埋藏式加勁壓力鋼管穩(wěn)定性分析半解析有限元法

有限元法在壩體穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用——有限元法可以解決經(jīng)典的傳統(tǒng)的方法難以解決或無法求解的許多實際問題一。其優(yōu)點是部分地考慮邊坡巖土體的非均質(zhì)、不連續(xù)的介質(zhì)特征，考慮巖土體的應(yīng)力應(yīng)變特征，可以避免將坡體視為剛體，過于簡化邊界務(wù)件的缺點，能夠接...

基于有限元法的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析——為探討橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的方法，以二節(jié)點平面桿單元為例，采用有限元法推導(dǎo)了橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題的單元剛度矩陣，利用所得單元剛度矩陣和fortran語言編制了有限元分析程序，然后對一門式橋墩中墩的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行了分析，...

通過總結(jié)前人對邊坡的研究,分析目前國內(nèi)邊坡的研究現(xiàn)狀?；赼nsys有限元軟件,結(jié)合國內(nèi)某礦邊坡工程實例,通過強度折減法求解準確的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù);計算模型采用平面應(yīng)變摩爾-庫侖匹配d-p準則,模型邊界設(shè)置約束條件,在穩(wěn)定系數(shù)等于2.86時,解不收斂且塑性區(qū)貫通至坡頂,此時邊坡發(fā)生滑坡,因此該邊坡的邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)該取2.85較為準確且合理。

壓力鋼管在外壓下極易失穩(wěn),為了研究環(huán)肋加勁壓力鋼管的屈曲臨界載荷,以某二級水電站壓力鋼管的下平段為例,基于結(jié)構(gòu)屈曲理論,利用有限元軟件abaqus分析了鋼管的線性屈曲情況,在此基礎(chǔ)上考慮鋼管的大變形及初始缺陷,分析了鋼管的非線性屈曲情況。結(jié)果表明,有限元法可以合理地考慮加勁環(huán)和管壁的相互作用,比規(guī)范法、阿姆斯圖茲法單獨考慮加勁環(huán)管段和中間管段的外壓穩(wěn)定更加合理。鑒于加勁環(huán)可顯著提高壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定能力,還研究了加勁環(huán)局部穩(wěn)定適宜的高厚比,以期為更好地使用規(guī)范提供參考。

采用三維有限元方法,應(yīng)用自編的彈簧單元加載程序和ansys軟件,考慮鋼岔管與圍巖間的縫隙值,按岔管與圍巖聯(lián)合承載,對某水電站的埋藏式月牙肋鋼岔管進行了結(jié)構(gòu)計算,分析了鋼襯、混凝土襯砌與圍巖聯(lián)合承載結(jié)構(gòu)特性,探討了圍巖性能和初始縫隙值的敏感性。結(jié)果表明,鋼岔管與圍巖聯(lián)合承載時鋼襯及肋板應(yīng)力變化梯度趨于平緩,圍巖約束鋼襯的位移使其分布趨于均勻,采用彈簧單元模擬回填混凝土和圍巖有效、可行。

將有限元強度折減法與abaqus軟件相結(jié)合,充分運用abaqus軟件強大的數(shù)據(jù)處理功能以及動態(tài)顯示廣義塑性應(yīng)變和塑性區(qū)的開展情況,以此來判斷邊坡的整體穩(wěn)定性。在abaqus軟件實施有限元強度折減法的過程中,通過不斷線性增大強度折減系數(shù)fr的大小,得到多組不同的抗剪強度參數(shù)cm和φm值的組合以及塑性區(qū)的開展情況。當(dāng)塑性區(qū)趨于貫通且廣義塑性應(yīng)變和位移均發(fā)生突變時,則此時邊坡處于臨界破壞狀態(tài),對應(yīng)的強度折減系數(shù)fr即為給定條件下的最小穩(wěn)定安全系數(shù)。通過一個典型分層邊坡的實例分析,表明該法可以準確求解安全系數(shù)和對應(yīng)的滑動面位置,在復(fù)雜條件下的邊坡穩(wěn)定性分析中同樣是簡便實用的。

結(jié)合某公路邊坡實例，運用大型有限元軟件midas/gts建立邊坡的平面應(yīng)變二維模型，基于有限元強度折減法，對錨桿加固前后的邊坡穩(wěn)定性進行了研究，主要分析了錨桿加固前后邊坡塑性破壞區(qū)以及安全系數(shù)的變化；同時著重討論了錨固長度、錨桿間距、傾角等因素對邊坡整體穩(wěn)定性的影響，對影響邊坡整體穩(wěn)定性的因素進行了敏感性研究，分析了各因素與邊坡安全系數(shù)之間的規(guī)律。

