应用案例 · 第 30 页
岩土工程软件应用案例、建模方法与工程分析实践，按发布时间由近到远浏览，第 30 页。
典型覆冰导线空气动力学特性数值和试验模拟
输电线路覆冰舞动是由覆冰导线气动力引起的，因此了解覆冰导线的空气动力学特性是研究其舞动的关 键因素。为此，结合覆冰导线空气动力学特性的研究现状，采用 Spalart-Allmaras(SA)湍流计算模型和 ADINA 有 限元软件对不同覆冰厚度的典型新月型、翼型、扇型和 D 型覆冰导线的升力系数、阻力系数及扭矩系数等空气动 力学参数进行了系统研究。利用流场压力分布特性对空气动力学参数随攻角变化出现的尖峰突跳现象进行了分析。 结果表明，数值模拟与试验结果具有较好的一致性，覆冰导线空气动力学参数仅与导线规格、覆冰厚度、覆冰类 型和攻角有关，受测试风速影响较小。随着导线覆冰厚度的增加，覆冰导线空气动力参数曲线负斜率和变化率变 大，即线路起舞阈值降低，发生舞动的可能性增大。
阅读详情堆石料流变模型参数敏感性分析的正交试验法
基于七参数流变模型的堆石料流变分析已在面板堆石坝应力变形分析中得到广泛采用，但目前关于该流变 模型参数对于坝体应力变形的敏感性研究还不够深入。为此，本文采用正交试验法，以公伯峡面板堆石坝为依 托，以坝体最大沉降位移V、面板挠度 δ 和面板顺坡向应力 σ 作为敏感性分析的主要试验指标，进行七参数流变 模型参数关于这些试验指标的敏感性分析。结果表明，对指标V、δ、σ来讲，因素m1的影响最大，其次是b和 m2，这3个参数的敏感性作用显著；而 α、c、d 和 m3 对各指标的影响不够显著，参数敏感性低。因此，在采用 七参数流变模型进行面板堆石坝流变分析时，应将 m1、b和m2 作为流变参数分析与选择的重点。本文研究成果 可以为面板堆石坝流变分析时合理选择流变模型参数提供参考依据。
阅读详情既有建筑物地下室增层开挖群桩沉降性状研究
既有建筑物地下室增层开挖会改变原有桩基础的沉降性状。采用双曲线模型来模拟桩侧及桩端阻力的发挥函 数，并结合剪切位移法求出该模型参数。然后通过荷载传递法，建立增层开挖工况下群桩基础中基桩的控制方程。结 合工程实例，利用 ADINA 有限元软件建立三维实体模型，得到群桩基础中基桩的 p–s 曲线，并与本文的计算方法进 行对比验证。最后，研究了地下室增层开挖工况对群桩基础中基桩沉降性状的影响。分析得出，随着增层开挖深度的 增大，方形布桩中心桩的桩顶沉降量在不断增加；在同一开挖深度时，角桩的沉降量最大，边桩次之，中心桩最小； 不同的布桩形式对中心桩沉降性状会有一定的影响。
阅读详情上硬下软地层盾构隧道开挖面极限支护力分析
极限支护力是保证盾构隧道开挖面稳定性的关键参数．但目前鲜有学者研究上 硬下软地层中盾构隧道开挖面极限支护力的现状．本文基于极限平衡法和筒仓理论，假设破 坏面为折线，建立了适用于该地层的盾构隧道开挖面极限支护力计算模型，并得到其计算公 式；进而对该地层模型进行数值模拟．结果表明，与不考虑地层分层的传统方法相比较，本文 方法与数值计算结果更为吻合，证明了当开挖面横跨上硬下软地层时考虑分层的必要性．在 此基础上，对埋深、上下土层厚度及土体强度指标等参数对极限支护力的影响进行了分析． 结果表明：当上下地层土质不同时，考虑分层与否所得的极限支护力差异较大．因此，上硬下 软地层不能等同于均质土层，在工程实践中需予以考虑．
阅读详情深基坑框架预应力锚杆微型钢管桩联合支护结构力学特性分析
