基于有限元法的V型缺口平板应力集中系数研究

针对双边V型缺口有限宽平板的应力集中问题,采用有限元软件ANSYS对缺口尖端区域应力场进行了分析。采用数值积分方法对平均应力及不同开口角度2α、不同尖端半径ρ条件下的应力集中系数进行了计算,并将有限元分析结果与Filippi缺口应力场方程的结果进行了对比验证。结果表明,有限元分析方法得到的结果与Filippi方程的计算结果最大误差为3.77%;在缺口尖端处存在明显的应力集中,但随着到缺口尖端距离的增加应力集中系数降低很快;缺口处最大应力集中系数随缺口尖端半径的增大而明显减小,且减小速率逐渐降低;随着缺口角度的增加,应力集中系数缓慢减小。因此,采用有限元方法可以有效开展含缺口结构的应力集中分析,研究方法对于其他复杂含缺口结构的安全分析具有一定的参考价值。     

深基坑开挖对相邻桩影响的有限元分析

为了研究深基坑开挖对相邻桩的影响,通过数值模拟计算,分析了开挖深度、桩位置、土体应力的发展以及桩顶固定对桩横向变形和弯矩的影响。研究结果表明：随着开挖深度的增加,桩的横向变形先增大再减小,在增大阶段,横向变形约为开挖深度的1.05%,当桩顶处的旋转未完全约束时,桩顶处产生的弯矩将小于固定旋转下的弯矩。     

水泥土搅拌桩在梁寨闸地基处理中的应用

采用水泥土搅拌桩处理梁寨闸软土地基,通过现场荷载试验检测地基承载力,利用数值模拟分析地基变形沉降结果和桩土应力比变化结果。结果表明,加固后的复合地基承载力明显提升,沉降变形随着上部结构施工逐渐增大,施工后逐渐趋于稳定;桩土应力比随着上部结构施工逐渐增大,施工完成后达到最大值,之后逐渐减小。     

膨胀管可靠性评价方法研究

膨胀率是描述膨胀管尺寸变化的重要参数,对胀后膨胀管力学性能以及可靠性有重要影响。分析了不同膨胀率条件下膨胀管残余应力以及抗外挤强度的变化规律,利用可靠性理论建立了膨胀管失效评价模型。结果表明:膨胀管胀后力学性能受到冷作硬化以及壁厚变化量双重影响,屈服强度随着膨胀率增加达到峰值后基本保持不变;不同膨胀率的膨胀管在膨胀过程中残余应力随轴向的分布情况大体相同,数值随膨胀率增加而变大,增长量逐渐减小;受到椭圆度、壁厚不均匀度以及残余应力等不确定因素影响,膨胀管抗外挤与抗内压强度服从正态分布规律,不同膨胀率条件的膨胀管失效概率不同。该研究为膨胀管强度安全系数的科学设计提供依据。     

基于三维水动力模型桥梁附着式防撞设施壅水数值研究

文章主要分析不同形状防撞设施及其不同厚度对航道水位壅高的影响。目前对雍水计算的方法主要有公式法和数学模型有限元计算法，大型项目需要采用物理模型试验。以上海市某闸控航道桥梁为例，采用三维水动力模型计算墩前水位壅高。经分析，方头防撞设施前端壅高最大，其次是圆头和无设施工况，尖头防撞设施壅高最小，且承台前水位壅高与防撞设施厚度正相关。壅水分析计算是洪水影响评价和建设项目涉河影响论证的重要内容，文章结论可为其他建设项目涉河影响论证提供参考。     

基于振冲置换方法的河堤软土地基加固处理的物理模型试验研究

文章结合振冲置换方法对河道堤防软土地基进行加固处理,并结合物理模型对不同加固方案进行试验分析,确定最优振冲置换加固方案。结果表明:桩固试验方案下河堤软土地基密实度逐步增加,其中1#桩固试验方案下河堤软土地基密实度效果最为明显,密实度Dr从0.30kN/m~3增加至0.89 kN/m~3;河堤在水面2.5~5.0m处发生液化,振冲置换加固后河道堤防的抗液化能力逐步增加;各桩固试验方案下地基沉降最大值在18.13~27.43mm,地基静载能力增强;相比于天然地基,各桩固试验方案下的地基抗滑稳定系数均显著提高。研究成果对于河道堤防软土地基的加固处理提供参考。     

