有限元法在基坑土钉支护极限高度中的应用

利用有限元方法对基坑土钉支护的极限高度问题进行了研究,分析了影响基坑土钉支护极限高度的主要因素。研究结果表明：基坑土钉支护存在着极限高度,极限高度的求解与地基极限承载力问题有着密切联系,从而利用地基极限承载力的有限元求解思路求得了基坑土钉支护的极限高度;研究了基坑土钉支护参数对极限高度的影响,得出极限高度与各个基坑土钉支护主要参数之间的部分变化规律,并在匀质土体的情况下与土塑性力学中的上下限定理得出的理论解进行了比较,经工程实例验证,结果比较吻合,为基坑土钉支护极限高度的确定提供了一种新的思路。     

干旱地区路堑边坡失稳的机理及稳定性分析方法

水对边坡的失稳有很大的影响,在内蒙古西部干旱地区,往往由于集中降雨导致大量的路堑边坡失稳破坏,本文分析了降雨对边坡的不利影响,提出了考虑降雨作用的边坡稳定分析方法,并通过工程实例对该地区的边坡稳定性进行数值分析计算,其方法对干旱地区的路堑边坡设计及稳定性评价具有重要的借鉴意义。     

高边坡结构可靠度的二次处理有限元分析

本文依据强度折减理论,利用MIDAS/GTS有限元软件,分析计算了高边坡结构的安全系数K,找到边坡滑裂带的位置。在此基础上,对有限元输入数据和输出结果进行二次处理,建立基本随机变量c,f与滑裂带中单元的最大(和最小)主应力1(和3)的拟合关系f1(和f3),将其代入高边坡结构的功能函数Z中,使Z由隐式形式变为显式。基于该显式表示的Z,利用Monte Carlo法计算滑裂带中所有失效单元的可靠指标1,并将其单元面积A1作为权重系数,经过加权平均得到边坡结构的整体可靠指标。上述方法使得结合有限元软件计算边坡结构的整体可靠度得以简化。经实例分析可知,本文提出的方法是合理可行的,可使边坡结构整体可靠性分析得以简化,也可为高边坡结构整体可靠性分析提供理论参考。     

隧道地震预报波场的有限元数值模拟

在勘探地球物理领域中,能快速、有效地数值模拟2D和3D的地震全波场,包括同时模拟P波、S波、面波多分量波场特征的软件并不是很多;但在结构力学领域中,已有多种成熟的多波多分量有限元数值模拟大型商用软件用于求解弹性本构方程,如ANSYS,PLAXIS等。从方程结构来看,弹性本构方程与完全弹性波动方程相比,只多一项对时间的一阶微分项--阻尼项。因此,调整合理的介质参数--Rayleigh系数,令阻尼项近似为0,弹性本构方程就蜕化为完全弹性波动方程。隧道地震波场是在岩体中传播,具有弹性参数较好、无常规地震勘探中覆盖层等低速带干扰等的优点,采用ANSYS软件对隧道地震波场进行数值模拟,研究了频散、阻尼与吸收边界等数值模拟的相关技术。针对介质吸收,比较了数值模拟中有无阻尼的时间记录和波场快照,对隧道地震预报来说,将阻尼系数设定为0是一种合理的假设;比较了实例中不同网格长度与频散的关系,当网格长度小于波长的1/π倍时,才能消除频散;通过由波方程的推导,引入了黏弹性边界条件,通过实例计算证明它可以有效地吸收边界反射;最后对隧道地震预报进行了实例计算,算例表明采用ANSYS软件可以有效地模拟隧道复杂地质条件下全波场的激发传播过程。     

基于SVM的溶洞顶板安全厚度智能预测模型

以某岩溶隧道为背景,采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算,分析了隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素,用支持向量机方法得出了能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型,并和多元线性回归得到的预测模型进行对比。计算结果表明,支持向量机预测模型较之多元线性回归模型,不但具有方便快捷的优点,而且具有更高的预测精度。     

坑道大极距偶极电阻率测深异常特征

本文着重计算和讨论坑道内大极距偶极-偶极测深异常特征.首先介绍有限元模拟大极距电阻率测深时的区域剖分和坑道模型设计方法;然后对坑道和全空间电阻率测深结果进行计算和分析.计算结果表明,当坑道内偶极测深的极距大于坑道截面尺寸时,坑道角与坑道面断面异常形态差异不大;视电阻率值只与断面和地质体间的距离有关;坑道空腔的屏蔽效应并不明显,坑道内各个测深断面的异常幅值和形态与全空间中观测结果非常相似.     

筒型基础贯入过程中的渗流分析

使用有限元计算软件ABAQUS对筒型基础负压贯入过程中的渗流场进行分析,讨论了筒型基础渗流场的特点,不同参数对筒型基础渗流的影响,结合实例分析多层土和单层土筒型基础周围渗流的差别。     

A robust damage detection method developed for offshore jacket platforms using modified artificial immune system algorithm

Steel jacket-type platforms are the common kind of the offshore structures and health monitoring is an important issue in their safety assessment.In the present study,a new damage detection method is adopted for this kind of structures and inspected experimentally by use of a laboratory model.The method is investigated for developing the robust damage detection technique which is less sensitive to both measurement and analytical model uncertainties.For this purpose,incorporation of the artificial immune system with weighted attributes(AISWA) method into finite element(FE) model updating is proposed and compared with other methods for exploring its effectiveness in damage identification.Based on mimicking immune recognition,noise simulation and attributes weighting,the method offers important advantages and has high success rates.Therefore,it is proposed as a suitable method for the detection of the failures in the large civil engineering structures with complicated structural geometry,such as the considered case study.     

纯弯荷载下厚型钢结构防火涂层破损的试验研究和数值分析

厚型钢结构防火涂层因其耐火性好、性能稳定而成为最常用的防火保护形式之一,但厚型防火涂层易在地震和冲击等作用下发生破损和脱落,这将影响钢结构的抗火性能。为了认识厚型钢结构防火涂层的破损模式,本文对涂有厚型防火涂料的钢板件进行了纯弯荷载试验,运用有限元分析软件AN SY S对试验全过程进行了模拟分析,并与试验结果相对比。结果表明：受弯构件压区涂层的破损模式主要为涂层-钢板界面破损,拉区涂层的破损模式与涂层厚度有关,当涂层厚度较薄时,主要为涂层内部拉裂,涂层厚度较厚时,主要为涂层-钢板界面破损;涂层厚度越厚,界面破损出现得越早;若在涂层上贴置应变片,会使涂层的界面裂缝和横向裂缝提早出现。     

竖向变刚度约束砌体结构抗震能力研究

汶川8.0级特大地震发生时,前山断裂从彭州市白鹿中学两栋教学楼中间穿过,断层距离两栋教学楼仅数米,造成前楼严重破坏,破坏现象非常典型。该结构为外廊式单跨约束砌体结构教学楼,抗震设防烈度为7度,承重墙体的构造特点有别于当地的普通砌体结构,本文采用现场测试、震害考察和弹塑性地震反应计算分析等手段对该结构的抗震性能进行了详细的研究,旨在揭示具有这类构造形式的砌体结构在不同烈度影响场下的破坏特点和抗震能力,为指导今后砌体结构的设计和抗震规范的修改提供参考。