带承台单桩工作机理模型试验及三维离散元数值模拟

三维离散颗粒单元模拟无黏性土的工程力学性质——基于三维离散单元颗粒流理论，引入了在极限剪力状态下颗粒间可以发生滑动的接触本构模型，建立颗粒体试样，并赋予颗粒相应的细观结构参数进行无黏结摩擦材料的三维应力应变数值模拟。通过大量的颗粒流数值试验，...

离散元模拟碎裂结构岩体应力传播特征——采用udec数值分析软件,建立碎裂结构岩体数值模型,研究碎裂结构岩体应力传播的结构效应。碎裂结构岩体既不同于块裂结构岩体,又不同于完整结构岩体,这种结构岩体在无围压和低围压条件下应力传播和变形特征具有明显的结构效...

随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大,一些需要穿越碎石土体的隧道不断涌现。针对铁路、公路建设中遇到的碎石土隧道的自稳问题,利用改进后的三维离散元模型及编制的计算软件,对碎石土隧道的自稳性进行了模拟分析,探讨了粒径与隧道自稳性之间的关系,研究了粒径分别为0.1,0.2,0.35,0.5,1,2m等碎石土隧道能够自稳时的最大跨度,并模拟分析了碎石土隧道塌落量与跨度之间的关系。使用的方法和得出的结论对类似工程有一定的参考意义。

碎石土隧道自稳性的三维离散元分析——随着国家对基础设施建设投资力度的不断加大，一些需要穿越碎石土体的隧道不断涌现。针对铁路、公路建设中遇到的碎石土隧道的自稳问题，利用改进后的三维离散元模型及编制的计算软件，对碎石土隧道的自稳性进行了模拟分析，...

吸力锚是近年来在海洋工程中出现并得以迅速发展的一种新型基础形式。然而吸力锚施工中产生的土塞现象对顺利施工和安全使用构成了严重的威胁。文章采用了离散单元法来研究吸力锚施工中的土塞现象,并得到了一些结论。圆形刚性颗粒模型是文章中所采用的基本模型,同时动态松弛法成为基本的求解方法

吹填淤泥是典型的由水力吹填形成的欠固结沉积软土,因此常选用真空预压法对其进行加固。由于吹填淤泥缺乏稳定的土骨架结构,在真空预压过程中土颗粒发生大范围的流动。随着颗粒流动的发生,土体孔隙结构产生不均匀分布,并且排水板周围形成相对密实和弱透水性的\"土柱\"。文中利用离散元方法,数值模拟真空预压过程中吹填淤泥地基固结过程,研究固结后土体孔隙率的不均匀变化随多个因素的变化规律。其次,依据数值模拟的结果提出一种新的真空固结吹填淤泥地基的施工工艺。该施工工艺通过调整打设排水板的步骤提高真空预压固结的效率。

利用侧面透明的模型箱和铝管半模桩模拟开口管桩在砂土中的沉桩过程。利用高分辨率数码摄录设备观察土塞形成的3个阶段,分析土塞形成的力学机制。在模型试验基础上,通过二次开发颗粒流程序pfc2d对沉桩全过程进行离散元数值模拟。结果表明,pfc2d能够模拟开口管桩从开始刺入砂土到形成土塞并最终呈现闭口管桩性态的整个过程;通过定性研究开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、桩土接触面、土颗粒细观组构变化以及砂土颗粒运动规律等,从细观尺度出发探讨开口管桩沉桩过程中砂土的变形机制和土塞的形成机制。

被动侧向受荷桩模型试验及颗粒流数值模拟研究——本文采用室内模型试验与颗粒流数值模拟相结合的方法对砂土中被动侧向受荷短桩桩土相互作用性状进行了较系统和深入的研究。在室内模型试验中，研究了短桩在松砂、中密砂、密砂中的挡墙荷载一位移关系，桩顶位移对...

大直径超长单桩竖向承载性能离心模型试验研究——通过单桩离心模型试验，获得了荷载与沉降关系曲线、桩身轴力分布，研究了大直径超长桩在竖向荷载作用下，桩侧摩阻力、桩端阻力、桩身压缩变形等变化规律，分析了桩端注浆对承载特性的影响，验证了设计参数。

结合某海上风电场桩基工程中的大直径超长钢管桩抗拔承载力研究,利用离心模拟技术,初步推求得出荷载-位移的关系曲线(即q-s曲线),并与现场抗拔试验成果得出的q-s曲线进行了比较,分析两者加载方式和加载速率的不同对q-s曲线的影响。结果发现,上拔力的加载速率较快,求得的单桩抗拔极限承载力偏高。

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在准二维平面应变条件下,运用所研制的深基坑开挖室内试验模型,通过模拟板桩墙支护深基坑在无支撑悬臂式支护、单支撑和双支撑支护等3种支护形式下的开挖,测量出深基坑支护结构的位移、土体表面的沉降及土体位移场的变化,探讨了板桩墙的插入比λ、有无横向支撑及支撑的位置对基坑开挖变形的影响规律,为基坑变形机理的研究及预测提供依据.

