应用非线性有限元软件模拟路基沉降的研究

<正>随着我国经济的迅速发展,新建的公路和铁路越来越多。但是路基沉降一直是困扰铁路和公路建设的一个难题,许多铁路和公路的破坏都是由于路基沉降过大引起的。因此,对于路基沉降的研究是一个很现实的问题。本文,笔者采取非线性有限元软件对路基沉降进行模拟分析,以期能够对同行有所参考。一、理论依据Biot根据连续介质力学基本原理,对土体微分体进行了受力分析,见图1。     

K形地质构造的非线性有限元模拟

本文根据Ｋ形构造形成演化的一般相应的力学理论，建立了张性和压性断裂盆缘盆地中的Ｋ形构造的力学模型，并应用弹性大挠度板理论和非线性有限有线元方法，对所建立的张性和压性断裂盆缘盆地中的Ｋ形构造力学模型做了理论分析和数值模拟。计算结果与实验结果以及实际地质构造均较为一致，表明提出的模型假设是合理的，从而对Ｋ形构造形成的机理在力学上给出了恰当的解释。     

关于公路路基横向不均匀沉降产生的原因及控制措施的探讨

随着我国高速公路建设的逐渐扩展,在其施工过程中较为突出的病害现象则是路基横面的不均匀沉降。因此得到公路施工人员的广泛重视。本文先从公路路基存在横向不均匀沉降的原因进行着手,并针对其产生的原因探索出其有效的防治措施,并作为日后公路施工技术的重要指导依据进行实施。     

地基板非线性力学响应的三维有限元数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS,建立了地基板-地基土相互作用体系的三维有限元模型,通过与实验数据的比较,证实了该模型的正确性与合理性.在此基础上,分析了地基土的材料非线性、地基板-地基土之间的状态非线性、地基板的长宽比以及厚度等因素对地基板非线性响应的影响.结果表明,该模型可以比较真实地反映地基板-地基土相互作用的非线性响应状态.     

空气弹簧力学性态的非线性有限元模拟仿真

利用非线性有限元方法,在国内第一次给出了提速客车上空气弹簧的全实体单元模拟仿真方法.运用ABAQUS软件,给出了详细的力学性态分析过程与结果,通过与实验结果的比较,改进了提速客车空气弹簧设计的方法,并提供了重要的理论依据     

高铁路基后期沉降预测方法的运用分析

针对软土地基沉降周期长,承载力低,沉降变形波动大等特点,以某高铁沉降数据为依托,应用双曲线法、Asaoka法、星野法、GM(1,1)模型进行沉降预测,分析不同时间起点对预测结果的影响.结合实际沉降结果对比分析得出:①负沉降点对预测精度影响较大,沉降预测时最好跳过或删除负沉降,且不易采用负沉降点附近的数据作为参考数据;②双曲线法、Asaoka、GM(1,1)模型较适合于软土地基沉降预测,而星野法拟合效果相对较差;③双曲线法和GM(1,1)模型以停载后5个月为预测时间起点结果较准确,Asaoka法受预测时间起点影响不明显.     

桥头路基沉降的治理技术探究

在台背填料的过程中,填料颗粒中所存在的孔隙是很难清除的,同时公路车辆的荷载作用不仅降低了孔隙率,而且还逐渐增大了填料的密实度,这样就会在很大程度上导致路基沉降。所以,压缩沉降主要是由台背填料的性质决定的。     

单桩横向非线性静力响应的三维有限元数值模拟

利用有限元程序ANSYS，对桩-土相互作用体系中单桩的横向静力响应进行了三维有限元数值模拟．在水平拟静态荷载作用下，分析了土体的非线性，桩-土之间接触面的分离．桩的长宽比等因素．对单桩横向响应的重要影响．最后．通过与Trochanis的数值解作比较。比较真实的反映了．单桩在水平拟静态荷载作用下的响应，以及各种非线性因素在桩-土相互作用体系中所起的作用．     

单向筒芯内模空心楼盖的三维有限元非线性数值模拟分析

为研究单向筒芯内模空心楼盖的受力性能,建立三维有限元模型,对试验过程进行了模拟,结果吻合较好.通过该模型,分析了单向筒芯内模空心楼盖的受力变形机理,探索了应力、应变、变形的分布与变化,探讨了若干参数对单向筒芯内模空心楼盖的力学性能的影响,为更好地进行工程设计提供参考.     

大型回转窑支撑系统的有限元数值模拟

通过ANSYS对回转窑支撑系统的仿真分析，得出了回转窑支撑系统在过盈配合、受弯情况下的托轮、托轮轴、轴瓦的应力分布图、变形图，找出了各零件的破坏原因，并对托轮和轴的过盈配合，轴和轴瓦的问隙配合在不同的级别下的应力情况进行了分析，找出了较为合理的配合。     

排水带加速黄土路基固结沉降的数值模拟研究

【目的】路基填筑过程中产生的沉降及其工后沉降,将会直接影响工程施工质量、工期和后期维护费用。【方法】为探究排水带在三门峡黄土路基的作用效果,运用Settle 3D软件建立数值模型,分析自然、降雨工况下排水带间距对原状和重塑黄土路基固结沉降的影响。【结果】研究结果表明：降雨工况下的沉降量和沉降速率较自然工况下的大,这种现象在原状路基上最为明显;排水带能够显著加快黄土路基的沉降速率,其效果随着排水带间距的缩短而增强;排水带间距由8.0 m缩短为2.0 m时,排水带改善黄土路基的效果达到稳定,间距在0.5～2.0 m之间变化时,其改善效果并不明显。【结论】针对三门峡黄土路基工程,建议排水带间距可选择为2.0 m。     

