砂土地基触地爆炸的SPH-FEM耦合分析方法

针对砂土地基触地爆炸问题,在LS-DYNA框架内建立了有限元法和光滑质点流体动力学法相耦合的数值分析方法SPH-FEM。该耦合法结合了FEM的高计算效率和SPH在处理土体爆炸大变形方面的优势,通过精确捕捉SPH粒子的运动,可以直观再现爆坑形态的发展全过程,适合描述爆炸大变形问题。数值结果显示,爆炸波在近区表现的强间断冲击波,是造成土体流动大变形的重要因素; 土体参数在正常范围的浮动对爆坑尺寸具有一定影响,在设计应用时应予以考虑。利用SPH-FEM耦合法计算得到的爆坑形态和尺寸与ConWep程序经验数据基本一致,验证了SPH-FEM耦合法在分析触地爆炸问题中的正确性。     

砂土地基承载力分析

以陕西榆林地区常见砂土地基为例,通过现场原位测试和室内土工试验结果,对砂土地基进行详细分析。分析结果表明：本地区砂土承载力较小,大概为120KPa左右,弹性模量为8MPa左右,场地下伏基岩面起伏较大,受自然地形影响,拟建构筑物范围内,填土厚度变化幅度较大,存在不均匀地基问题,因场地存在半岩半土不均匀地基,建议对全风化基岩进行超挖,基础底面应设置一定厚度褥垫层,来协调不均匀沉降。     

砂类土层中地下结构浮力的模型试验

通过模型试验的方法,对砂土地基中地下水浮力的力学效应进行分析,探讨了不同孔隙率下地下水浮力的变化规律和地下建筑结构所受浮力随水位的动态变化过程.试验结果表明:随着水位增加,水浮力呈现增长趋势,砂土地基孔隙率的大小对地下水的浮力未见明显影响,说明规范中规定,对砂类土层中按静水压力计算地下工程所受浮力是可行的.     

细粒含量对饱和砂土静态液化失稳特性影响的三轴试验研究

通过开展三轴固结不排水剪切试验,研究了初始相对密实度、黏土掺量及固结方式对含细粒砂土静态液化特性的影响。纯丰浦砂试验结果表明,中密和密实试样的应力应变关系呈持续应变硬化特性,孔压先增加后减小到负值,只有在极松散（密实度D_r=5 %）情况才出现持续的应变软化。掺入一定量上海黏土的丰浦砂试样试验结果表明,在细粒含量不高条件下,细粒含量增加导致砂土更易发生应变软化。基于试验结果以及计算得到的二阶功变化情况,获得了砂土静态液化失稳触发点对应的应力比。该应力比随试样初始密实度增大而增大,随细粒含量增加而减小,说明砂土越松散、细颗粒含量越高越易触发静态液化失稳。     

袋装砂土加固地基并维护地下管道模型试验研究

袋装砂土地基加固技术的应用十分广泛。为了研究袋装砂土对地基的加固作用及对地下管道的保护效果,进行了袋装砂土加固地基并维护地下管道的室内模型试验。试验对比了有加固和无加固地基、不同砂袋数量以及不同摆放形式下的结果,总结各组试验荷载与沉降以及荷载与应变的变化规律。试验结果表明:(1)拱形截面摆放形式结合地下管道共同作用能大幅提高地基承载力;(2)有效减少地基沉降和不均匀沉降的发生;(3)显著减小地下管道的变形。因此,袋装砂土地基加固法可应用于工程实践,能够提高地基的承载力,并有效维护地下管道设施。     

碎石桩处理软土地基

<正> 碎石桩根据设计的桩径,用工程钻机成孔至预定深度位置,随后向桩孔内投放一定级配的碎石振动后密实至标高,碎石桩及桩间土体形成复合地基,共同承担荷载,提高地基强度,增大地基变形模盘。碎石桩复合地基适用于淤泥质土、粉质砂土、粉土、湿陷性黄土等软土层地基处理,对地下水位较低的粉质土、砂土处理整体效果更好。但是对于含水量比较大的湿软土效果不太理想。1.工程概况扶项高速 NO.2属软弱土层。软弱土层主要由淤泥、淤泥     

砂土地基自由场离心机振动台模型试验

为了观察砂土地基自由场的地震响应情况和检验试验用叠环式模型箱的边界效应影响以及应用效果,在输入地震波(采用K obe波)、离心加速度为50 g的条件下,进行了砂土地基自由场动力离心试验。文中给出了加速度反应和位移反应量测结果,研究了砂土地基的地震反应情况。试验结果表明:叠环式模型箱可以较好地模拟自由场土层的剪切变形,边界效应影响较小;振动台的激振性能、数据量测仪器与采集系统的使用效果均良好,从而为后续有关试验奠定了基础。     

适合渗透海床上的Boussinesq水波数学模型

为了数值研究波浪在渗透海床上的传播特性,基于近似到二阶完全非线性的高阶Boussinesq水波方程,通过引入考虑可渗海床影响的动量方程,将方程拓展到可适用渗透海床情况。对该方程常水深情况下进行了理论分析,并与解析解比较,讨论了方程的相速度及衰减率。在非交错网格下离散该方程,建立了预报—校正的有限差分数值模型。利用数值模型模拟了渗透地形上的波浪传播变形,并与相关实验结果进行了比较,实验结果与数值结果吻合较好,说明这种拓展Boussinesq水波方程至渗透海床情况是合适的。     

砂土边坡的速凝高聚物微型抗滑桩加固效果研究

针对常规混凝土凝固较慢、工期长、施工复杂等缺陷,提出速凝高聚物微型抗滑桩加固边坡的新思路,开展高聚物微型抗滑桩加固砂土边坡的模型试验与数值模拟研究。结果表明,在数值模拟中,将Mohr-Coulomb强度参数转换为Drucker-Prager强度参数时,应力洛德角取0能够更准确地反映边坡岩土体的强度特征;模拟得到的各边坡工况的位移、变形发展过程和破坏特征都与试验结果较为吻合,在一定程度上验证了数值模拟的准确性;在施加了5级水平推力(1 500 N)后,单排高聚物微型抗滑桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了33.4%、33.3%和33.3%,而双排桩加固后的坡脚、坡中和坡顶的实测位移分别比加固前减小了55.9%、53.4%和43.4%。加固前的坡面呈现波浪状的变形特征,加固后的坡体变形显著改善。在水平推力达到1 800 N时,单排桩工况中的桩体断裂,而当水平推力达到2 400 N时,双排桩工况中的后排桩首先发生断裂。研究结果验证了速凝高聚物微型抗滑桩在边坡加固中具有一定有效性和可行性。     

自升式钻井平台穿刺分析

 自升式钻井平台是近海石油和边际油田开发的重要设备。据统计,穿刺事故占自升式钻井平台总事故的比例超过了50%,造成平台严重损坏和人员伤亡。以Arab drill 19自升式钻井平台和中国某自升式钻井平台的穿刺事故为例,分析穿刺事故发生的原因,说明穿刺事故的危害。采用投影面积法,分析了中国某自升式钻井平台在渤海某井位发生穿刺事故的可能性,结果表明,该平台存在较大的穿刺风险,并预测了穿刺后的插桩深度。对比平台实际插桩深度,预测结果存在较大误差。结合穿刺研究的最新成果,分析两者存在误差的原因：实际插桩过程中,桩靴底部将形成砂土塞,该砂土塞会极大地提高土体的极限承载能力,导致实际插桩深度比预测插桩深度浅。