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关键词： Finite element method  

摘要： The finite element approach is used for the first time to simulate and examine the free oscillation and transient response of a visco-elastic multi-directional functionally graded porous (MFGP) skew-nanoplate, taking into account surface effects using nonlocal strain gradient hypothesis. The mechanical characteristics of the materials vary in all three directions of length, width, and thickness of the plate according to the exponential law. Additionally, it has viscoelastic behavior according to the Kelvin-Voigt model. The novelty of this paper lies in the incorporation of the spatial variability of nonlocal and length-scale factors as additional mechanical characteristics of the material. The overall equation of motion for the plate is derived by including the classical plate hypothesis and Hamilton’s principle. A quadrilateral plate element with four nodes and six degrees of freedom is created using a non-conforming C2-level Hermitian function. This function offers precise results and rapid convergence for various forms and boundary conditions (BCs) that low-order elements cannot accomplish. The Newmark-beta direct integration technique is used to calculate the transient responses of the visco-elastic MFGP skew-nanoplate under various BCs. Furthermore, a thorough assessment of the impacts of several factors such as residual surface stress, grading indices, elastic foundation stiffness, skew angle, other geometrical parameters, and BCs on the transient responses of the viscoelastic MFGP skew-nanoplate has been uncovered. © The Chinese Society of Theoretical and Applied Mechanics and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2025.

关键词： 配电网   预制基础排管   有限元分析   应力   位移  

摘要： 论文围绕配电网预制基础排管展开研究,通过建立有限元模型,模拟实际工况下的荷载与边界条件,分析排管的位移、螺栓剪切应力、插入钢筋纵向应力以及混凝土应力情况。结果表明,在最不利条件下,排管整体功能不受影响,但存在应力集中导致螺栓孔和钢筋孔附近可能破坏、连接处位移较大影响防水性能等问题。

关键词： 差异沉降量   数值模拟   弹性模量   浸水压力   桩长   桩径   桩间距  

摘要： 为研究不同参数对桩基础差异沉降量的影响,通过ABAQUS有限元平台构建三维数值模型,系统研究桩长、桩径、桩间距、土体弹性模量及浸水压力对桩基础差异沉降量的影响。研究表明,短桩基础的差异沉降量随着桩顶荷载的增加呈现出非线性的增长趋势,其中在低荷载区间增长较为平缓,而在高荷载区间增长则较为显著;桩基础的差异沉降量随着桩径的增大而增加。在低应力阶段,桩径的增大对差异沉降的抑制作用并不显著,而在高应力阶段,桩径的增大则显著降低了差异沉降的增长速率。在不同桩间距条件下,桩基础的差异沉降随着荷载的增加而增长;当土体弹性模量低于40MPa时,增加弹性模量可以显著降低差异沉降,当弹性模量超过40MPa后,其对差异沉降的抑制作用变得平缓,影响程度可忽略不计。在浸水压力作用下,桩基础的差异沉降随着上部荷载的增加而增大。在低荷载阶段,差异沉降的增长较为缓慢,曲线斜率较小;而在高荷载阶段,差异沉降的增速加快,曲线呈现出非线性的上升趋势。

关键词： 桥梁工程   拱桥   斜桩   有限元数值计算   接触分析  

摘要： 为研究大跨度拱桥斜桩基础的工作特性,采用大型有限元软件ANSYS建立某特大桥斜桩-基岩精细化有限元模型,获得其应力分布及规律,并结合边坡长期倾斜监测进行分析。分析结果表明:采用ANSYS接触单元建立斜桩-基岩的节段模型可以高效且较精确地进行分析;斜桩、基岩、边坡的受力状态良好;适当提高斜桩桩端配筋率、配置多层防裂钢筋网,以提高斜桩安全系数、防止斜桩混凝土局部开裂。分析研究结果可为类似拱桥拱座基础设计提供参考依据。