综合处理软土方法在特殊路基设计中的应用

公路工程时常需要穿越软土地基,这是困扰每一位工程建设者的难题之一。软土是一种常见的土质类型,如果公路工程遇到这种地质环境,就必须采取合理的手段来减少其对公路质量的影响。因此,本文分析了综合处理软土方法在特殊路基设计中的应用。     

高性能夹芯外挂墙板的有限元模拟研究

【目的】为了研究一种多功能实心区域的预制高性能混凝土夹芯外挂墙板的抗弯性能。【方法】利用有限元模拟软件ABAQUS建立试件的有限元模型,并讨论混凝土强度、内外叶板厚度、钢筋间距、钢筋强度对抗弯性能的影响。【结果】结果表明：该新型墙板具有良好的刚性和延性,模拟过程中最大应力部分出现在荷载加载点的纯弯段区域;在总厚度不变的情况下,混凝土强度、内外叶板厚度能明显提高其承载能力;钢筋间距、钢筋强度对承载力基本没有影响。【结论】综上所述,该类型墙板抗弯性能良好,能满足安全使用要求,在实际工程中可以通过提升混凝土强度、内外叶板厚度来获得更加优异的抗弯性能。     

提高公路路基设计质量的措施研究

路基质量直接影响公路路面的强度大小和稳定性强弱。稳固的路基能够为公路使用寿命奠定基础,在提高公路路基质量的各种措施中,科学合理的路基设计方案是前提。本文分析了我国公路路基设计存在的主要问题,然后提出提高公路路基设计质量的针对性措施,以期满足我国公路路基设计要求。     

曲线顶管施工中地表沉降规律数值模拟研究

利用通用的有限元分析软件ABAQUS对大直径矩形顶管的顶进过程中周围土体的扰动情况进行数值模拟,总结了周围土体在顶管施工的影响下产生的应力和位移的规律。建立的有限元单元主要包括顶管隧道单元,上覆土层单元,验证了该单元模型的合理性。分析影响地表沉降的主要因素有泥浆套的摩阻力、机头压力、土体抗力等,在此基础上,对顶管施工引起的地表沉降进行了动态预测,给出了曲线顶管情况下地面沉降的计算公式。     

独立基础下地基非线性沉降的电子表格计算

本文对独立基础下地基的非线性沉降计算方法进行探讨。通过探讨独立基础下地基竖向、水平附加应力和考虑应力历史对地基土体变形模量影响,利用分层总和法,考虑地基沉降计算的非线性特征,采用分级加载,提出了独立基础非线性沉降的计算方法。通过工程实例电子表格的计算与分析,并与规范法计算结果进行比较,表明该方法简单可行。     

沉降观测技术在高层建筑施工中的应用分析

建筑物在施工过程中,随着时间的推移,荷载的增加,会产生沉降变形。建筑物沉降受多种因素影响,沉降时间和荷载力是两个主要因素。本研究结合实际工程项目,针对复杂地质条件下的高层建筑物,详细阐述沉降观测的程序、步骤和精度要求等关键内容,并对建筑物沉降趋势进行预测分析。     

粉砂土路基边坡稳定性影响因素研究

基于粉砂土路基,采用有限元折减强度法研究路基边坡高度、坡度和粘聚力、内摩擦角、回弹模量、剪胀角等力学指标对路基边坡安全稳定系数的影响,给出粉砂土路基边坡稳定性分析时力学指标的推荐值以及路基边坡合理的高度和坡度。结果表明:粉砂土路基填方路基高度小于8m,坡度小于1∶1.25;挖方路基高度小于12m,坡度小于1∶0.7。采用有限元强度折减法分析粉砂土路基边坡的稳定性时,对于路基填土而言,粘聚力取值大于25kPa,内摩擦角大于25°,回弹模量宜取10 000kPa,剪胀角宜取0°;对于地基土而言,粘聚力取值大于5kPa,内摩擦角大于15°,回弹模量宜取10 000kPa,剪胀角宜取0°。     

盾构隧道下穿摩天轮时的地表沉降数值模拟

地铁隧道一般位于城市比较发达的区域,新的地铁隧道不可避免会侧穿(直穿)大型建筑物、构筑物基础。因此,在进行盾构隧道施工时,地表沉降控制是施工质量的一种体现。同时,地表沉降也关系到上部建筑物(构筑物)的安全。本文将摩天轮基础一定范围内土层假定为均质弹塑性体、管片假定为理想弹性体,基于Mohr-Coulomb屈服准则理论构建了盾构隧道下穿摩天轮基础的二维模型,运用ABAQUS有限元软件研究了盾构隧道下穿摩天轮地表沉降问题。     

公路建设中砂性土路基填筑施工工艺研究

目前,砂性土路基在公路工程建设中应用广泛,有效缓解了路基建设料源不足的问题。但是,由于砂性土的特殊性能,为保障施工质量,必须加强施工工艺管理。基于此,本文分析了公路建设中砂性土路基填筑施工工艺,以提高公路工程质量。