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ISBN: (纸本)7302105111

关键词： 超长灌注桩   群桩   有限单元法   沉降  

摘要： 伴随着现代土木工程向着超高、超重、超大方向发展,越来越多的工程设计采用大直径超长灌注桩群桩基础形式。但是人们对这类大规模群桩基础形式的认识却远远落后于工程设计的要求,尤其是对群桩沉降规律的研究还远未完善。 本文在深入讨论目前的群桩基础沉降计算方法后,在前人研究工作的基础上,采用三维弹塑性接触非线性有限元法,对大直径超长灌注桩群桩基础沉降分布规律和变形发展的机理作了进一步研究。研究了材料非线性和接触非线性有限元的求解理论,并绘制了弹塑性接触非线性有限元的求解流程图;基于现场实测的自平衡试验资料,利用有限元的计算方法模拟自平衡试验的加载过程,通过计算结果和现场试验数据的对比分析,确定有限元计算的桩土作用体系的力学参数;结合工程实例,基于ANSYS建立了有限元的计算模型,并利用其APDL语言编制了相应的程序将模型的相关信息输出成ABAQUS的命令流格式,用ABAQUS对群桩基础的沉降问题进行了计算分析,研究了群桩支撑体系受荷后的沉降分布规律和变形发展的机理,并分析了桩距增大时,群桩基础沉降的变化规律。 通过上述计算方法的应用,得出一些结论。利用ABAQUS分析群桩沉降问题是可行的,可用于预测沉降并优化和检验设计方案;利用ANSYS建立有限元的分析模型并输出成ABAQUS的命令流格式,这一方法是高效的:通过比较自平衡试验的现场实测资料和有限元计算结果,来反分析桩土支撑体系的参数,是可行的。 分析有限元计算结果,提出了一些规律性的结论和建议。采用较大的桩距可以明显减少沉降量,提高承载力;应考虑承台底桩间土因为压缩而提供的承载力和产生的沉降量;有意识的增加边、角桩数量,加大中间桩间距,有利于减少沉降量。

关键词： 浅基础   承载力   沉降   有限元方法   塑性区   面向对象  

摘要： 浅基础的地基强度及变形历来是土力学与基础工程学的重要内容之一。承载力极限状态的含义是保证建筑物不倾斜、不滑移、不破坏,它是在刚塑性或弹塑性理论假定的基础上推导出来的一系列计算公式,但在推导过程中从未考虑变形,也就是说,在进行地基承载力的计算时是将基础的沉降变形搁置起来。将地基强度与变形割裂开来考虑是目前我国在地基承载力理论上存在的严重缺陷。 随着计算技术和土的本构模型理论的发展,有限单元法逐渐成为一种广泛应用于岩土工程分析的数值方法。传统有限元分析方法是采用面向过程的思路进行程序编制的。其不仅缺乏统一的输入输出格式、良好的图形前后处理界面,而且在可扩充性和代码可重用性方面也受到许多约束,因此本文引入软件编程中面向对象的思路,编制了有限元分析程序EPAFCL(Program for Elastic-Plastic Analysis Foundation with Complex Load ),该程序以开放性、易扩充性、易维护性为目标。在程序中土体实现了材料的非线性和弹塑性,分析中采用的土的本构模型有非线性的邓肯-张模型、成都科大K-G 模型和弹塑性的修正剑桥模型、Drucker-Prager模型。 本文在分析研究国内外有关浅基础承载力理论及研究现状的基础上,利用自编面向对象有限元程序,对均质地基、层状地基在承受竖向荷载、复合荷载时的沉降曲线、塑性区的开展等进行了分析和探索。并采用ANSYS软件对相同的问题进行了分析对比。实例研究表明,本文自编的三维非线性有限元程序可以将地基的沉降及承载力结合起来,可求的各级荷载作用下地基的非线性沉降变形、地基土体塑性区的开展情况和地基的极限承载力,能反映复合荷载作用下浅基础地基的实际工作机理。

