PVC板桩支护结构的长期变形特性及设计方法

研究了PVC板桩作为基坑板桩支护结构的特性及设计理论。首先阐述了PVC板桩的制造过程,对比分析了PVC板桩与钢板桩的材料性能。在此基础上,对PVC板桩的模量进行适当折减,建立PVC板桩悬臂和单支点基坑支护二维数值模型,探讨了不同支护结构形式、土体强度等因素对PVC板桩支护结构最大支护深度及最小嵌固深度的影响。研究结果表明:PVC板桩刚度较小,且具有蠕变性,将其应用于长期支护结构,应采用按变形控制的设计方法。PVC板桩悬臂支护适用支护深度为1～3 m,单支点支护适用支护深度为1～5 m。PVC板桩最大支护深度与粘聚力近似呈线性关系,且基坑支护结构形式对PVC板桩基坑支护体系影响最大。     

基于多项式混沌展开法的随机多孔介质内流体自然对流不确定性研究

发展了一种基于Karhunen-Loeve展开与多项式混沌展开的随机多孔介质内流体自然对流不确定性分析数理模型及有限元数值模拟程序框架,该方法利用Karhunen-Loeve展开表达输入随机场,利用多项式混沌展开法表达输出随机场;同时利用谱分解技术将随机多孔介质中的随机方程转化为一组确定性方程,并对每个多项式混沌进行求解。最后采用随机映射法求解相应的确定性控制方程中的混沌系数,得到数值解的统计结果。该方法的预测结果与蒙特卡罗方法得到的结果进行比较表明,多项式混沌方法可以有效地模拟不确定性在多孔介质流体流动与传热中的传播。     

基于GEMTIP模型的CR三维有限元数值模拟

本文提出了基于广义等效介质激电(GEMTIP)模型的复电阻率三维有限元数值模拟方法,首先介绍了GEMTIP模型及在不同参数影响下的复电阻率变化特征,而后给出双点电源的复电阻率法三维正演所满足的变分问题,采用六面体单元对研究区域进行网格剖分,在单元内对复电位、复电导率均进行线性插值,将变分方程转为线性方程组;采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解线性方程组,得到异常复电位值.设计一个两层极化大地模型,将数值解与解析解进行对比,验证了文中算法的正确性.设计两个典型地电模型的数值模拟结果表明,采用GEMTIP模型研究宏观尺度下的激电效应是有效的,可为进一步研究复电阻率异常响应特征提供一种新的途径.     

矩形隧道叠落穿越超高压燃气管的安全分析

北京地铁6号线草房-终点区间矩形隧道叠落穿越超高压燃气管线,周边环境复杂,隧道与管线净距仅为1.6 m;根据工期要求必须先施工上面的出入线,后施工下面的正线隧道.为了保证管线及隧道的安全,利用有限元软件对处理效果进行了模拟分析,并分别从方案选取、数值分析、施工工艺、地面加固、洞内支护等方面进行比选,最终确定了区间穿越超高压燃气管采用洞顶深孔注浆+中洞法分步开挖+出入线底板注浆的矿山法方案.从最终监控量测数据表明:本工程采取的设计方案、施工措施合理、经济,隧道及管线变形均未超过安全性要求,结论对城市地铁类似工程的设计和施工具有参考与指导意义.     

辊压方式对圆锯片稳定性的影响

采用有限元法研究新的适张方法对圆锯片稳定性的影响.新适张方法为径向辊压和切向辊压,通过与环形辊压比较来研究其对圆锯片稳定性的影响.研究结果表明径向辊压产生的应力状态不利于提高锯片的稳定性,同时锯片辊压后平整性差,受轴向载荷作用时,端面变形量大;而切向辊压在锯片上形成的应力状态利于提高锯片的稳定性,同时锯片辊压后平整性好,受轴向载荷作用时,端面变形量小.结果证明切向辊压效果明显,是一种有效的辊压方式.     

基于Workbench的三角闸门底枢分析

作为三角闸门的主要承重和支撑部件,门枢对闸门的正常运转起着重要作用.受工作环境等方面的影响,底枢又是门枢中较易损坏的部件.如何更为准确地计算出门枢应力成为一个复杂的问题.文章以泰州引江河船闸下游三角闸门为例,综合考虑重力、浮力、水压等主要因素,并结合有限元分析软件Workbench,计算出底枢部件的应力、变形等,为后期的设计和闸门日常维护提供了重要依据.     

某拱坝结构非线性有限元稳定性分析

为分析拱坝坝体与坝肩稳定性,通过建立三维非线性有限元计算模型,计算了基本荷载组合、特殊荷载组合两种工况下拱坝的位移和应力.依据数值计算结果,绘制了位移等及应力等值线,采用有限元分析法分析了坝体应力结果,并从超载安全系数法和点强度储备安全系数法两个角度探讨了坝肩岩体的稳定性,结果表明：1）拱坝的最大位移发生在顺流方向,最大位移值为8.95 mm;2）正常蓄水水位和校核洪水水位时坝体的最大拉、压应力均满足容许应力要求;3）坝肩岩体的安全系数为3.8,满足安全要求.     

已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验研究

通过对一根已服役20年的预应力混凝土空心板梁单元静力承载力试验室试验,研究该梁单元在不同荷载工况作用下各个截面的挠度情况和混凝土应变,获得该梁单元的静力承载力情况;同时利用有限元分析软件ANSYS建立预应力混凝土空心板梁单元的有限元模型,分析在不同荷载工况作用下梁截面的挠度和混凝土应变,试验分析结果和理论计算结果进行对比分析,以此进行已服役20年结构的耐久性能评估并对结构整体性能进行评定。     

基于Midas Civil的承台大体积混凝土温度控制及数值分析

大体积混凝土结构在施工过程中,由于混凝土的水化热反应,易出现内外温差,产生过大的温度应力,进而引起温度裂缝。针对混凝土水化热问题,以兑房河特大桥5#墩为例,提出承台大体积混凝土布设冷却管的温控方案,利用有限元软件Midas Civil进行水化热数值分析,并将理论计算值与现场温度监测结果进行对比分析。实践表明,兑房河特大桥承台在施工过程中采取的温控措施,取得了较好的效果,并为类似工程提供一定的指导意义。     

基于非球面的纹影系统设计

在大口径纹影系统中,主反射镜通常采用球面反射镜,球面反射镜虽然加工成本低但像质差一些.我们设计的纹影系统主反射镜采用抛物面反射镜,对由两个抛物面反射镜组成的纹影系统和两个球面反射镜组成的纹影系统的像质和像面照度均匀性进行了对比,对环境如气压和温度对窗口的影响进行了有限元分析.设计结果表明：主反射镜采用抛物面反射镜像面上的光斑均匀性优于主反射镜采用球面反射镜的纹影系统.