本文基于nastran有限元軟件,采用兩種方法對一種蜂窩芯材、正交各向異性cfrp面板夾層結(jié)構(gòu)進行理論建模,通過求解線性屈曲特征值的方法,對該復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)壁板的單軸壓縮和面內(nèi)剪切總體穩(wěn)定性進行分析,并與文獻試驗數(shù)據(jù)進行了對比。研究表明,采用體元模型獲得的分析結(jié)果更接近試驗值。

為了解決隧道穩(wěn)定性評價這個難題,吸收邊坡強度折減有限元法的優(yōu)點,將強度折減有限元法應(yīng)用到隧洞安全系數(shù)的求解。通過不斷折減圍巖塑性區(qū)的凝聚力c和內(nèi)摩擦角φ,直到計算不收斂為止,從而得到隧道圍巖結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。采用文章介紹的方法求得隧洞的安全系數(shù)與潛在滑動面,不僅可以評價隧道的穩(wěn)定性和設(shè)計的合理性,從而為隧道設(shè)計提供了定量依據(jù);同時還可以對支護參數(shù)和施工工藝提出改進建議。

擋土墻穩(wěn)定性評價一直是工程技術(shù)界很關(guān)心的研究課題。至今，已出現(xiàn)了較多的擋土墻穩(wěn)定分析方法，如極限平衡法、極限分析法等。結(jié)合工程實例，采用有限元法中的強度折減法對某山區(qū)公路高擋土墻整體穩(wěn)定性進行了分析，巖土體采用彈塑性d-p屈服準則，并考慮了多層巖土體的存在，最終給出該高擋土墻的整體穩(wěn)定安全系數(shù)。應(yīng)用該法不僅可以計算擋土墻整體穩(wěn)定性系數(shù)，而且可以分析巖土體及擋土墻的位移、應(yīng)力和應(yīng)變。

擋土墻穩(wěn)定性評價一直是工程技術(shù)界很關(guān)心的研究課題。至今,已出現(xiàn)了較多的擋土墻穩(wěn)定分析方法,如極限平衡法、極限分析法等。結(jié)合工程實例,采用有限元法中的強度折減法對某山區(qū)公路高擋土墻整體穩(wěn)定性進行了分析,巖土體采用彈塑性d-p屈服準則,并考慮了多層巖土體的存在,最終給出該高擋土墻的整體穩(wěn)定安全系數(shù)。應(yīng)用該法不僅可以計算擋土墻整體穩(wěn)定性系數(shù),而且可以分析巖土體及擋土墻的位移、應(yīng)力和應(yīng)變。

第14卷第2期 2000年4月 　華　東　船　舶　工　業(yè)　學(xué)　院　學(xué)　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(xué)院船舶與建筑工程系,江蘇　鎮(zhèn)江　212003) 摘　要:根據(jù)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(guān)鍵詞:板架;有限元法;程序設(shè)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

順層滑坡彈塑性接觸有限元穩(wěn)定性分析——有限元強度折減法可以作為極限平衡分析方法的一種逆過程。根據(jù)已有文獻報道和工程實踐，建立有限元強度折減法與極限平衡法計算穩(wěn)定性系數(shù)的數(shù)理統(tǒng)計相關(guān)式，為充分利用極限平衡法計算滑坡穩(wěn)定性系數(shù)的優(yōu)點、發(fā)揮有限元強...

擴展有限元法（xfem）以常規(guī)有限元和單位分解為基礎(chǔ),在分析斷裂問題時克服了常規(guī)有限元必須使裂紋面與單元邊界一致且裂紋擴展后要重新劃分網(wǎng)格的缺點。基于xfem在斷裂力學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢與邊坡穩(wěn)定分析中的強度折減法相結(jié)合,對含有張拉裂紋的邊坡的穩(wěn)定性進行研究。通過選取一種與材料模型無關(guān)的裂紋尖端富集函數(shù)的解空間,將擴展有限元的應(yīng)用拓展到非線性問題。將擴展有限元對于裂隙邊坡穩(wěn)定性的分析應(yīng)用于某實際工程滑坡,證明其有效性。

結(jié)合g105線連平內(nèi)莞邊坡修復(fù)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(guān)技術(shù)人員提供有益參考。