关键词： Deformation   Shell structures   Tensor-based finite element  

摘要： In the present study, we propose a computational model for the linear and nonlinear analysis of shell structures. We consider a tensor-based finite element formulation which describes the mathematical shell model in a natural and simple way by using curvilinear coordinates. To avoid membrane and shear locking we develop a family of high-order elements with Lagrangian interpolations. The approach is first applied to linear deformations based on a novel and consistent third-order shear deformation shell theory for bending of composite shells. No simplification other than the assumption of linear elastic material is made in the computation of stress resultants and material stiffness coefficients. They are integrated numerically without any approximation in the shifter. Therefore, the formulation is valid for thin and thick shells. A conforming high-order element was derived with C0 continuity across the element boundaries. Next, we extend the formulation for the geometrically nonlinear analysis of multilayered composites and functionally graded shells. Again, Lagrangian elements with high-order interpolation polynomials are employed. The flexibility of these elements mitigates any locking problems. A first-order shell theory with seven parameters is derived with exact nonlinear deformations and under the framework of the Lagrangian description. This approach takes into account thickness changes and, therefore, 3D constitutive equations are utilized. Finally, extensive numerical simulations and comparisons of the present results with those found in the literature for typical benchmark problems involving isotropic and laminated composites, as well as functionally graded shells, are found to be excellent and show the validity of the developed finite element model. Moreover, the simplicity of this approach makes it attractive for future applications in different topics of research, such as contact mechanics, damage propagation and viscoelastic behavior of shells.

关键词： 振动与波   舰船设备   冲击隔离   冲击响应   限位器   有限元法  

摘要： 带有限位器的浮筏隔振系统是非线性系统,利用ANSYS建立了这一非线性系统的有限元模型,计算了带有限位器的浮筏隔振系统模型的冲击响应,分析了筏体弹性、基础弹性和限位器参数对冲击响应的影响。计算结果表明筏体弹性和基础弹性对系统的冲击响应均有一定程度的影响,它们使得机组的最大加速度响应减小,筏体和机组的最大位移响应增大。对于刚性浮筏隔振系统和弹性浮筏隔振系统,限位器间隙与冲击响应之间的关系是相同的,即随着限位器间隙的减小,筏体和机组的最大加速度响应增大,而最大位移响应都减小。

关键词： 非线性   摄动   随机有限元   随机场  

摘要： 将二阶非线性摄动随机有限元理论和土性参数随机场的离散技术相结合,可以处理岩土工程中由多种不确定因素带来的结果的不确定性。与一阶摄动随机有限元相比,二阶摄动随机有限元具有较高的计算精度。笔者探讨了这一方法,考虑土性分布参数和荷载变异性,用二阶摄动随机有限元法进行了浅地基沉降的概率分析。

ISBN: (纸本)7118035629

关键词： 有限元法   自升式钻井船   钻井平台   桩靴   筒型基础   地基  

摘要： 自升式钻井船和筒型基础平台都属于浅基础结构物。在完成钻井作业后 ,桩靴较大的自升式钻井船在拔桩中会对筒型基础平台的地基产生一定的影响。利用通用的有限元程序ANSYS软件 ,以渤海 8号自升式钻井船和歧口 17 2筒型基础平台为对象 ,在相同荷载和约束下分 3步模拟了自升式钻井船桩靴的拔出过程 ,就桩靴在拔出过程中对筒型基础平台地基强度的影响进行了三维有限元分析。分析结果表明 ,在设计中将地基承载力提高 10 % ,自升式钻井船就可以在桩靴距筒型基础筒体 12

关键词： 弹性应变梯度理论   平面18-DOF   三角形应变梯度单元   C^0-1分片检验   孔边应力  

摘要： 基于细观有限元弹性应变梯度理论,首次提出应变梯度有限元的C0-1分片检验条件及其变分基础和一种构造应变梯度单元的方法.与常规的C0分片检验和C1分片检验不同,C0-1分片检验要求检验函数为满足平衡方程的二次函数,并同时通过线性平面应力C0分片检验和应变梯度常曲率的C1分片检验.进一步提出一个平面18-DOF三角形应变梯度单元(RCT9+RT9),算例表明该单元通过C0-1分片检验,无伪零能模式,并有较高的精度.

关键词： 桶形基础   本构模型   地震动力   平台   三维弹塑性有限元   软土   应力应变关系   滩海   模拟   动力分析  

摘要： 在经典的D-P本构模型基础上,通过改进其屈服准则,引入硬化曲线建立了改进的D-P模型,使该本构模型能很好地模拟大港滩海软土的应力应变关系。利用MARC程序作为平台,建立了滩海桶形基础平台整体有限元动力分析模型,并对我国第一座桶形基础平台进行了三维弹塑性地震时程动力分析,得到了一些很有用的结论。