扣件式鋼管滿堂支撐體系穩(wěn)定性有限元分析及試驗

第14卷第2期 2000年4月 　華　東　船　舶　工　業(yè)　學　院　學　報 journalofeastchinashipbuildinginstitute 　 vol114no12 apr.2000 　　　　　　 文章編號:1006-1088(2000)02-0014-05 大型板架穩(wěn)定性的有限元分析 郭　達,　　謝祚水,　　俞銘華 (華東船舶工業(yè)學院船舶與建筑工程系,江蘇　鎮(zhèn)江　212003) 摘　要:根據有限元法的原理,編制了計算大型板架穩(wěn)定性的程序。介紹了有限元程序的編制過程和 使用方法,最后給出算例并進行了解析法與有限元法的比較。 關鍵詞:板架;有限元法;程序設計;穩(wěn)定性 中圖分類號:o241.82　　　　　　　　文獻標識碼:a 1　有限元法解板架穩(wěn)定性問

結合g105線連平內莞邊坡修復工程實例,對高邊坡穩(wěn)定性有限元分析方法進行了系統(tǒng)分析,以期能為相關技術人員提供有益參考。

多支撐擋墻邊坡穩(wěn)定性的強度參數(shù)折減有限元分析——探討了強度參數(shù)折減二維有限元方法在深基坑工程中具多支撐擋土結構邊坡穩(wěn)定性分析中的應用。分析了擋土結構不同嵌固深度和支點條件對穩(wěn)定性的影響，并與簡單圓弧滑動條分法和畢肖普法計算結果進行了對比。研究...

針對水電站壓力鋼管的抗外壓穩(wěn)定問題,提出了半解析有限元法。該方法具有計算量小、計算精度高、收斂速度快等優(yōu)點。采用半解析有限元法對九甸峽水電站埋藏式壓力鋼管進行了外壓穩(wěn)定性計算,并將計算結果與米賽斯法、文敦白法和賴-范法的計算結果進行了比較分析。研究表明,半解析有限元法考慮加勁環(huán)嵌固作用比考慮加勁環(huán)簡支作用的計算結果大,而與米賽斯法、文敦白法結果相近。在實際施工中,應采取有效施工工藝,使加勁環(huán)對鋼管的約束更接近于嵌固作用,從而提高壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定性。

為研究扣件式鋼管模板支架的力學性能,對模板支架空間結構體系進行一系列足尺試驗研究,得到不同工況下模板支架的極限承載力、破壞模式及頂層節(jié)點的荷載-位移曲線?？梢钥闯?5個工況中,工況1因未設置剪刀撐而使其承載力最小;由于步距的減小,工況4的穩(wěn)定承載力較工況3提高13.8%;而橫距的減小,使工況5的穩(wěn)定承載力較工況4提高3%;模板支架的失穩(wěn)屬整體失穩(wěn),剪刀撐的布置對其失穩(wěn)模式有著重要的影響,在后續(xù)的研究中,尚需確定模板支架的標準構造,然后對其開展一系列的試驗和理論研究;模板支架屬于鋼結構范疇,建議在設計計算時,采用有側移框架理論并考慮節(jié)點的半剛性對其進行設計計算。

本文采用abaqus大型非線性有限元軟件,對帶栓釘新型組合墻板的整體穩(wěn)定問題進行研究,考慮了組合板的初始缺陷和材料非線性,運用弧長法對單向軸壓下組合墻板整體穩(wěn)定極限承載能力進行計算,得出了組合板的整體穩(wěn)定極限承載力隨各參數(shù)變化的規(guī)律和整體破壞形式。

巖體的穩(wěn)定性分析是工程地質和巖體力學非常重要的研究課題,而噴錨支護和襯砌對隧洞圍巖穩(wěn)定性起到重要的作用。通過有限元模擬了隧洞在施工過程和運行過程中圍巖和襯砌結構變形規(guī)律,為圍巖和結構穩(wěn)定性分析提供依據。

筒型基礎防波堤是一種新型港口與海岸工程結構,依靠下部筒型基礎沉入土中維持結構穩(wěn)定。結合實際工程,建立筒型基礎防波堤穩(wěn)定性分析的三維彈塑性有限元模型。根據筒型基礎防波堤的結構特性,建議此種結構穩(wěn)定性分析的4種判別標準,分別為極限承載力判別標準、基于p-s曲線出現(xiàn)較明顯拐點的判別標準、基于允許變位的判別標準和基于筒底脫離的臨界點的判別標準。通過有限元分析結果得出各種判別標準下結構的安全系數(shù)。結果表明在設計波浪力以內,結構的位移很小,p-s曲線為線性,說明這種新型結構具有很好的穩(wěn)定性。并且通過分析極限狀態(tài)下結構位移場的分布,得出這種新型防波堤的失穩(wěn)模式為繞基礎筒底以下某點發(fā)生轉動失穩(wěn)。研究成果可為這種新型結構的穩(wěn)定性分析提供借鑒和參考。

目前關于巖溶區(qū)樁基礎穩(wěn)定性問題的研究較少,本文通過對張花高速公路某一段不良地質段的具體研究,利用有限元分析方法,對地質工程參數(shù)、樁基礎自身參數(shù)等進行變化,探究各因素與溶洞臨界厚度、臨界嵌固力的規(guī)律,為施工中樁基礎的合理設計及路線選取提供了理論參考。

堆載預壓法加固軟基土體穩(wěn)定性的有限元分析——堆載預壓過程中，進行相應的穩(wěn)定分析對于控制加載速率、確定加載高度是必須進行的一項工作，采用有限單元法對此進行了探討，詳細闡述了有限元理論分析邊坡穩(wěn)定的幾種重要因素，并考慮分步堆載的特點，模擬堆載過程...