针对深基坑工程在施工场地狭窄和存在回填未固结土及土质松散地区施工时遇到的难题，提出框架预应力 锚杆微型钢管桩联合支护结构，对其结构构成和工作机制进行详细探讨。基于温克尔弹性地基梁理论，建立锚杆 张拉阶段和正常工作阶段时框架预应力锚杆微型钢管桩与土体相互作用的计算模型，并利用位移法和有限差分法 进行求解；借助 ADINA 有限元软件对该联合支护结构的支护效果和力学特性进行分析，将理论值与模拟值进行 对比。结果表明：(1) 理论计算结果与数值模拟结果基本吻合，验证了计算模型和分析方法的合理性；(2) 与所提 出的理论计算方法所得的结果相比，常规不考虑结构间牵连作用计算得到的框架柱内力较小，以此为设计依据使 框架柱偏于不安全，而常规计算得到的微型钢管桩内力值较大，使设计过于保守；(3) 与桩锚支护和地下连续墙 支护结构相比，该联合支护结构可以有效的控制基坑变形且内力分布更加合理，体现了该联合支护结构优越的支 护特性，可为类似深基坑支护结构的设计提供理论依据和参考。
阅读详情地铁盾构隧道下穿城际铁路地基加固方案安全性分析
苏州某地铁盾构隧道下穿沪宁城际铁路施工时，原有铁路地基加固方案产生的沉降量不能满足高 速铁路的要求，因此，结合原加固措施，采用板＋桩组合结构的形式对地基进行加固。对 此 方 案，采 用 二 维 有 限元法分析不同应力释放率下盾构施工引起的地表沉降规律。当应力释放率为３０％时，盾构 下 穿 处 板＋桩 组 合 结构的沉降量为３．９ｍｍ，满足高速铁路无砟轨道对工后沉降的要求，但此时板＋桩组合结构中的加固板将与其 下方土体脱离。采用三维有限元方法，对高速铁路轨道结构进行静、动应力响应分析。结 果 表 明：当 加 固 板 与 其下部土体脱离时，在自重应力作用下，钢轨轨面的最大变形为０．５８２ｍｍ，满足轨道不平顺的要求；在最大列 车动荷载作用下，轨道板和加固板的最大拉应力分别为０．９３和１．０２ ＭＰａ，均小于规范中所要求的疲劳强度修 正值。由此可知，在盾构隧道下穿施工时，城际铁路地基采用板＋桩组合结构形式的加固方案，是 能 够 保 证 运 营安全的。
阅读详情地铁列车循环荷载下软土地区盾构隧道长期沉降分析
为分析地铁列车循环荷载作用下宁波软土地区盾构隧道的长期沉降问题，运用室内土的动三轴试 验，研究不同围压和不同循环动应力条件下宁波淤泥质软黏土的塑性累积应变；依据淤泥质黏土的室内动三轴 试验结果，拟合得到修正的指数预测模型中的相关参数，将数值模拟与修正的指数预测模型相结合并运用分层 总和法，对宁波轨道交通１号线某区间盾构隧道的长期沉降进行预测。结 果 表 明：线 路 的 不 平 顺、地 铁 列 车 循 环荷载的大小及频率对宁波淤泥质软黏土地区隧道下卧土层的长期沉降有较明显的影响，同等试验条件下，线 路不平顺时下卧软土的长期沉降约为平顺时的２．９倍；地铁列车循环荷载的频率越高，所引起宁波淤泥质软黏 土地层的塑性变形幅值越小；宁波轨道交通１号线运营１０年后隧道下卧土体的累计沉降约为２２ｍｍ，第１年的 沉降较大，约占运营１０年累计总沉降量的５０％。
阅读详情季节性冻土区土钉边坡支护结构冻融反应分析
季节性冻土区边坡支护结构往往受冻融循环作用而发生破坏，对边坡支护结构造成很大的安全隐患。结合兰州地区 某实际工程，应用大型非线性有限元软件 ADINA 中的热-流体-固体耦合分析模块建立了季节性冻土区土钉边坡支护结构的 有限元模型，开发了土体在冻胀、融沉时的本构模型，并用实测结果考证了程序的有效性。然后采用二次开发的软件分析土 钉边坡支护结构在冻融循环作用下的反应特性及规律。分析结果表明：在冻融循环作用下，每层土钉钉头附近轴力值增加最 大，沿土钉轴向增加值逐渐减小；轴力相对增量沿坡高逐渐增大；水平位移、坡顶地面沉降量均因冻土融化使得含水率增加 而突增。研究结论可为季节性冻土地区边坡支护的设计和施工提供参考。
阅读详情基于排水体椭圆柱假定的井阻非线性 竖井地基固结理论
