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关键词： 大跨度桥梁   深水基础   单壁钢围堰   有限元   分析计算  

摘要： 深水基础因其工程特点成为了大跨度桥梁的施工关键,钢围堰作为深水基础施工中常用的一种挡水结构,其设计应符合各个工程特点及现场施工条件,力求经济合理。论文以某大桥实际工程为背景,详细介绍了单壁钢围堰的设计方案及借助有限元模型进行合理性检算的过程,为同类型深水基础钢围堰施工检算提供技术参考。

关键词： 桩基础   极限荷载   有限元   强度折减法   荷载增量法  

摘要： 以桩基础极限荷载分析为例,探讨各种极限荷载计算和判定方法,以提高计算精度。有限元极限分析方法分为强度折减法和荷载增量法。强度折减法极限荷载判定方法有:1F-Q_u曲线判定法,即曲线出现V型尖点,则V型尖点前一点对应的强度折减系数为桩基础的安全系数;2F-s曲线判定法,即F-s曲线出现拐点,其后曲线近似平行于s轴;3 F-Δs′ΔP′突变曲线判定法,当曲线发生突变,出现一条近似与F轴垂直的直线,曲线突变前的拐点对应的强度折减系数为安全系数;4数值计算收敛性判定法,即计算恰好不收敛时前一点对应的强度折减系数为安全系数;5塑性区贯通判定法,该方法只适用于判断计算的正确性。荷载增量法极限荷载判定方法有:1P-s曲线判定法,曲线有明显第2个拐点,其后近似平行于s轴,第2拐点对应荷载为极限荷载;2数值计算收敛性判定法;3塑性区贯通判定法。研究表明上述各种方法判定桩基础的极限荷载几乎相同,只要按规定来操作,各种判定方法都是可行的。强度折减法与荷载增量法所得极限荷载误差很小,表明2类判定方法都是可行的。

关键词： 有限元   桩基础   荷载增量法   极限荷载   塑性区贯通  

摘要： 针对桩基础极限承载力数值模拟的差异性,以及判定极限荷载时的明显差异,开展了有限元数值极限分析方法的研究。运用荷载增量法对桩基础极限荷载进行数值模拟,得到了3种通过荷载增量法判定极限荷载的方法:P-s曲线判定法,曲线有明显第二个拐点,其后近似平行于s轴,第二拐点对应荷载为极限荷载;数值计算不收敛判定法,即计算刚不收敛时的前一点对应荷载为极限荷载;塑性区贯通判定法,该法只适用于判断计算的正确性。研究表明,遵循判定规则,提高数值极限分析计算精度,可以准确判定极限荷载;并提出临近桩基破坏时减小加载量,在P-s曲线中可以找到陡降的破坏点。

关键词： 大体积混凝土   温升计算   温度监测   混凝土养护  

摘要： 混凝土裂缝对混凝土的耐久性和抗渗性有着显著影响。由于混凝土底板温度受到原材料特性、配合比、环境条件、结构形式及施工养护措施等多方面因素的影响,故计算结果需要与监测数据进行对比复核,误差在可接受范围内才能应用。基于温度场理论和有限元方法,对上海中心底板超大体积混凝土进行温升模拟,并与实际监测数据进行对比,得出可靠的结论。其计算方法亦可为其他大体积混凝土底板施工提供参考。

关键词： 岩石地基   柱下独立基础   基底反力   破坏模式   承载力  

摘要： 岩石地基的刚度大、承载力高、变形小的特点,使岩石地基上扩展基础的基底反力和受力特性与土质地基有所不同。按现行规范进行岩石地基上独立基础设计存在一些不合理之处。本文主要利用有限元软件研究分析岩石地基弹性模量、基础跨高比、基础底部配筋对基础截面剪力、基底反力分布、基础裂缝、基础极限承载力的影响。其主要工作和成果如下:(1)利用有限元软件计算得到基础不同截面剪力大小,发现在基础中心到柱边缘范围内基础截面剪力值近似呈线性增大,而在柱边缘到基础边缘范围内基础截面剪力值呈非线性减小,减小的速度由快变慢最后趋于平缓。剪力最大值出现在柱与基础交接处所在截面。相同荷载作用下,随着岩石的弹性模量增大、基础的跨高比减小,基础截面剪力最大值减小。(2)分析有限元得到的基底反力结果可以发现岩石地基上柱下独立基础基底反力分布呈现高度的非线性。基底反力分布总体趋势从基础底部中心向基础两边减小,在基础边缘处又有所增大,基底反力分布曲线近似呈“M”形。相同荷载作用下,随着基础跨高比的增大、岩石的弹性模量增大,基底反力向基础中心集中而变更加的不均匀。(3)分析有限元软件计算结果,可以得出柱下独立基础在轴向荷载作用下首先在基础底部中心出现裂缝,随着荷载的增大基础裂缝沿着对称轴向基础边缘和基础顶部发展,最终形成贯通的裂缝。当岩石地基刚度增大、基础跨高比减小,基础首次出现裂缝时的荷载有所增大。(4)分析有限元计算结果可以发现在一定范围内随着配筋的增大对钢筋附近混凝土的应变有一定的约束作用,但对基础截面剪力和基础极限荷载几乎没有什么影响。混凝土强度等级及配筋保持不变的前提下,岩基的弹性模量越大、基础的跨高比越小,基础极限承载力越大。(5)有限元计算结果与塑性铰理论及规范计算结果进行对比,依据规范基底反力均匀分布假设,在保证一定安全冗余,利用有限元计算结果拟合提出了关于地基和基础刚度比、基础跨高比的基础截面抗剪验算公式。

