劲性搅拌桩复合地基承载性能静动力分析

以有限元程序ANSYS为工具,建立三维有限元模型,分析了劲性搅拌桩在竖向荷载下的桩身应力、位移和不同芯桩长度和截面含芯率的极限承载力以及劲性搅拌桩和混凝土桩单桩极限承载力的差异。对不同地震作用下劲性搅拌桩的桩-土-上部结构的相互作用进行了时程分析,并与桩基础做了对比,进而对影响劲性搅拌桩复合地基抗震性能的主要因素进行了研究。结果表明,劲性搅拌桩所承担的荷载主要由侧摩阻力分担;劲性搅拌桩存在一个最佳内外芯桩长度比和最优截面含芯率。在相同地震作用下,劲性搅拌桩单桩的最大弯矩和剪力均小于桩基础;单桩的最大弯矩出现在距桩顶（0.2～0.4）L 处;截面含芯率对劲性搅拌桩弯矩和剪力的影响程度较芯桩长度大,水泥土模量对之影响甚微。     

Methods for ultimate limit state assessment of ships and ship-shaped offshore structures: Part II stiffened panels

The present paper is Part II of a series of three papers on methods useful for the ultimate limit state assessment of ships and ship-shaped offshore structures. In contrast to Part I [Paik et al., 2007a. Methods for ultimate limit state assessment of ships and ship-shaped offshore structures: Part I unstiffened plates, Ocean Engineering, doi:10.1016/j.oceaneng.2007.08.004] that deals with unstiffened plates, the present paper (Part II) is focused on methods for the ultimate limit state assessment of stiffened plate structures under combined biaxial compression and lateral pressure actions. The object structure is the bottom part of an AFRAMAX-class hypothetical double-hull oil tanker structure designed by IACS common structural rules (CSR) method, that is the same ship studied in Part I. Three candidate methods, namely ANSYS nonlinear finite element method, DNV PULS method, and ALPS/ULSAP method, are employed for the present study. The results and insights developed from the present study are summarized in terms of ultimate strength characteristics of bottom-stiffened plate structures.     

筒型基础有限元分析的土体边界选取研究

利用通用的有限元程序ANSYS软件,以歧口17—2筒型基础平台为对象,采用三维八结点的块体等参元,在相同荷载和约束条件下,选取不同的土体边界,就筒型基础筒边土体的附加应力扩散行为进行了三维有限元分析。分析结果表明,筒边土体的附加应力扩散规律具有方向性;在确定土体边界尺寸时,应在水平方向取土体边界尺寸为5．0倍简体直径,在竖直方向取土体边界尺寸为2．0倍筒高,此时就可以忽略土体的边界效应,进而在有限元计算精度和求解时间之间找到一个合理的平衡点。     

基于AutoCAD及ANSYS平台的地质网格模型 建模方法探讨

对成矿过程进行数值模拟实验是当前开展成矿作用研究的新兴手段之一,其前处理阶段即计算用地质网格模型的建立往往成为制约后续实验过程的一个瓶颈,原因在于：一、地质体的形态不规则,甚至是复杂的,对其进行三维建模难度较大,所成模型也趋于简化处理,从而影响计算结果的精确性;二、专业的数值计算软件其建模模块稍弱,不足以应对复杂地质体模拟,而专业的建模软件往往又不具备模拟成矿过程的数值计算功能。因此需取长补短,对不同软件加以综合运用,实现对地质体的计算用网格模型构建。     

带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝抗冲击性能研究

为了解决普通重力式泥石流拦挡坝在大规模泥石流发生时容易被大块石损毁的问题,提出带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝,并采用钢球代替泥石流中的大块石,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对这种新型坝体进行泥石流大块石的冲击模拟,从坝体的变形、支反力、Von Mises应力、加速度和应变率5个方面与普通重力式拦挡坝进行对比分析。结果表明：与普通泥石流拦挡坝相比,带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝的支反力可减小3/4左右,钢球的冲击加速度可降到1/3.87,坝体的响应加速度可降到1/2.61,说明带弹簧支撑的新型泥石流拦挡坝具有非常好的抗冲击性能。     

实用多点输入虚拟激励法在通用有限元软件中的实现

虚拟激励法是高效便捷的随机振动分析方法,可用于地震多点输入随机响应分析,但现有通用有限元软件无法直接实现多点输入虚拟激励法。首先将虚拟激励法改进为更实用的形式,使其便于编程实现,然后借助有限元软件ANSYS的二次开发功能实现了多点输入虚拟激励法在ANSYS中的应用,扩展了ANSYS在地震多点输入计算领域的功能,也为地震多点输入研究提供了更为简便有效的计算平台。对一简单模型多点输入的理论解析解和ANSYS计算结果进行比较,验证了该实现方法的准确性和可行性。     

裂隙岩体渗流场分析及其三维有限元程序设计

针对水工建筑物裂隙岩基渗流场计算,采用双重介质解法编制了三维有限元裂隙渗流计算程序,用水量交换项耦合主干裂隙网络及裂隙岩块,自由面位置的确定使用自由面虚点法迭代逼近,得到了合理的计算结果。计算使用ANSYS建立渗流模型并剖分网格,相应的前处理子程序降低了裂隙渗流计算的复杂性,提高了裂隙渗流理论计算方法的可用性。     

基于ANSYS Workbench的轻便岩心钻机动力头有限元分析

采用三维建模软件SolidWorks建立轻便岩心钻机的动力头三维几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS Workbench中,得到有限元模型;利用有限元分析法,分别分析动力头内关键零部件的动态特性等机械性能要求;分析齿轮在钻进过程中啮合时的受力变形情况,证明齿轮满足强度、刚度等机械性能要求,并分析齿轮间接触区域的接触情况;模拟钻探工程中提下钻、加压钻进、减压钻进3种工况,分析主轴的受力变形情况,为主轴设计提供一定的依据;分析箱体在提下钻、钻进工况下的受力变形,证明箱体具有良好的刚度、强度,并对箱体进行模态分析,得出箱体固有频率,验证箱体的动态性能。     

地震作用前后极限平衡法和强度折减法的边坡稳定分析对比

分别运用极限平衡法和ANSYS强度折减法对国内某边坡地震作用前后稳定性进行了分析,考虑地震作用时采用了拟静力法施加水平和垂直两个方向的地震力.根据地震作用前后两种方法得到的边坡稳定系数、滑动面、滑动体的对比分析发现,两种方法得出的安全系数、滑动面相差不大,说明了强度折减法运用到边坡稳定分析中是合理的.强度折减法得出安全系数均比极限平衡法略大,这是由于强度折减法考虑了土体的应力-应变关系,使得计算结果更符合实际.通过地震作用前后边坡的水平位移图的对比,总结了一些规律,为地震区边坡的锚固提出相应的建议.     

推移式滑坡形成机制的力学演绎

基于断裂力学、极限平衡理论建立推移式滑坡的破坏模型,利用有限元软件ANSYS对计算模型进行模拟,搜索到最危险滑动面,并认为滑坡是沿其贯通的。数值模拟的结果与推移式滑坡的实际破坏状态是比较吻合的,本方法对其他类型的滑坡形成机理的研究也有一定的借鉴作用。