动力作用下加筋土挡墙的数值模拟

通过引入筋—土、面板—土、面板—面板接触单元,建立由土体单元、接触单元、面板单元和加筋材单元组合的加筋土挡墙有限元模型,用ANSYS对一足尺加筋土挡墙进行了有限元数值模拟．主要研究了地震荷载的频率成分和最大水平加速度对加筋土挡墙地震下性能的影响,得出了一些关于加筋土挡墙动力响应的定性结论．     

条带式加筋土挡墙力学性能模型试验及数值模拟

通过室内模型试验对条带式加筋土挡墙的作用机理进行探讨.测试挡墙面板的水平位移、侧向土压力以及筋带轴向应变在填土表面局部逐级加载情况下的变化情况,并利用有限元软件进行数值模拟.数值模拟与模型试验结果一致表明,土体中加入筋体材料能明显提高其稳定性;在各级荷载作用下挡墙面板的侧向土压力沿墙高向下逐渐增大,而侧向位移沿墙高向下则逐渐减小;筋带的轴向应变呈单峰状分布.模型试验中,局部逐级荷载作用下,挡墙面板的侧向土压力增量沿墙高向下逐渐增大;侧向位移增量明显上部大于下部;筋带沿其轴向应变的增量先增大后减小.     

软土地基上加筋挡土墙的破坏机理探讨

基于Bergado在泰国曼谷做的加筋挡土墙的原型试验,采用HSS本构关系的有限元法进行数值模拟,探讨软土地基上加筋挡土墙的破坏机理。研究结果表明:采用HSS模型计算的模拟数据与实测数据更加吻合;采用强度折减法分析软土地基上加筋挡土墙的稳定性更加贴近实际;硬土上的加筋挡土破坏模式主要有倾覆破坏和滑移破坏,而软土上的破坏模式有三种,墙身倾覆破坏、地基土深层滑动破坏和地基土整体失稳破坏。至于墙身先破坏还是地基土先破坏主要取决于筋土组合体与地基土的相对稳定性,而相对稳定性又受加筋体间距、长度和地基土强度的综合影响。建议设计人员不可生搬硬套规范,而应综合分析多种影响因素采用有限元法补充计算,对于重要工程应该采用两种以上不同力学模型的有限元软件进行补充计算。     

滑坡稳定性三维数值模拟分析

滑坡作为地过表层的三维地质体,应最大程度逼近实际边界条件评价其稳定状态,同时,由于滑坡不同部位结构构造存在差异,应用不同的稳定系数评价其不同部位的稳定状态。在滑坡稳定性分析方法研究现状对比分析的基础上,介绍一种简易实用而精度又较高的滑坡稳定性三维数值模拟分析方法,正是为达到此目标的一种探索,分析结果与已有研究成果基本一致,证明这种分析方法具有一定的可信性和优越性。     

沟谷软基区箱涵高路堤变形失稳三维数值模拟

针对沟谷软基区复杂地形、不均匀非等厚软土分布地基,利用更能反映实际问题的三维数值模拟方法,采用Drucker-Prager模型进行数值求解,分析路基的沉降及变形,进行了路基病害机理研究,探讨修筑箱涵通道及高填路基而出现的变形与失稳问题,以及不均匀非等厚软土地基的处理与箱涵路堤反压护道等处治建议.总结了在道路工程建设当中遭遇同类性质问题时,设计与施工应当注意的问题和采取的有效措施.     

秸秆绳加筋软土地基效果数值模拟研究

采用有限元法模拟研究秸秆绳加筋前后软土地基承载力和沉降变形.结果表明:秸秆绳加筋可以改变地基破坏模式,加筋前软土地基为整体剪切破坏,加筋后为局部剪切破坏;秸秆绳加筋可以有效提升软土地基承载力,并减小软土地基在相同荷载作用下产生的沉降变形,减缓地基承载力失效后基础急剧下沉,秸秆绳加筋对软土地基具有积极意义,能够有效地强化...     

海州湾海域三维潮流数值模拟

基于三维河口、陆架、海洋模型(ECOM3D),引入干湿网格法变动边界处理技术,建立三维动边界潮流数值模型.将该模型用于海州湾近岸海域三维潮流场模拟,结果表明,模型计算结果与实测值吻合良好,较好地模拟出此海域M2分潮的潮流场时空分布特点:大部分海域流速在40~65 cm/s之间,垂直流速量级为10-4m/s,最大垂直流速为5.2×10-4m/s.     