水工引水隧洞施工過程中,常發(fā)生塌方、突涌水和巖爆等不良地質問題,直接對施工安全和工程進度造成嚴重影響。為準確預判圍巖穩(wěn)定性防止發(fā)生事故,施工開挖過程中圍巖穩(wěn)定性分析十分重要。文章結合工程實例,考慮多種地質條件和內水壓力等因素,選取典型斷面模擬隧洞在開挖和支護等多種工況下的應力變形計算分析,結論對指導引水隧洞圍巖穩(wěn)定性分析研究具有一定的指導價值。

水工引水隧洞施工過程中,常發(fā)生塌方、突涌水和巖爆等不良地質問題,直接對施工安全和工程進度造成嚴重影響.為準確預判圍巖穩(wěn)定性防止發(fā)生事故,施工開挖過程中圍巖穩(wěn)定性分析十分重要.文章結合工程實例,考慮多種地質條件和內水壓力等因素,選取典型斷面模擬隧洞在開挖和支護等多種工況下的應力變形計算分析,結論對指導引水隧洞圍巖穩(wěn)定性分析研究具有一定的指導價值.

某礦山礦體埋深大,圍巖穩(wěn)定性差,基于巷道空間位置的復雜性和安全性考慮,采用巖體彈塑性破壞drucker-prager(簡稱d-p準則)準則,通過ansys8.0有限元程序分析軟件,進行三維非線性有限元數(shù)值模擬,對礦山主巷道的位移場、應力場進行數(shù)值分析,分析在應力場發(fā)生變化的條件下主巷道的塑性區(qū),確定了巷道變形及圍巖應力隨著巷道埋深變化的關系。對主巷道穩(wěn)定性進行分析和評估,最終確定了巷道穩(wěn)定性隨巷道埋深變化時主要影響部位及因素,可為礦山確定巷道支護參數(shù)提供指導。

施工階段斜拉橋的顫振穩(wěn)定性已成為一個倍受關注的重要工程問題。運用多模態(tài)顫振的有限元分析方法,進行了施工階段的顫振穩(wěn)定性分析,并探討了施工階段斜拉橋結構動力特性和顫振穩(wěn)定性的變化規(guī)律。

將有限元強度折減法與abaqus軟件相結合,分析軟弱夾層、泊松比和剪脹角對邊坡強度折減系數(shù)的影響。結果表明:含夾層的強度安全系數(shù)比不含弱夾層的邊坡安全系數(shù)小；此外,強度安全系數(shù)隨著剪脹角增大而增大。

為了掌握巖質高邊坡開挖過程中的位移變形,應力應變規(guī)律,本文采用赤平極射投影法（stereographicprojection）與midas/gts有限元分析相結合的簡化物理模型,對清鎮(zhèn)職教城巖質高邊坡的穩(wěn)定性進行分析和判斷。根據數(shù)值分析結果診斷巖質高邊坡開挖后的地質缺陷部位,采用有限元分析和極限平衡法去優(yōu)化邊坡設計、評價支護后邊坡穩(wěn)定性。

采用有限元方法對邊坡開挖進行數(shù)值計算,得到開挖后邊坡的變形情況,并通過抗剪強度折減技術對開挖后的邊坡材料進行強度折減,得到邊坡破壞時的臨界滑面和安全系數(shù)。有限元方法的計算結果不但能評價邊坡的穩(wěn)定性,還可得到潛在的危險區(qū)域,對邊坡開挖施工有一定指導意義。

隨著中國工程建設局面的不斷展開,目前鐵路、水利工程等遇到越多的圍巖穩(wěn)定問題,故隧洞巖體結構的穩(wěn)定性分析有著非常重要的作用,文章結合引水隧洞開挖的初期支護施工過程,對引水隧洞不同圍巖類別在開挖和初期支護結構的施工過程進行模擬,計算開挖施工過程3種不同工況下圍巖頂拱及側向的塑形變形,分析其分布規(guī)律,計算成果為初期支護過程圍巖的穩(wěn)定性提供分析依據。

以大平掌銅多金屬礦山為背景,利用ansys有限元軟件和強度折減法,研究了采場東部巖質邊坡的穩(wěn)定性。該數(shù)值分析方法較好地反映出了巖質邊坡受軟弱夾層及結構面控制的破壞機制。通過模擬,在僅考慮在自重應力的作用下,得出邊坡安全系數(shù)為1.0~1.05,說明邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),需及時進行加固處理。

強夯碎石墩復合地基已經在工程中得到應用,但理論研究遠遠落后于工程實踐。采用有限元數(shù)值分析方法,就碎石墩墩形、過渡區(qū)厚度、置換率、墩體長度等因素對復合地基上路堤穩(wěn)定性的影響進行了定量分析。分析結果表明,強夯碎石墩的加固作用明顯,在相同的置換率下采用少墩粗徑可以獲得更好的加固效果。

先以滲流-應力耦合分析求出,降雨入滲條件下邊坡的應力、位移、孔隙水壓力等情況;再以重度增大法為依據,結合非飽和土強度理論,求出邊坡破壞時的極限荷載因子。結果表明,降雨入滲情況下,由于孔隙水壓力的改變,邊坡極限荷載因子顯著減小,穩(wěn)定性顯著降低;隨降雨強度或持續(xù)時間的增大,穩(wěn)定性降低。

以引洮供水一期工程總干渠4號渡槽為工程背景,采用midas有限元分析軟件對扣件式鋼管支架進行了有限元分析。分析結果表明,渡槽支架構件均滿足強度和穩(wěn)定要求,并具有足夠的安全儲備,對同類結構的設計與計算工作具有一定理論指導作用。