目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论，即需要将扁长的塑料排水板等效为 圆柱体之后再进行分析，这种简化过程可能会带来一定误差。为此，将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆 柱体进行研究。首先给出椭圆柱坐标体系下的塑料排水板处理地基固结基本方程，并基于椭圆柱坐标系理论得到 超静孔隙水压和固结度的解析解，讨论新的解答与已有经典解答之间的关系，认为经典的排水板周长等效法高估 了排水板的排水固结效果。此外，讨论了排水板渗透系数 kw随深度线性衰减和随时间指数衰减变化时的固结解析 解，通过计算讨论认为，渗透系数随时间的变化对排水板地基固结影响最显著，参数 A2 值越大，排水板地基固结 速率越慢，以致于排水板严重淤堵而丧失排水能力。
阅读详情寒区隧道温度场的围岩热学参数影响及敏感性分析
寒区隧道抗防冻设计受周边温度场控制，隧道围岩的热学参数直接影响温度场分布。本文依托某寒区公路 运营隧道，采用现场实测、数值仿真和理论推导三种方法对寒区隧道温度场分布和围岩热学参数的影响敏感度进 行了系统研究。首先，通过对比分析有限元计算结果和现场监测数据，验证了有限元计算分析的准确性。然后，采 用该有限元分析方法，基于敏感性分析方法，对围岩导热系数、比热容和赋存温度三个因素对寒区隧道温度场的影 响进行了敏感性分析。结果表明，三个因素的影响敏感度具有明显差异，其中赋存温度是影响隧道温度场最敏感 参数。研究成果可为寒区隧道选址及类似工程的抗防冻设计提供参考。
阅读详情渡槽结构考虑流固耦合的 横向地震响应简化计算公式
渡槽是输水工程中的控制性工程，在地震中容易发生破坏，导致沿线供水中断。虽然大量渡槽已经建成 并投入使用，但关于渡槽的抗震研究还不够完善，在国内还没有统一的渡槽抗震简化计算方法。该文以流固耦合 动力学为基础，结合反应谱理论，推导了渡槽横向地震响应的简化计算公式，并与非线性流固耦合有限元时程分 析进行对比。对比结果表明：该文提出的简化计算方法可以快速计算渡槽的横向地震响应，计算结果不仅能够有 效反映水体晃动对渡槽结构的减震作用，且与数值分析结果吻合较好。
阅读详情半主动液压减振器动态特性建模与试验研究
开发了一种具有阻尼切换功能的两级阻尼半主动液压减振器，利用 MTS831 对其动态特性进行了测试分 析。基于流-固耦合有限元方法对该减振器的动态特性进行了建模与分析; 计算结果表明，减振器阻尼力试验值与计算值 偏差 ＜ 15% ，为此验证了模型的正确性; 分析了减振器油液的黏度、阻尼孔的直径等参数对减振器性能的影响。该试验方 法与建模方法，可用于半主动液压减振器的开发与研究。
阅读详情砂土中筒型基础沉放过程渗流特性和沉贯阻力研究
筒型基础的沉放是一项关键施工过程，沉放时土体在施工负压下产生渗流场，而渗流对基础筒壁的侧摩阻力和端阻 力产生影响，导致沉贯阻力难以预测。针对这一问题，首先应用试验和数值模拟的方法，对筒型基础沉贯过程中的渗流特性 进行分析，揭示筒壁两侧及筒端土体超孔隙水压力的分布；然后将分析结果应用于沉贯阻力的推导中，并对推导的公式进行 验证。研究表明：筒型基础沉贯过程中，筒壁两侧土体的超孔隙水压力沿筒壁深度几乎呈线性变化，在接近筒端时出现非线 性变化；不同的沉贯深度下，渗流对沉贯阻力的影响不同，随着沉贯深度的增加，减小的阻力占总沉贯阻力的比值越来越大； 通过推导的理论公式计算的试验模型和实际工程的沉贯负压理论计算值与实测值吻合较好。
阅读详情考虑任意初始条件的均质土质覆盖层降雨入渗解析解
均质土质覆盖层作为填埋场与大气环境的隔离结构其主要功能是控制雨水入渗，近些年该类覆盖层在北美一 些干旱和半干旱地区被证明是有效的。基于二维非饱和土渗流控制方程，采用可考虑土体进气值的指数函数描述土体 的土水特征曲线和渗透系数曲线，使用单位梯度边界作为土质覆盖层的底部边界条件，推导出可考虑任意初始条件的 降雨入渗移解析解。通过与前人试验结果比较与分析，证明了该解析解的有效性。对比分析了均质土质覆盖层底部分 别取单位梯度边界、渗流审查边界和固定孔压边界对降雨入渗及渗漏量的影响，分析结果表明：与渗流审查边界和固 定孔压边界相比，单位梯度边界更适合土质覆盖层的渗漏量计算。利用该解析解分析不同初始条件对累计渗漏量的影 响，结果表明覆盖层累计渗漏量随其底部初始体积含水率的增加而增大。为土质覆盖层防渗漏性能评价提供了一种简 单实用的计算方法。