三维潮流泥沙运动的一种数值模拟

采用σ坐标变换,将具有自由面的三维非线性潮流微分方程转换为模型所采用的模式方程;运用三角网络有限差分格式,将该模式方程和泥沙扩散方程分别离散,提出了一种新的三维潮流和泥沙运动的数值模拟方法,并与理论解进行了比较,对渤海湾湾顶典型玻潮流流与泥沙运动进行了数值模拟,以较高的辨率揭示了该海域潮流与泥沙运动的典型特征,计算结果与实际吻合良好。     

立柱旋涡三维数值模拟

立轴旋涡的边界条件复杂，存在很难求解的曲线自由水面，三维数值模拟相当困难，目前还未见报道，采用VOF方法处理水气二相流自由表面，通过三维数值模拟描述立轴旋涡的形成过程，用拉格朗日法求解液体颗粒的运动轨道，并给出了压力和流速特性，有利于对立轴旋涡的生成机理和消涡措施作进一步分析。     

返包式土工格栅加筋路堤有限元数值模拟

返包式土工格栅被广泛应用于路堤的加固.本文以某高速公路路堤断面为背景,利用Plaxis有限元软件建立二维分析模型,并结合现场实测数据分析了返包式加筋路堤水平土压力、垂直土压力和格栅拉伸应变等在施工期间的变化规律.发现路基填土在采用土工格栅加强后,有效的调整了不同层位处土体的水平土压力和垂直土压力,施工期间格栅的拉伸应变也一直在合理的范围以内.     

中空夹胶玻璃幕墙爆炸响应的三维数值模拟

针对中空夹胶玻璃幕墙系统爆炸响应问题,考虑玻璃板块间气体层作用及周围支撑部件影响,建立了爆炸冲击波和中空夹胶玻璃幕墙流固耦合的三维精细有限元模型,在高性能计算平台上重现了玻璃幕墙防爆炸原型试验中爆炸冲击波与中空夹胶玻璃幕墙的相互作用过程.研究了爆炸冲击波作用下幕墙的动态响应情况,得到了与试验一致的结果.数值模拟分析为玻璃幕墙结构的抗爆设计与改进提供了参考依据.     

水平-竖向加筋土挡墙作用机理的离散元数值模拟

在水平-竖向（H-V）加筋土挡墙室内模型试验的基础上,采用基于离散元理论的颗粒流软件（PFC）对试验进行了仿真模拟.就PFC模拟得出的挡墙变形和竖筋侧应力等数据,与模型试验结果进行了比较和验证.同时,结合挡墙内部土颗粒位移和应力矢量图研究了H-V土加筋挡墙的作用机理及破裂面形式.
     

高填方路堤土中爆破数值模拟

 由于进行多次、大规模爆破成腔试验研究存在一定难度,本研究采用爆炸流体动力学数值分析方法,模拟土中爆腔形成和周围土体挤密效果。对现场爆破试验采集到的爆炸波波速进行分析,推导出土壤的相关参数,然后采用基于ANSYS/LS-DYNA中多物质ALE 算法,对土中爆破成腔进行分析,得到爆腔大小与土体压实度关系以及爆腔周围土体密度随爆心距变化关系,爆破成腔数值模拟结果与现场爆破试验结果具有较好的一致性。     

高路堤加筋土挡土墙设计

结合广大线弥渡高路堤加筋土挡墙设计,简要介绍了所设计工点的地形、地质等设计原始资料,并叙述了挡土墙的类型及其作用、加筋土的概念及其发展状况、加筋土挡墙的结构组成及其他配套工程的设计情况。重点进行了方案比选和确定设计方案。设计中包括拉筋设计、拉筋抗拔稳定检算、面板和其他构造设计,并对筋土之间摩擦系数的取值方法进行了讨论。     

公路拓宽工程中桩承式加筋挡土墙处置路基的数值分析研究

结合绍诸高速上三段拓宽工程的建设,采用FLAC3D对桩承式加筋土挡墙施工对原路基的影响、新老路基的沉降发展规律进行分析。研究表明,原路基边坡开挖后的卸荷作用会使原路基变形出现回弹;管桩施工对原路基的影响较小;施工后,路基的新增沉降呈“~”形,在路基中心线处新增沉降最小,在拓宽路基部分新增沉降最大。     

