软土三轴流变试验的数值模拟技术

在进行软粘土三轴流变试验有限元数值模拟时,引进了切向弹性抗力约束和位移约束关联技术对试验机与试样的接触面进行模拟,研制了相应的有限元计算程序.以上海地区某软土工程的三轴流变试验为实例,进行了有限元数值模拟计算,计算结果与试验所得结果十分相吻合.     

双圆盾构穿越下立交结构的流-固耦合数值模拟

依托上海轨道交通M10线双圆盾构区间隧道工程,对自由场下双圆盾构隧道施工力学行为进行三维有限差分数值模拟,分析了盾构施工地表沉降及超孔隙水压力的特征、量值与范围,并与监测结果进行对比,以得到能够反映施工技术水平的模拟施工参数。将该模拟施工参数应用于下立交下双圆盾构的推进,用以预测盾构掘进对下立交底板的影响。研究结果表明,在三面封闭的条件下,盾构施工引起的正超孔压很难向外界消散、负超孔压也很难得到外界水位的补给;在开挖面前方,底板受到挤压力,且挤压力主要由超孔隙水压力组成;沿横向方向,作用在下立交底板下的超孔隙水压力分布较均匀,而土体颗粒的挤压力则主要分布在其中线附近;下立交结构的刚性位移是引起底板沉降的主要原因,底板变形引起的沉降较小,变形最大值在盾尾脱离时取得。     

土体耦合蠕变模型在基坑数值模拟开挖中的应用

工程实践表明,软黏土地区基坑施工具有显著的时空效应,时间硬化幂函数法则与Druker-Prager屈服破坏准则耦合的蠕变模型可以反映基坑施工中的时间效应。通过室内三轴流变试验数据拟合模型中的参数,并将其用于深基坑工程的施工模拟,重点分析了支护时间对围护结构变形和内力的影响特点。数值计算结果与实测数据吻合较好,可为同类基坑工程设计施工提供参考。     

基坑潜在隆起破裂面的Dijkstra组合优化搜索法

运用弹塑性有限元程序计算基坑围护结构与土体任意一点在开挖前后的应力状态,根据选定的屈服准则计算其极限状态函数值,通过有限元网格节点及其坐标,采用“人机对话”的优化方法选择坑底最大可能的隆起破裂面的起点和终点,通过Dijkstra算法找出基坑土体最可能发生坑底隆起破坏的潜在破裂面的形状及位置,并求出相应的安全系数。大量数值计算和实测资料表明：潜在破裂面终点的位置对围护桩插入比不敏感,而潜在破裂面起点位置则随围护桩入土深度的增加而逐渐靠近围护桩。搜索法得到的潜在破裂面突破了以往人为给定破裂面形状和极限土压力假定的限制,工程算例证实了基于组合优化Dijkstra算法的潜在破裂面搜索法的有效性和实用性。     

软土三轴流变试验的数值仿真

对软粘土三轴流变试验数值仿真时,引进了切向弹性抗力约束和位移约束关联技术对试验机与试样的接触面进行模拟,研制了相应的有限元计算程序。以上海地区某软土工程的三轴流变试验为实例,进行了有限元数值仿真计算,计算结果与试验所得结果十分相吻合。     

确定深基坑隆起破坏面的优化方法

采用有限元程序求得深基坑支护结构和土体开挖前后的应力状态以及土体任一点处的极限状态函数值;运用人工参与的优化方法选择坑底最大可能隆起破坏的起点与终点以及潜在隆起破裂面的形状和位置,并计算相应的安全系数。计算表明,潜在破裂面终点的位置对围护桩插入比不敏感．而潜在破裂面起点位置随围护桩入土深度的增加而逐渐靠近围护桩。工程实例证实了组合优化算法对潜在破裂面确定的有效性和实用性。