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.     

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.     

基于Hoek-Brown强度准则的隧道围岩参数智能反分析

岩体力学参数的合理确定是隧道工程中一项基础性工作,也是隧道施工过程中存在的一个重要问题,直接关系到分析结果的正确性和可靠性,反分析作为一种可以较好地确定岩体力学参数的方法,在岩土工程领域得到广泛应用.本文基于Hoek-Brown强度准则,首先利用敏感性分析理论对Hoek-Brown准则中4个参数进行了敏感性分析,然后编制遗传-粒子群反分析程序进行隧道围岩物性参数的反分析.基于反演分析得到的围岩力学参数,对下一步施工产生的影响进行预测,取得了良好效果,验证了所提方法准确、可靠,具有一定的适用性.     

地球物理反问题的自适应均匀优化算法

针对地球物理反问题存在非线性和多参数性的特点，本通过对目前流行的模拟退火算法选择模型在整个模型空间具有非均匀性特点的分析，采用均匀设计模拟退火方法求解地球物理问题，为了使该方法便于应用，提出了模型不同分量的温度参数和退火过程的选取方式，提出了温度参数的具体计算方法，使该反演方法具有自适应的特点，理论和实际资料的试算表明了该方法的正确有效性。     

基于灵敏度分析的地基沉降反演参数优化

土工参数的反分析对地基沉降的准确计算和预测意义很大,但是现有的土体非线性本构模型涉及的计算参数较多,造成了参数反分析的困难甚至误差.基于系统灵敏度分析原理,以一个实际工程为例,说明了E-v模型和E-B模型中计算参数的灵敏度分析的方法,并通过灵敏度分析方法,确定了E-v模型和E-B模型合理的沉降反分析的参数,大大提高了反分析的效率.     

基于有限元法的高混凝土坝温度场反馈分析模型探讨

高混凝土坝温度应力是导致坝体上游劈头裂缝以及内部贯穿裂缝的重要原因.如何依据实测资料正确反馈分析温度场,是计算大坝真实应力状态、全面评价大坝安全可靠度首要解决的问题.探讨了基于有限元法的温度场反馈分析模型,给出了边界条件、施工参数、材料参数等的确定方法;提出了两种推算实际库水温度变化的近似方法;指出反馈模型调整的关键问题在于通水冷却、坝踵附近边界条件及基岩温度;最后通过索风营重力坝对反馈分析模型进行了应用验证.     

冻结温度场的叠加计算与计算机方法

利用圆管稳定导热模型，将冻结区和降温区温度场的计算统一起来，方便地进行任意点的温度计算与分析；根据温差导热原理，建立了两根冻结管及多根冻结管下的温度场叠加计算公式，并利用计算机方法实现冻结管偏斜条件下，离散区域内各节点温度的计算与分析；模拟计算和工程实例分析都表明该分析方法方便、可行，为实现冻结法施工温度场分析信息化监控提供了基础。     

基于遗传算法的混凝土热学参数反分析及其应用

根据曹娥江大闸施工现场实测的温度值,利用遗传算法对大闸混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土热学性能的参数.通过这些参数,利用三维有限元仿真计算程序对施工现场混凝土温度场进行反馈计算,确定温控防裂措施,指导后续闸墩施工.反演结果表明,遗传算法作为一种优化算法,具有收敛速度快、效果好等特点.周7,表1,参11.     

类比法分析预测井筒冻结效果实例应用

张集煤矿先后施工中央区第二副井、东区进风井2个井筒,本文通过分析第二副井相关冻结参数及井筒开挖实际情况来计算不同层位冻土发展速度,进而类比预测东进风井井筒冻结交圈和控制层位有效冻结壁厚度、井帮温度,为下一步工作提供依据。     

跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

针对跨越运营地铁隧道的超大面积深基坑建立了大型三维有限元模型,并对基坑开挖引起的周边环境和隧道变形进行分析.根据工程的重要性和信息化施工的需要,利用施工过程的变形监测数据,使用单纯形法对其土体参数进行了反分析.根据编制的单纯形反分析程序和有限元方法计算得到了相关的土体参数,并预测了基坑开挖最终引起的隧道隆起量.结果表明,计算所得隧道隆起预测结果与实际监测数据较为接近.     

纤维素纤维对水工混凝土绝热温升影响的试验研究

通过对纤维素纤维水工混凝土绝热温升的试验研究,探讨了纤维素纤维对水工混凝土水化热的影响。结果表明:纤维素纤维在水工混凝土中能降低1 d时间前的绝热温升,升高了1 d后的绝热温升,随着混凝土中纤维素纤维掺量的增加,更能够增加这个趋势。加入纤维素纤维后再加入致密剂,能够降低水工混凝土1 d后绝热温升值。     

基于等效时间的混凝土绝热温升

对不同养护温度下的混凝土绝热温升进行了研究,采用化学反应速率描述环境温度对混凝土绝热温升的影响,探讨了化学反应速率与养护温度之间的关系．引入等效时间的概念,根据Arrhenius函数和指数函数研究水化热化学反应速率随温度的变化,最后采用反演分析方法中的最小二乘法回归分析试验数据,确定绝热温升和等效时间的关系式．结果表明,温度对混凝土水化热最高绝热温升影响不大,对于某种混凝土存在唯一的绝热温升与等效时间关系曲线,可以用等效时间描述温度对混凝土绝热温升的影响．     

