西安地区单桩桩土相互作用数值模拟分析

随着计算机技术和数值方法的不断发展和完善，使有限元法得到越来越多的应用。根据西安地区原型摩擦桩的地层特点和土性条件，运用有限元基础理论，利用相应的边界条件与假设条件，建立单桩数学模型。通过模型研究了单桩的沉降特性与土共同作用的影响因素，对西安地区单桩桩土相互作用机理进行了探讨。     

块石定向性特征对土-石混合体强度影响的数值模拟

为了探讨土-石混合体的力学强度受块石定向性特征的影响,开发了二维椭圆块石集合体随机模型(2D Elliptic Block Collection Stochastic Model,简称EBCS2D),并在此基础上进行了双轴压缩数值模拟。模拟结果显示土-石混合体的强度受块石定向性特征的影响,该影响规律与含石量显著关联。通过对各向异性屈服面曲线方程和数值模拟结果的拟合分析,验证了该屈服面曲线方程在表达土-石混合体强度方面的适应性。通过引入土-石相互作用单元的概念,阐明了在低、中、高3种含石量下,块石孤立作用和团簇作用交替主导,造成了块石定向性特征对土-石混合体力学强度的不同规律的影响。      

基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比.研究结果表明,雷达波频率为80 MHz和200 MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80 MHz拥有更大探测深...     

水耕土潜育化作用对元素分布的影响

本文以平原区水耕土不同深度采样分析成果,研究了水耕土中元素的分布特征。在水耕土中,近地表的潜充育土元素明显富集,其原因与水耕土的潜育化作用有关。从而解释了我省地球化学图平原区微量元素背景偏高的主要原因,并给平原区地球化学异常的研究提供了新思路。     

海洋软黏土大直径沉桩贯入挤土效应

【目的】研究海上沉桩贯入软土地基诱发的挤土效应。【方法】利用有限元大变形RITSS程序,通过大量的参数分析,对海洋地基桩基础贯入引起的挤土效应、土体破坏机理、周围土体的水平和隆起位移,以及挤土效应的影响范围展开系统研究。【结果】将数值模型与锥形桩(圆锥贯入仪)经典理论解进行比对,获得了较好的一致性。对大量数值仿真结果进行统计,获得在海洋地基中沉桩时土体的径向位移和垂直隆起高度的定量化描述,桩周土在1~3倍圆桩半径范围内最大水平位移为0.26R。【结论】提出关于水平位移和隆起高度的计算公式,能够预测沉桩对临近土体扰动的影响范围,能较为准确地评估多桩系统中沉桩对临近桩基础的影响。     

黄土地基群桩效应的有限元分析

利用有限元法考虑桩土的变形协调 ,分析了在黄土地基中承台 -桩 -桩间土共同作用的机理 ,得到了若干规律 ,对实际工程设计具有实用意义和参考价值     

应用线性回归分析确定土的工程特性

在岩土工程勘察中，数学地质方法的应用比较广泛，特别是土工指标之间的经验公式应用比较多，运用这些公式可以在经济的前提下，获得比较可靠的结果。而线性回归分析则是应用较为广泛的数学工具，在资料积累的基础上，利用它可以建立一个场区、一个地区、乃至一个区域的经验公式，来预测土工参数或检验实测指标的误差大小。     

降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡稳定性研究

基于多孔介质饱和 非饱和渗流理论和非饱和土抗剪强度理论,采用极限平衡法与降雨渗流有限元相结合的方法,选取大庆—广州高速公路江西里仁—龙南段某典型高路堑边坡,利用岩土仿真软件GeoStudio建立模型,研究降雨条件下花岗岩残坡积土路堑边坡失稳破环的形态和机理.结果表明:随着降雨的进行,边坡中地下水位从坡脚处开始抬升,边坡坡脚处容易产生“小弧”滑动破坏;土体体积含水量的增加使得基质吸力下降,从而降低土体强度和边坡的安全系数,且基质吸力与安全系数的下降幅度基本同步;降雨强度对边坡的安全系数有较大影响,小雨阶段,安全系数降幅较缓,而暴雨阶段,安全系数降幅加剧,降幅达24;4％;在强降雨条件下,滑面基质吸力大部分丧失,失稳边坡发生了从整体失稳向局部失稳、从深层失稳向浅层失稳的转变,即强降雨是浅层滑坡的主要外在因素.     