筏板基础下碎石桩改良软土地基性能的数值研究

为解决传统碎石桩加固软土地基研究中忽视碎石桩侧向膨胀的问题,在对筏板基础下碎石桩排水荷载条件下加固软土地基的性能进行评估的基础上,利用PLAXIS 3D数值模拟方法研究了桩间距、直径和桩长等参数对筏板基础长期性能的影响,同时分析了各参数对筏板基础整体沉降、弯矩和碎石桩侧胀的影响。结果表明：1）软土中碎石桩的存在显著降低了筏板基础的沉降和弯矩;2）碎石桩的侧向胀形分布取决于其位置的深度;3）筏板基础的沉降、弯矩和侧向胀形随着间距与桩径比的减小、面积置换率和碎石桩长度的增加而增加;4）采用长厚比为0.75的碎石桩加固软土,可以达到良好的加固效果。研究结果对于全面了解筏板基础下碎石桩改良软土的侧胀性状具有重要意义,对于今后类似工程加固设计具有参考借鉴价值。     

灌区计量弧形闸门上横梁参数化有限元分析

利用参数化有限元分析技术,对灌区某型号计量弧形闸门上横梁应力应变进行数值模拟,获得上横梁在最大负载下的应力应变分布。结果表明,对于长度为1790mm、截面尺寸为120mm×70mm的上横梁,当水渠中水位为1.5m时,其强度和刚度均满足使用要求。     

循环水泵的水力和结构特点研究

为了考察循环水泵的水力和结构性能,利用CFD软件对其进行数值计算和结构计算,并与球节点流量泵进行比较。结果表明,大流量时循环水泵的效率曲线明显高于轴流泵的效率曲线,而在小流量时两者相差很小;随着流量的增加,最大压力和最大位移逐渐减小,可以为轴流泵转子的设计提供帮助。     

石油现场射孔枪抗外挤强度的影响因素分析及试验

利用ANSYS有限元软件分析了射孔参数、盲孔结构、盲孔深度、温度、轴向载荷等因素对抗外挤强度的影响。结果表明:射孔枪抗外挤强度随着孔密的增加呈下降趋势,最佳值为20孔/米;随着孔径的增加,抗外挤强度逐渐减少,最优取值为10mm;随着相位角的增加,抗外挤强度呈现先减小后增加的趋势,最优选取90°;等深盲孔比不等深盲孔更能提高抗外挤强度;随着盲孔深度的增加,抗外挤强度下降,建议将盲孔深度控制在(4±0.5)mm;抗外挤强度随温度的升高而下降;抗外挤强度随轴向载荷的增加呈线性下降趋势。同时进行最高试验压力为210 MPa和260 MPa的压力试验,满足设计要求,为提高射孔枪抗外挤强度提供依据。     

长圆形孔的结构参数对其周边应力的集中影响

为了解决圆筒形容器超标长圆形孔补强结构设计缺乏理论依据、设计效率较低等问题,采用数值模拟、理论分析和实验测试相结合的方法,对不同结构参数条件下开孔周边应力分布情况进行分析,计算了最大应力集中系数（K_max）,并采用极差分析法研究了各参数对K_max的影响规律。结果表明：影响长圆形孔周边K_max的主要参数包括筒体直径（D）、短轴与筒体直径之比（b/D）、长短轴之比（a/b）、 凸缘宽度（B）和凸缘高度（H）;应力集中影响范围主要在距离长轴两端1.5b范围内;K_max随着a/b和b/D的增加而增加,随着B和H的增加而降低;其中a/b对K_max的影响程度最为显著,b/D和H对K_max的影响程度相当,但影响程度明显低于a/b,B和D对K_max的影响程度最低。研究所得的结构参数对应力集中系数的影响规律,及提出的补强设计相关原则,为圆筒形容器长圆形孔补强设计提供了理论依据,对于提高设计效率、保障压力容器安全具有一定的意义。     

煤矿桩基工程抗浮锚杆的施工抗剪特性研究

剪切破坏是煤矿桩基工程抗浮锚杆的主要破坏模式。为改善地面控制,提高巷道锚固系统的抗剪强度至关重要。本研究通过数值模拟和实验室实验,对楔形扩孔锚杆的剪切特性进行研究。结果表明,楔形扩孔锚杆可降低锚固截面上的最大剪应力,提高抗剪强度。连接平面附近的应力集中可转移到螺栓的中间部分。此外,楔形结构还能延长锚杆剪切荷载减小时间,缩短剪切荷载增大时间,从而减小锚杆的剪切荷载。研究发现,正常锚杆的最大剪应力达到196.82MPa,而楔形扩孔锚杆的最大剪应力为117.82MPa,比正常锚杆低40.14%。研究结果可为煤矿桩基工程抗浮锚杆施工提供参考。     

路堤下CFG桩复合地基桩土应力比计算修正

为了更准确地反映刚性桩复合地基的工作状态,提高实际工程质量,以路堤下CFG复合地基为研究对象,在基本假定的前提下,分别建立类端承桩复合地基和类摩擦桩复合地基的力学模型.分析导出CFG桩复合地基工作的受力平衡条件及变形协调条件,对路堤下CFG桩复合地基桩土应力比计算公式进行修正,并对桩土应力比的影响因素进行分析.以相关文...     