基于Neumann展开Monte-Carlo有限元法的混凝土施工期温度场分析

利用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法,对混凝土绝热温升、大气热交换系数、热传导系数、大气温度等参数同时具有随机性的大体积混凝土施工期温度场问题进行了分析,由计算结果可知,影响浇筑过程最高温度的主要因素是绝热温升和大气温度。     

大体积混凝土绝热温升表达式的推导与试验分析

由固体热传导理论可知,大体积混凝土绝热温升仅与其中的水泥水化放热规律有关。在化学反应过程中,温度对化学反应速率的影响服从Arrhenius方程。因此,根据水泥恒温水化放热规律和水泥水化放热行为的温度效应,可以预测任意温度条件下任一时刻水化放热总量,进而推导出大体积混凝土绝热温升表达式。试验验证采用10 mm木胶板内衬100 mm聚苯乙烯泡沫板和3 mm胶合板模拟绝热状态。最后得出大体积混凝土绝热温升表达式可以用双曲函数或复合指数函数表达,而因双曲函数形式上要比复合指数函数简单,建议使用双曲函数表达式。     

高强度混凝土水化热的研究

为了解高强度混凝土水化热温度的特点,从而为今后同类材料结构的温度控制打下基础,本文采用实测数据研究与理论分析相结合的方法,比较了高强度混凝土与普通混凝土在绝热温升和实测温度值方面的区别,论述了水化热温升对高强度混凝土强度发展的不利影响和对高强度混凝土冬季施工的有利影响,并讨论提出了高强度混凝土的温度控制标准,文章认为,对厚度超过1m的高强混凝土构件,应当采取相应的温度控制措施,控制构件的最高温度不超过70℃,构件内外最大温差不超过30℃。     

冷却水管在泄洪闸闸墩施工期温控中的应用

施工期通冷却水可降低大体积混凝土早期水化热,是成熟的冷却方法,闸墩结构中应用较少.本文结合白沙水库溢洪道闸墩结构中的冷却水管降温方案的设计,通过对水管冷却的热工计算,分析冷却水管冷却的降温幅度,对比相同施工环境条件下是否采用冷却水管的实际温度变化过程,表明水管冷却在泄洪闸闸墩施工期温度控制中使用可有效降低混凝土温度峰值,对闸墩结构的防裂具有重要意义.     

水化热引起的大体积混凝土墙应力与开裂分析

应用基于Arrhenius理论的混凝土绝热温升和徐变模型，考虑温度对早期混凝土水化热化学反应速率和徐变特性的影响，研究了大体积混凝土墙的温度应力和温度开裂问题，并提出了求解非线性微分方程的半解析法。研究中采用Bazant教授提出的裂缝带模型计算温度裂缝，采用半解析迭代法逐步加载计算温度、应力和裂缝的产生与扩展。研究结果表明，浇筑温度极大地影响材料的热学力学性质和结构的温升、温度应力和开裂。研究还揭示了不同养护地温度、应力和开裂的影响。     

水化热引起的大体积混凝土墙温度分析

根据已提出的考虑混凝土化学反应速度的热传导方程新理论，分析了水化热引起的大体积混凝土墙的温度场，给出了该问题非线性热传导方程的解析迭代公式，研究中，绝热温升采用了基于Arrhenius理论的有效时间的函数，从而导致求解非线性热传导方程，从计算结果得出如下结论：（a)浇筑温度对大体积混凝土墙的最高温升有显著影响，浇筑温度越高，混凝土墙的内外最大温差越大；（b)由于混凝土的导热系数低，墙中心的温度高于其表面温度，这将导致混凝土墙横断面上不同位置在不同时刻具有不同的水化热化学反应速率；（c）水化热化学反应速率随温度升高而加快，从而使混凝土硬化速度加快，初凝和最终凝固时间缩短，因此，在炎热气候条件下宜采用低热水泥。     

混凝土绝热温升测试仪的研制及其应用

混凝土的绝热温升及其变化规律是计算温度应力、进行仿真计算的重要参数。研制了一套混凝土绝热温升测试仪，并编制了专业软件。对福建溪柄的碾压混凝土做了测试，给出了绝热温升随时间的变化规律。实验表明，文中提出的二级跟踪加热法以及采用的模拟滤波、数宇滤波和双层屏蔽浮地法等各种提高实验精度的措施达到了预期目的。软件功能强使用方便。     

混凝土水化放热模型的实验分析和计算

大体积混凝土因早期水化热引起的温度场 会导致开裂, 影响结构安全和正常使用, 其中混凝土热学参数的准确性会直接影响混凝土温度场计算的准确性. 从胶凝材料水化反应机理出发, 基于化学反应动力学原理及不同矿物组成的水泥水化热实验数据, 提出了一种考虑粉煤灰掺入和温度影响的混凝土水化放热模型. 该模型可以准确地反映混凝土水化放热量及温升随龄期的变化, 且与实测值吻合良好.