筒型基礎(chǔ)防波堤是一種新型港口與海岸工程結(jié)構(gòu),依靠下部筒型基礎(chǔ)沉入土中維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。結(jié)合實際工程,建立筒型基礎(chǔ)防波堤穩(wěn)定性分析的三維彈塑性有限元模型。根據(jù)筒型基礎(chǔ)防波堤的結(jié)構(gòu)特性,建議此種結(jié)構(gòu)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(jié)果得出各種判別標準下結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。結(jié)果表明在設(shè)計波浪力以內(nèi),結(jié)構(gòu)的位移很小,p-s曲線為線性,說明這種新型結(jié)構(gòu)具有很好的穩(wěn)定性。并且通過分析極限狀態(tài)下結(jié)構(gòu)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(chǔ)筒底以下某點發(fā)生轉(zhuǎn)動失穩(wěn)。研究成果可為這種新型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析提供借鑒和參考。

上限原理有限元法不僅可以得到邊坡的安全系數(shù),還可以給出臨界滑動面,且擺脫了極限平衡法假設(shè)條件過多、過于剛性的缺點,具有更嚴謹?shù)睦碚摶A(chǔ),因此擁有更廣闊的應(yīng)用前景。但是,對于巖質(zhì)邊坡,由于其存在大量的節(jié)理面,造成應(yīng)力不連續(xù),這給直接運用傳統(tǒng)的數(shù)值計算方法帶來了困難。其實,每組的節(jié)理面均表示在某一特定的方位上邊坡的材料特性比較差,只需在處理這些特定方位時,采用相應(yīng)的軟弱節(jié)理面的材料特征即可,這樣便可有效地化解節(jié)理面難以模擬的缺陷。因此,基于傳統(tǒng)的上限有限元法,采用四邊形單元,通過對單元建立積分意義上的協(xié)調(diào)方程的弱形式,來得到可以調(diào)整單元內(nèi)部速度場的線性化的協(xié)調(diào)方程,從而可以克服插值速度場為非線性的缺點。對于任意應(yīng)力點,從空間方位出發(fā),將方位進行離散,建立并推導(dǎo)出了基于方位離散線性化的上限有限元法,該方法在考慮含多組節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡計算上有著更好的優(yōu)勢。兩個算例結(jié)果表明:該方法與傳統(tǒng)的上限有限元法一樣,可以穩(wěn)定地從極限解的上方收斂,滿足上限性質(zhì),且對于含多組節(jié)理面的巖質(zhì)邊坡同樣有很好的收斂性。

邊坡工程是一個古老而又常新的話題．并一直是巖土力學(xué)。工程地質(zhì)學(xué)和相關(guān)學(xué)科的一個重要而基本的領(lǐng)域。目前．邊坡穩(wěn)定性分析需要解決的有兩個主要問題；一是安全系數(shù)．二是破壞滑動面。其穩(wěn)定性分析主要有極限平衡法和數(shù)值計算方法以及關(guān)于巖土智能新方法．這些都對邊坡工程的研究做了極有意義的工作。

基于對公路高邊坡路基開挖的研究,通過理論計算與數(shù)值模擬結(jié)合的一系列研究方法,總結(jié)邊坡的損害后果、破壞體特征、災(zāi)害區(qū)幾何形態(tài)、發(fā)生動態(tài)過程,得出爆破擾動巖體的位移場動態(tài)演化過程及宏觀表現(xiàn)特征,并探究高邊坡災(zāi)害活動和巖體環(huán)境的定性關(guān)聯(lián)性及災(zāi)害發(fā)生的主要影響因素,進一步對多級邊坡局部破壞進行定性分類及防治措施。本文研究結(jié)論于類似工程具有一定參考意義。

以柳南高速公路k1456+800~k1468+300段改擴建工程為依托,基于ansys有限元法建立某典型路塹邊坡無支護分級開挖過程的數(shù)值分析模型,對邊坡開挖面的剪切應(yīng)變增量、位移及邊坡安全系數(shù)隨開挖時步進行而變化的狀態(tài)進行監(jiān)測以分析邊坡開挖的\"過程穩(wěn)定性\

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中極限平衡法與有限元法的對比——根據(jù)工程實例,對一公路巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性采用極限平衡法與有限元法分別進行計算,對比二者之間的差異,分析產(chǎn)生差異的原因。在安全系數(shù)的選用上提出了建議。

結(jié)合保定市某土質(zhì)高邊坡,采用有限元軟件midas-soilorks中的應(yīng)力極限平衡法和強度折減法分別進行邊坡施工階段模擬,運用應(yīng)力極限平衡法計算邊坡的位移分布、應(yīng)力分布、等效塑性區(qū),運用強度折減法計算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。結(jié)果表明,支護加固可大大提高土質(zhì)高邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù),有限元分析方法可以較好地應(yīng)用于巖土工程領(lǐng)域。