关键词： 有限元   混塔   风机基础  

摘要： 本文以安徽亳州某风电场项目为背景,介绍了混塔风机项目的工程概况和项目特点,详细说明了在混塔风机基础设计中有限元分析的设计方法,通过列举有限元分析设计方法的计算步骤,与规范中简化近似的计算方法形成对比,体现出有限元分析方法在结构精确计算和工程成本控制方面的优势,解决了目前主流公式计算方法相对保守导致的风电工程成本较高的问题,为风机基础优化提供一种新方法。

关键词： 基坑开挖   数值模拟   沉降变形   无支撑支护   邻近桩基础  

摘要： 在深基坑施工中,土体的开挖卸荷易导致土体变形,进而显著影响周围基础的安全性,因此需要分析深基坑开挖过程中对周围基础的变形影响.依托上海某深基坑工程,利用二维有限元数值分析方法,研究采用不同无支撑支护体系的深基坑在开挖过程中对不同上覆荷载桩基础的影响.研究表明,坑底隆起随着距基坑边缘距离的增加而减小,双排桩支护较单排桩更加稳定,开挖过程中引起的支护结构的侧向位移与邻近基础的不均匀沉降更小.

关键词： 特大桥桥墩   堤防   渗流稳定   三维   有限元  

摘要： 随着“十四五”交通规划的实施,跨河桥梁逐渐增多。为减小桥梁对行洪的影响,河道内跨径增大,但堤防跨径一般布置得较小,跨堤桥墩基础距离堤脚较近。桥梁桩基深度达20m~30m,容易扰动堤防临背河测土层形成渗流通道,影响堤防的安全。因此跨堤桥墩基础对堤防渗流稳定影响的计算分析对堤防工程安全具有重要意义。目前二维模型适用于均质土层的渗流稳定计算,而桥墩基础采用钢筋混凝土结构,与土层结合时容易形成空隙,采用三维有限元分析方法能够更好的模拟出不同介质的空间形态,计算结果更为准确。

关键词： 混塔   风机基础   有限元   损伤   结构优化  

摘要： 结合云南某项目风机混塔基础设计方案，利用迈达斯有限元软件建立计算模型，计算时加入相关荷载及钢筋网模型，分析其在正常运行荷载工况、极端荷载工况下的受力情况，结果表明极端工况下风机基础整体安全但局部有受拉损伤，据此提出增加配筋率和预应力两种结构优化方案，对比显示这两种方案在局部受拉损伤方面均优于原方案，对风机混塔基础设计研究有重要参考价值。

关键词： 桥梁工程   桩基础   多年冻土退化   竖向承载特性   有限元分析  

摘要： 近年来全球升温明显,多年冻土退化趋势显著。为研究多年冻土退化对桩基础竖向承载力的影响规律,建立了考虑多年冻土退化效应的桩基础有限元模型,分析了多年冻土区季节活动层厚度的改变对桩基础竖向承载力的影响规律。结果表明,随着季节活动层厚度的增加,桩基础的竖向极限承载力呈现减小的变化趋势;不同季节活动层厚度工况下桩基础的最大应力均出现在桩头位置,最小应力均出现在桩底位置,并且随着荷载的增大,桩基础最大应力出现的区域呈现出由桩头位置逐渐向桩底位置扩大的趋势;当季节活动层厚度相同时,随着荷载的增加,土体应力整体呈增大的趋势,且最大应力出现位置均呈现出随着荷载的增大从桩身周围土体向桩底土体转移的趋势。

关键词： 筏板基础   大体积混凝土   温差裂缝   防控措施  

摘要： 文中基于某大型工业厂房筏板基础施工案例,采用ANSYS有限元软件进行模拟,结合各测点实测温度数据,分析大体积混凝土应力分布和开裂情况,同时,分析不同水泥含量和入模温度对大体积混凝土温度场的影响。研究表明,B测位和C测位最大内外温差分别为34.2、23.7℃,拉应力峰值分别为22.29、6.02 MPa,表明混凝土厚度越大,其底部位置越容易出现裂缝;在满足结构需求条件下,应尽量减少水泥用量,且入模温度控制在5~25℃,以减少内外温差,避免出现裂缝。