水泥土墙复合土钉墙的协同作用机理数值模拟

为进一步明确复合式支护结构间的协同作用机理,以水泥土墙复合土钉墙为研究对象,运用FLAC^3D有限差分软件建立三维模型.在分析工程实例基本作用规律的基础上,以水泥土墙水平位移为衡量指标,利用墙钉比进行数值模拟分析.结果表明:改变墙宽,当墙钉比为7.00%～12.00%时,最大水平位移明显减少;在墙钉比不变的情况下,水泥土墙在基坑边缘时,约束水平位移最为明显,后移影响土钉轴力的发挥;改变土钉倾角,当墙钉比为8.90%～9.20%时,位移明显减少,最大水平位移最小.因此,当墙钉比为8.00%～9.50%时,支护结构受力合理,协同作用效果最好.     

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验

进行了相同软土地基条件下刚/柔性组合墙面和单一柔性墙面加筋土挡墙的离心模型试验,比较分析了挡墙在墙顶均布荷载作用下的工作性状.试验结果表明,在自重及上覆荷载作用下,刚/柔性组合墙面挡墙其刚性墙面仍基本保持垂直,地基最大沉降发生在连接件锚固端位置;而单一柔性墙面挡墙墙面外倾明显,其地基最大沉降位于墙趾位置;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙在工作阶段其墙顶沉降和墙面位移仅为单一柔性墙面挡墙的50%,且前者墙顶不均匀沉降量明显小于后者;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙由于预埋件承担了刚性墙面墙背水平土压力,使得筋材拉力及相应的应变减小;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的刚性墙面在墙体中部弯矩最大,为外侧受拉;而墙顶和墙底附近的弯矩较小,为内侧受拉;刚/柔性组合墙面加筋土挡墙能适应软土地基的大变形,并能更好地承担上覆工作荷载.     

复合土钉墙支护基坑颗粒流数值模拟研究

利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC3d建立基坑开挖土钉支护的三维颗粒流模型,通过分析有复合土钉墙支护基坑和无复合土钉墙支护基坑数值模型的位移场和应力场,研究复合土钉支护基坑开挖过程的规律和土钉支护的机理。由于复合土钉的作用,复合土钉墙支护基坑和无复合土钉支护基坑在变形程度和变形模式等方面存在较大差异。复合土钉墙支护基坑挡墙变形较小,出现“两头小、中间大”的大肚状变形模式,坑底隆起量和墙后土体沉降量相对于无土钉墙支护基坑均较小。利用土拱效应来分析复合土钉支护机理,认为土钉支护作用不仅仅是土钉和土体之间相互拉拔作用,土拱效应才是复合土钉墙支护作用机理的关键。细观机理研究和颗粒流数值模拟为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法。     

基于模型试验和数值模拟的土工格室加固高填路堤稳定性：以新疆G216线民丰段为例

为研究土工格室加固高填路堤的稳定性,通过开展室内模型试验,分析了在持续荷载作用下素土边坡和土工格室加固高填路堤边坡的沉降量和最大水平位移;基于室内模型试验,建立有限元模型,分析了不同加固条件下的坡顶沉降量、最大水平位移及土工格室应变,研究了土工格室高度、铺设间距以及不同铺设部位对高填路堤稳定性的影响。结果表明:铺设土工格室能降低边坡土体的沉降量和最大水平位移,进而提高边坡的承载力;素土边坡剪应变自坡顶至坡脚形成贯通的滑移带,铺设土工格室后,滑移带的位置由边坡表层深入坡体内部,且滑移带未完全贯通;增加土工格室的高度,边坡的沉降量和最大水平位移先减小后趋于稳定,安全系数先增大后逐渐平缓;边坡的沉降量、最大水平位移随土工格室铺设间距的增大而增大;减小土工格室铺设间距0.6~0.7倍,最大水平位移降低1.5~2倍,坡顶沉降量减小1.5~1.8倍,安全系数增大1.1~1.3倍。高填土路堤的侧向位移主要发生在边坡底部H/3处,在边坡底部H/3处减小土工格室的铺设间距、增加土工格室的高度能更好约束侧向位移和沉降量,是提高路堤稳定性更为经济合理的加筋方案。