考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型

针对矩形顶管上竖向土压力计算模型研究较少的现状，借助Terzaghi土压力计算理论，结合矩形顶管工程特点建立了考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型，提出了改进的竖向土压力计算公式；依托苏州某矩形顶管工程中竖向土压力实时监测数据，探究了其变化规律并验证了该计算公式的准确性。研究结果表明:土体中的剪切带从管道外壁两侧产生并沿竖直方向发展，且可贯穿至地表；临界状态下剪切带上的膨胀角完全发挥，以临界内摩擦角及其正弦值计算剪切带上的摩擦系数；不同的注浆压力下，管道上方可能出现“主动土拱”和“被动土拱”。计算值与实测值的对比分析表明，改进后的计算方法能够较好地包络矩形顶管竖向土压力范围。      

乌石东区成岩演化数值模拟与孔隙度预测

乌石东区已发现的商业性油田主要形成于复杂陆相沉积环境, 受构造、沉积和成岩作用综合影响, 储层非均质性强, 油藏渗流特征复杂, 直接影响着油田的开发方案制定。因此, 有必要开展储层物性主控因素分析, 从理论上和技术上实现甜点区预测。研究采用成岩数值模拟的方法, 基于成岩环境参数, 应用化学动力学模型, 通过对镜质组反射率、古地温、伊/蒙混层中蒙皂石层含量和石英自生加大的模拟, 加权平均得到成岩指数。根据成岩指数的变化对储层成岩阶段及孔隙度横向展布规律进行预测。模拟结果表明, 乌石东区成岩阶段主要为中成岩A1-A2期, 凹陷中心成岩作用较强, 向北逐渐减弱。综合沉积、成岩等认识, 建立孔隙度预测模型, 对孔隙度进行平面预测, 预测结果表明: 顺物源方向, 随埋深增大, 储层物性变差, 同成岩作用变化趋势一致。      

考虑土-结构相互作用下基岩深度对核反应堆厂房基础地震响应的影响

地震会对核电站安全造成影响。随着核电站的数量越来越多,有必要关注在地震下核电站的安全。核反应堆厂房是核电站重要的组成部分,研究其地震响应对核电站有着重要意义。基于直接法,考虑了3种不同场地(中硬土、软岩、硬岩)在地震下的塑性变形和土的滞回阻尼,使用FLAC3D对土-核反应堆厂房模型系统进行了三维建模。为了捕捉上部结构与下部岩石/土壤之间的分离与滑动,在核反应堆厂房基础与岩石/土壤表面设置接触面单元。上层结构以集总质量模型模拟,同时考虑土-结构相互作用下基岩深度对核反应堆厂房基础地震响应的影响,最终得到核反应堆厂房结构杆件的加速度反应谱、剪力、基础的摇动和基础不均匀沉降以及侧向位移。结果表明：在中硬土场地中,位移、剪切力随基岩深度的增大而减小;在硬岩场地中,位移和剪切力响应的规律呈相反趋势;在软岩场地中,上部结构响应的规律较为复杂。对于基础摇动和基础不均匀沉降,在中硬土场地中,其呈现的规律随基岩深度增大而减小;在软岩和硬岩场地中,并无明显规律。基础不均匀沉降可直接反映结构的破坏情况。中硬土场地下基础不均匀沉降超过容许值,所以基础不均匀沉降对核反应堆厂房的影响不容忽视,这对核电站的安全设计...     

新疆吐鲁番地区土遗址及其环境变化空间信息分析

新疆吐鲁番地区的土遗址数量较多,且具有重要历史文化价值,故对土遗址及其环境的时空变化研究具有重要意义。目前,对大型土遗址的发现保护多利用考古、实地调查和空间信息技术等方法。鉴此,本文分析了吐鲁番地区土遗址及其内外部环境的变化。研究结果表明,20世纪60年代至2010年间该区域土遗址本体及其内部环境发生了较大变化,其主要影响因素是病害发育和人为破坏。病害主要为裂隙与坍塌、风害、酥碱病害、水蚀、表层剥落、生物病害等,其中,普遍的病害是裂隙与坍塌和风害。1990-2010年,研究区土遗址外部地表环境发生了较大变化,耕地和居民地明显增加,草地和未利用地明显减少,尤其是交河故城和高昌故城这2个世界文化遗产区域发生的变化更明显。土遗址周围的人类活动强度在增加,绿洲内部土遗址的外部环境较绿洲边缘或外部更加剧烈;内部的土遗址更容易受到人类活动的影响,而外部环境变化的主要影响因素是人类的耕地和居民地开发活动。     