基于ISAREG模型的平原地区灌区灌溉制度优化研究

灌溉制度的优化一直是热点问题。为了研究平原地区灌区最优灌溉制度,以ISAREG模型为基础进行计算,通过土壤含水率对ISAREG模型进行验证,分别对是否采用覆盖膜的180mm、210mm、240mm三种灌水量下灌溉效率和减产率进行分析。得出以下结论:ISAREG模拟的土壤含水率与试验结果对比中最大误差均在10%以内,可以很好地进行模拟计算;随着灌水量的增加,灌溉效率先增加后减小、减产率先减小后增加;有覆盖膜作用下灌溉效率和减产率均优于无覆盖膜条件下的;从灌溉效率和减产率综合分析,含有覆盖膜的灌水量为210mm是最优的灌溉制度。     

南沙港区陆域软土基坑支护方案设计与实现

为了有效消减建设于软土地基上的建筑物整体工后沉降,充分提高后续软土地基中基坑开挖的稳定性,依托广州港南沙港区办公楼软土基坑搅拌桩墙支护工程,进行了基坑支护方案的选型,分别对"先预压软基+后搅拌桩墙支护"与"不预压软基支护"2种备选工程方案进行了对比,同时采用直剪强度参数和φ=0法计算了地基的抗隆起承载力,并进行了对比分析。结果表明:对于研究项目,先预压可以显著提升土体的抗剪指标近一倍,实现搅拌桩墙深度和置换率的降低,从而降低工程造价;工程实测数据表明,计算中考虑φ会显著增加抗隆起安全系数,从而降低设计安全性;计算中考虑内摩擦角φ对土体抗力具有积极贡献,可以有效减少桩基布置密度。研究结果可以为工程中的土体设计参数选取提供重要依据,同时为类似基坑工程设计提供实用化参考案例。     

岸地上插打钢板桩承台施工

现阶段,对地质比较复杂,开挖难度大,DZ90插打钢板桩无法进行的情况下采用先引孔、结合DZ90震动锤插打钢板桩承台施工,然后安装内支撑将钢板桩锁死,形成一个整体;此类承台施工工艺对于工期短,成本耗资低,也是国内比较先进、成熟的一种承台施工工艺。     

圣维南原理和轴向拉(压)正应力公式的研究

本文通过在静力等效的轴向载荷作用下薄壁杆的正应力和变形的分析,论述了只要静力等效的轴向力产生双力矩,圣维南原理和实心杆的轴向拉(压)正应力公式对薄壁开口截面杆和部分薄壁闭合截面杆都是不适用的。给出了薄壁矩形截面杆的适用条件和适用曲线。     

堆水池池水温度对某反应堆约束段母管应力研究

为研究流体温度突然升高状态下池水温度对某反应堆约束段一次水母管热应力作用,采用数值模拟ANSYS方法进行建模分析。结果表明:受内外温度影响,管道应力出现在内外温差最大时,温差越大应力极值越高且接近线性变化的趋势;除管道内外温度均为100℃时,最大应力出现在左端约束端处;池水温度为40℃、母管内部温度为100℃时下端弯头外端和左端焊缝固定端出现应力极大值,下端弯头外端最大应力不超过113.53 MPa、左端焊缝固定端最大应力为170.14 MPa,均满足设计限值要求。     

超载对钢-混凝土组合梁桥疲劳力学性能影响分析

为了进一步揭示车辆超载对组合结构桥梁疲劳力学性能的影响规律,并减小车辆超载对桥梁疲劳刚度和剩余承载力等性能所产生的不利影响,对现有钢-混凝土组合梁疲劳刚度的理论计算方法加以改进。基于疲劳荷载计算模型量化分析超载车辆的荷载放大效应,并以某实桥为例分析了不同超载程度下该桥疲劳刚度、抗剪连接度与剩余承载力的退化规律。结果表明：随着超载程度的增加,组合梁桥疲劳刚度与剩余承载力的退化速率和退化量均有增大趋势,最大退化量分别为42%和32%,呈现出明显的非线性;抗剪连接度下降,但均保持在完全抗剪连接范围内。所得出的超载对疲劳刚度与剩余承载力的影响规律可为进一步完善钢-混凝土组合梁桥的疲劳损伤理论提供借鉴。     

基于实例浆砌石拱坝结构安全评价分析

年久失修的浆砌石拱坝存在着一定的安全隐患，为对大坝结构稳定做一次全面评价，文章以武义县梁家山水库大坝为例，采用拱梁分载和平面分层核算，分别在现状工况和设计工况下对大坝的坝体应力和拱座抗滑稳定进行分析评价。结果表明：现状工况下大坝应力和拱座抗滑稳定安全系数均满足规范要求；设计工况下应力总体满足要求，但工程两岸及坝基安全稳定局部不能符合设计和规范要求。