪力键的布设方向决定了剪力键根部的剪力分布，绝大部分剪力被布设方向和节段位移方向相一致的剪力键所承担.     

强震作用下运营隧道裂损衬砌动力响应分析

运营隧道由于地质因素、施工因素与地下水因素造成衬砌结构带裂缝工作。在地震力作用下,带裂缝的衬砌的安全性难以保证。基于隧道衬砌结构裂损的不同位置和裂缝不同深度的考虑,建立了三维数值有限元模型,采用时程分析的方法研究了衬砌的动力响应。研究表明:①在地震力作用下,隧道衬砌受往复拉压作用;在剪切波作用下,最大弯矩、轴力发生在隧道横截面"X"位置;②带裂缝衬砌在地震力作用下,纵向裂缝处混凝土应力集中,主筋拉应力增大,其他位置内力与完好衬砌响应相同;③随着裂缝的位置不同,对隧道安全性的影响不同,影响顺序由大到小依次为225°、315°、270°;④衬砌初始裂缝深度越深,在地震作用下应力集中情况越严重。     

超长沉管隧道抗震设计及其关键性问题分析

在分析国内外沉管隧道抗震性能研究的基础上,以港珠澳大桥沉管隧道为背景,阐述了超长沉管隧道抗震设计与分析中迫切需要解决的4个关键性问题,即沉管隧道土体与结构相互作用的动力计算方法、非一致地震激励下超长沉管隧道地震响应分析方法、沉管隧道减震控制技术以及沉管隧道振动台试验模拟技术,并指出了沉管隧道工程抗震研究的几个方向.     

沉管隧道的ANASYS三维有限元分析研究

随着社会经济的发展和交通的日益发达,越来越多的水下隧道走入人们的生活,采用沉管法修建水下隧道是一种常用而且先进的施工技术方法。近几年,在国内和国际上采用这种方法的水下隧道越来越多,在设计沉管隧道时,需考虑结构的样式、施工方法、水文地质情况等诸多因素。文中结合广州黄沙至芳村珠江水下隧道工程的工程实例,介绍了基于大型通用有限元软件ANASYS的沉管隧道的三维有限元模拟分析。根据从实际工程中提取的资料和数据,首先对沉管隧道周围(如水、土等)的介质进行了相互作用关系和力学分析的研究,并对其进行了基础理论计算,然后以计算结果为依托,通过建立模型、进行网格的划分、荷载和边界条件的约束和施加对沉管隧道进行数值仿真模拟,从而得到准确合理的分析结果。通过分析结果中的应力、应变图形可以直观的判断出沉管隧道的应力和应变分布情况,从而知道沉管隧道结构容易变形和破坏等的部位和破坏机理,以便于对沉管结构的设计与研究,并为以后的沉管隧道设计研究工作提供参考。     

浅埋大跨度隧道管棚支护进洞三维有限差分法分析

随着隧道施工“新奥法”的日趋成熟,超前大管棚支护是隧道施工中穿越软弱破碎围岩的一种有效的加固施工方法．本文在对管棚法在大跨度极浅埋破碎地层隧道开挖中的加固机理研究的基础上,以某大跨度隧道为例,利用三维有限差分法对隧道开挖后的受力、变形情况进行模拟,分别分析了有无管棚预加固措施对拱顶沉降的影响并与实测拱顶沉降值进行比较,得出管棚能显著抑制破碎围岩地层的变形及拱顶沉降,减少隧道初期支护的变形和受力,保证施工安全．     

砌体结构温度裂缝问题的探讨及其控制措施

针对砌体建筑的墙体温度裂缝问题进行了探讨，调查了温度裂缝产生的部位及形式，分析了墙体温度裂缝的成因，用现有的裂缝计算公式分析了墙体的剪应力，并应用更为有效的有限元方法来解决温度裂缝问题，根据计算结果，提出了温度裂缝的控制措施。     

基于PFC2D隧洞注浆混凝土三点弯曲梁破坏模拟

为研究输水隧洞回填灌浆层混凝土在上部围岩压力的作用下的破坏模式,建立PFC2D隧洞模型分析沉降,利用PFC2D颗粒流程序及该程序自带平行粘结模型,将回填灌浆层混凝土简化为一个三点弯曲梁模型,通过改变给上部圆形加载墙施加不同加载速度和赋予颗粒的平行粘结模量这两个关键因素,研究模型应力,力链,胶结破坏能,以及从微观角度研究加载时颗粒内部位移变化。结果表明:隧洞上部围岩沉降约3.6cm,试件受压使裂纹发展,导致试件内部应力状态发生改变,不同加载速度下产生拉伸裂纹和剪切裂纹,两种类型的裂纹产生时间和数量有较大差别,同时内部力链在裂纹初现时出现集中现象,强、弱力链所代表的接触力减小。裂纹处胶结状态破坏,在不同加载速度和平行粘结模量下胶结破坏能大小各不相同。     

双连拱隧道中隔墙数值模拟分析

针对双连拱隧道在施工过程中的中隔墙受力、变形问题,运用MIDAS GTS 2.6大型有限元程序建立了重庆市高新区森谷路双连拱隧道地层结构法数值模拟计算模型。对双连拱隧道三导洞台阶法开挖具体施工阶段进行数值模拟,同时双连拱隧道中隔墙进行受力变形分析。得到了各施工阶段中隔墙应力及位移变化情况,得出三导洞台阶法开挖工法施工过程中中隔墙应力及竖向位移均呈现"对称—不对称—对称"的分布过程,并对施工过程中可能的风险提出了切实可行的处理措施,以期对双连拱隧道的设计和施工提供一定的理论借鉴。     

隧道洞壁剪应力分布特征及影响因素分析

以隧道围岩位移为参量,推导出仅由围岩变形而产生的隧道洞壁剪应力计算公式.根据隧道洞壁剪应力计算公式可知,影响隧道洞壁剪应力分布的因素有隧道洞壁的部位、围岩弹性模量、隧道半径、锚杆间距、初始地应力因素.本文详细分析了隧道洞壁剪应力的分布特征以及这5个因素对隧道洞壁剪应力分布的影响程度,为隧道的支护设计提供了参考.