阅读详情基于饱和渗透系数空间变异结构的斜坡渗流及失稳特征
以往研究一般采用单随机变量方法（ＳＲＶ）或基于水平或垂直方向波动范围生成的空间变异随机场来模拟岩土参数的 空间变异性，对具有倾斜定向特征的空间变异随机场未有涉及．基于条件模拟相关理论和非侵入式随机有限元的理论框架，提 出了利用序贯高斯模拟方法进行斜坡参数条件随机场模拟并运用有限元方法进行斜坡渗流和稳定性分析的方法．针对理想边 坡，对各向同性和几何各向异性的共７种空间变异结构的饱和渗透系数（Ｋｓ）各进行了２００次条件随机场模拟，基于条件随机 场模拟结果进行了有限元渗流和稳定性计算，对每种空间变异结构多次计算结果进行了统计分析．结果表明：本文所提出的方 法不仅再现了研究区域参数的空间二阶统计特性，通过设定变异函数参数进行不同空间变异类型、变 异 程 度、变 异 定 向 性 的 随机场模拟，同时利用现场观测数据对随机场模拟结果进行条件限制，从而提高了随机场的赋值精度；Ｋｓ 的空间变异结构对 孔隙水压力的分布规律、地下水位线变化范围、稳定性系数和最危险滑动面分布特征均有一定程度的影响．本研究为库岸斜坡 稳定性评价提供方法支撑．
阅读详情单体库岸滑坡及其次生涌浪灾害风险分析
水库滑坡次生涌浪灾害是库水运营过程中重要的灾害类型，开展滑坡及其次生涌浪灾害风险分析，能够合理确定并评 价滑坡及其次生涌浪灾害对生命及财产的影响程度，从而为采取经济有效的减灾应急措施提供理论依据和技术支持．以 三 峡 库区万州区塘角１号滑坡为例，探讨不同库水位降雨组合工况下，考虑空间差异性的单体滑坡危险性分析方法；确定滑坡次生 涌浪灾害影响范围；完善滑坡及其次生涌浪灾害承灾体易损性评价方法；绘制最危险工况下塘角１号滑坡及其次生涌浪灾害 经济风险和人口风险分布图，得出：塘角１号滑坡最危险工况为库水位１７５～１４５ｍ＋３日１００ｍｍ 降雨．在该工况下，塘角１号 滑坡及其次生灾害总经济风险为２２３９万元；坡体上室内人口总风险为０．５５人．研究成果以期为指导该类滑坡减灾防灾提供 思路和依据．
阅读详情一种新型框架预应力锚托板加固技术在高填方边坡工程中的应用及数值与监测分析
提出一种框架预应力锚托板加固技术，这种技术不仅施工方便快速，还可以有效提高高填方边坡的稳定性， 并对边坡的位移和变形起到很好的控制作用。为了能够更好地了解框架预应力锚托板的加固效果，基于 GeoStudio，结 合实际监测数据，对比分析了有无锚托板时高填方边坡的坡肩位移、深层水平位移及稳定性，并对锚托板的锚固段轴 力变化及边坡土压力分布规律进行了分析。
阅读详情框架预应力锚杆加固多级高边坡地震响应数值分析
依托实际工程，基于 Geostudio 岩土分析软件，建立了框架预应力锚杆加固多级高边坡的动力分析模型。通过 设置边界条件，输入水平地震作用，分析了边坡在地震作用下的位移响应、速度响应、加速度响应和锚杆轴力响应。 结果表明：水平地震作用下，边坡内的位移、速度、加速度和锚杆的轴力等均随地震持时呈波动性变化。水平位移随 时间变化显著且具有累积效应，边坡水平位移远大于竖直位移。坡体临空面水平加速度幅值明显增大，临空面对地震 加速度具有放大效应。边坡总应力从坡底沿坡高递减，在坡底总应力最大。预应力锚杆的自由段与锚固段轴力均随地 震持时波动性变化，自由段轴力较大，锚固段轴力沿远离自由段方向递减。分析结果可为框架预应力锚杆加固多级高 边坡的地震响应提供一定的依据。
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