粘土中超长单桩的模型试验研究——超长桩的承载性能是一个非常复杂的问题，通过室内模型试验对超长单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理进行分析，研究了超长桩的一些承载性能问题。

利用振动台对phc管桩进行单桩承台模型试验;同时将土体-phc管桩-上部结构视为共同工作整体,建立三维有限元模型,再以abaqus软件为计算平台,对单桩试验工况下的地震反应进行数值模拟计算,并将试验结果与数值模拟计算结果进行对比分析。结果表明:数值模拟和振动台模型试验基本吻合,两者得到的地震反应影响体现出相似的规律性,印证了模型试验的可靠性和数值模型的合理性。

盐渍土路基的离散元模型及破坏响应研究——通过建立路基的离散元模型，数值模拟了盐渍土路基在荷载作用下的破坏响应，给出了组成路基颗粒在荷载作用后的位移大小和运动方向，并把路基划分成l0层，对比分析了各层位移量的大小。　　

结合广州地铁三号线盾构隧道工程实例,提出钢筋混凝土衬砌结构三维非线性有限元计算模型,应用非线性有限元程序ansys分析了上部和周围土体荷载作用下衬砌的应力场与变形情况。结构计算模型采用三维实体单元,考虑了衬砌与周围土体的共同作用、土体和钢筋混凝土材料的非线性性质,通过模型刚度折减考虑了管片接头的不连续性对衬砌应力和变形性质的影响。为验证数值分析结果,进行了衬砌结构的相似模型试验。给出了衬砌结构的应力场、应变场、结构整体位移以及裂纹的分布图。

带承台摩擦单桩荷载传递特性的原位试验研究——在地基表层铺设约1．5m厚砾石砂替换耕植土后，对3根带承台摩擦单桩进行荷载传递特性试验．承台尺寸分别为1．25，1．5o，1．75m，桩长分别为1o，17，25m．得到了各种桩一承台一地基共同作用特性的观测成果．3个...

针对大型平面钢闸门的流激振动问题,制作了大型平面钢闸门的水工模型,通过水力学试验研究了闸门脉动压力特性;并制作弹性相似模型,采用试验模态分析法研究闸门的结构动特性、运用三维有限元数值模拟手段计算闸门的自振特性。对比发现,闸门自振频率的计算值与试验值非常接近,振型完全一致,通过数值计算可考察流固耦合效应对闸门动特性的影响。基于水力学试验采用动力时程方法计算了闸门流激振动响应,评价了闸门的抗振安全,可为闸门结构的优化设计提供依据。

为探明砂土地层盾构隧道掌子面的稳定性,以chambon和corté开展的模型试验为基础,采用三维离散元方法研究了隧道埋深对隧道掌子面稳定性的影响规律,并从细观角度解释了开挖面失稳机理.离散元模型引入了三维柔性应力边界,将模型试验中空气或流体压力对掌子面的支撑效应抽象为作用在掌子面颗粒上的指定支护压力,逐步减少该压力,结合地层变形精确得到极限支护压力.通过删除进入隧道轮廓内的砂土颗粒模拟盾构开挖,以考虑该施工力学行为对掌子面稳定性的影响.研究结果表明：隧道埋深与隧道直径之比小于等于1.0时,掌子面极限支护压力随埋深增加而增加,此后趋于稳定,砂土地层中极限支护压力比随埋深增加而减少,地表沉降突增点对应的支护压力小于掌子面极限支护压力,失稳区直接发展到地表,工程中应同时关注地表沉降与仓内支护压力以保证开挖面稳定;隧道埋深与隧道直径之比大于等于2.0时拱顶上方形成了稳定的塌落拱,延伸高度分别约为0.7d（隧道直径）~1.3d与0.9d~2.3d.

边坡岩体是非均质、各向异性、不连续的复杂介质,由结构面和所围限的结构体组成,结构面常常控制着岩体的稳定性。离散元法将岩体离散为块体单元,单元可以发生变形、移动和分离,可以较为真实地模拟不连续岩体在受结构面控制下发生变形破坏的过程。本文以某边坡为对象,在现场采样基础上,统计分析了优势结构面方位和可能发生的变形破坏模式,采用三维离散元软件3dec分析了不同工况下的边坡稳定性。

断层破碎带隧道围岩稳定性差,为了解超前小导管注浆加固围岩的效果,对隧道的开挖过程进行了三维有限元数值分析,数值计算结果和隧道拱顶下沉量测结果都证明了所选预加固措施的有效性,保证了断层破碎带隧道施工的安全。

深基坑降水与地面沉降变形三维全耦合模型及其数值模拟——针对第四纪松散沉积层地区深基坑降水引起的地面沉降问题，以比奥固结理论为基础，并将其推广应用于非线性问题。考虑到土的渗透性随应力状态的动态变化，将地下水渗流场和土体应力场相耦合，建立水土全耦...