关键词： Design   Centrifugal pump   Impeller   Elastoplastic   polymer   displacement   Stress   Finite Element Method   ABAQUS  

摘要： Polymeric pumps represent a technological solution when used for aggressive chemical liquids and abrasives. The present work investigates the effect of pressure load on the elastoplastic behavior of an impeller made of polymer. The main objective is a comparison between impellers with different parameters such as number of blades, external diameter and width of the blade. The computations are made using three-dimensional finite element under ABAQUS code. The behavior of the polymeric impeller is investigated under mechanical loads taking into consideration the mechanical characteristics of the material. This tark is conditioned by a deep understanding of the elastoplastic behavior of the polymeric impeller. The results obtained show the parameters under consideration have a sensitive effects on the behavior of the impeller concerning the displacements and Von Mises stresses. The present work as well as the other research mentioned in this paper aim for a better design and optimization to meet a good performance of centrifugal pump.

关键词： 筒形基础   吸力式沉贯   大变形有限元   ALE技术  

摘要： 吸力式筒形基础在海洋工程中已获得越来越广泛地应用,其安装过程的数值模拟对指导工程实践具有重要意义。在大型通用有限元软件ABAQUS平台上建立了二维轴对称模型,基于ALE(任意拉格朗日-欧拉法)技术模拟了黏土中吸力筒的大变形沉贯过程。模拟过程利用了子程序VUFIELD控制土体的不排水抗剪强度和弹性模量随土体深度变化。参照离心机试验及理论计算,对模型进行验证。利用已验证模型分析不同吸力下沉贯阻力、土塞高度,并讨论了筒壁摩擦特性。数值计算结果表明,ALE技术能有效地模拟吸力筒贯入过程,避免网格畸变。贯入方式对贯入阻力影响很大,吸力式贯入阻力明显低于压力式贯入阻力。进一步研究发现,随着最终吸力值的增大,沉贯阻力会显著降低,土塞高度会显著提高。对内壁摩擦特性的研究表明,内壁摩擦阻力是导致沉贯阻力改变的主要因素,并且相比吸力式贯入方式,筒壁摩擦特性会对压力式贯入造成更大的影响。

关键词： 提升机基础   监测   有限元模拟   时程分析   预警  

摘要： 为探明危险提升载荷对提升机基础的影响,以新城金矿扩容改造项目为例,进行现场振动加速度监测,测得提升机运行时加速度时程曲线,利用此加速度时程曲线建立基础的模型进行动力时程分析.将模拟得到的位移时程曲线与实测值进行对比判断模拟结果的合理性.模拟结果合理后增大载荷继续进行数值模拟,将振动位移达到危险值时的载荷确定为危险载荷,以此作为安全预警系统进行预警的理论依据.实际应用结果表明,此方法应用于安全预警系统是可靠的.

关键词： 海上风电   吸力式沉箱基础   极限承载力   有限元极限分析   土体-结构裂缝  

摘要： 吸力沉箱作为近海大型风机新型基础形式具有诸多优点。极限承载力设计，作为该基础形式设计阶段的关键一环，在设计理论和验算方法方面还不够完善。利用有限元极限分析，对福建某待建海上风电场的5MW风机吸力式沉箱基础选型方案进行承载力分析。提出基于极限分析的土体-结构潜在浸水裂缝模型能够在程序优化过程中自动判断土体一结构界面的浸水裂缝开展。分别给出不同深径比以及是否允许裂缝开展时吸力沉箱不排水极限承载力的计算包络图和安全系数。将计算结果与经验公式、极限平衡解、塑性上限解和有限元解进行比较，验证了结果的准确性。分析表明，吸力式沉箱基础在该工程极限荷载作用下能够满足稳定性要求。允许存在潜在浸水裂缝时，沉箱极限承载力较不允许时低约3％～11％，二者失效机制和土体塑性区分布明显不同。极限状态下沉箱内部土体是否进入塑性与沉箱深径比有关；传统极限平衡法和极限分析多采用桶内土体刚性假定，将高估沉箱的极限承载力。

关键词： 疏桩   承台形式   基础沉降   有限元  

摘要： 疏桩基础采用井格式承台和筏板承台两种不同形式的承台,应用有限元软件模拟分析了不同形式的承台中心的沉降量,并对等效荷载情况下,二者承台中心沉降量进行了比较,对承台形式的选取提出建议。