深基坑开挖中双排桩支护结构的数值分析与工程应用

采用平面应变线弹性有限单元法,对深基坑双排桩支护结构的内力和变形进行了数值分析,揭示了桩身及连梁刚度、桩长、排距、土体性质等各种因素对双排桩影响的规律,并分析了不同区域的土体加固效果与加固宽度、加固深度之间的关系,为双排桩的优化设计提供了参考依据。     

热-力耦合作用下能源群桩工作特性的数值模拟

为研究能源群桩工作特性,基于Abaqus有限元模拟,将换热稳定阶段的平均温度赋予桩体进行稳态热-力耦合计算,提出了能源群桩承载特性的简化分析方法,并通过与现场数据的对比分析,验证了该研究方法的可行性。结合算例,进一步利用该方法对纯力学荷载和热-力耦合作用下的能源群桩的承载特性进行了分析。结果表明:①群桩基础中能源桩分散对称分布的不均匀沉降要明显小于集中分布,而且分布形式对桩基结构响应特征影响较大;②桩基等刚度下,增大桩径和减小桩间距,群桩倾斜控制效果较好。研究成果可以为能源群桩的工程应用提供一定的参考。      

呼图壁地下储气库三维有限元数值模拟分析

利用呼图壁地下储气库地质、地球物理资料,建立呼图壁地下储气库三维有限元模型。利用储气腔体压力变化对储气库进行边界约束,用一整个观测周期水准模拟数据结果对几何模型进行可靠性评定。结果显示,储气库整个注、采气过程类似于地球呼吸,在注气过程中地面点由于压力作用呈现出向外膨胀的趋势,在采气过程中地面点点位向着储气层垂直向上的盖层集中运动,呈现出向内塌陷的趋势。     

建筑基础32程中常用的桩型及应用

一、常见桩类型（一）摩擦型桩1．摩擦桩外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩端只承受部分荷载,一般不超过10％。如打在饱和软土地基和松砂地基中的桩。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。2．端承摩擦桩在外部荷载作用下,桩的端阻力和侧摩阻力都同时发挥作用。如穿过软弱地层嵌人较坚实的硬粘土和砂、砾持力层的桩。这类桩的侧、端阻力所分担荷载的比例,与桩径、桩长、土层的摩擦系数以及持力层的承载力有关。     

俯冲带地震循环的数值模拟——以日本Tohoku MW9.0地震为例

基于滑移弱化摩擦准则,以日本2011年Tohoku MW9.0地震为例,建立一个以物理规律控制地震循环过程的二维有限元数值模型。结果显示,参考模型在1 000 a间的6次大地震表现出特征地震的规律,地震重复周期约161 a,单位破裂长度地震矩为1.13×1020 Nm/km,在两次大地震中间会发生一次5.62×1018 Nm/km的小地震。参考模型的数值结果与地表同震GPS位移、震间GPS速度分布具有较好的一致性。模型弹性参数的不确定性对同震以及震间形变的影响有限,模型粘性参数主要影响震间形变场。数值计算也显示,假设震间形变仅由断层运动规律所决定,那么在一个地震周期内,模型空间重力异常基本上随时间均匀变化,在大陆一侧距海沟100 km处可达-370 μGal;速度场的变化主要发生在震后约5 a的时间内,此后基本保持稳定增加。     

建筑基础工程中常用的桩型及应用

一、常见桩类型 （一）摩擦型桩 1摩擦桩 外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩端只承受部分荷载,一般不超过10％。如打在饱和软土地基和松砂地基中的桩。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。2．端承摩擦桩在外部荷载作用下,桩的端阻力和侧摩阻力都同时发挥作用。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬黏土和砂、砾持力层的桩。     

钻孔应变观测影响因素的数值模拟分析

利用有限元数值模拟方法,研究在非均匀地应力作用下,钻孔开挖前后区域应力场的变化特征,并探讨钻孔开挖后岩石、水泥、探头的弹性模量、泊松比及水泥的厚度与膨胀系数的变化对分量应变及面应变观测的影响。研究结果表明：钻孔开挖造成区域应力场扰动的范围大概为1.5倍孔径。在“探头 水泥环 围岩”系统中,各参数的变化对应变观测的影响程度不同,但分量应变对外界载荷的响应趋势基本一致。在均匀地应力作用下,水泥厚度对应变的影响与水泥的弹性模量有关,且随着水泥膨胀系数的增加,面应变存在减小的趋势。