临坡地基承载力极限分析上限有限元数值模拟

为探究土体非均质与各向异性对临坡地基承载力的影响,运用极限分析上限方法,结合单侧临坡条形基础地基破坏模式,引入土体内摩擦角、黏聚力、基础与边坡坡顶距离等参数,分析临坡地基极限承载力的变化趋势。首先,根据极限分析上限理论,建立破坏模式的机动许可速度场,考虑非均质与各向异性原理,在计算中导入非均质系数与各项异性系数,得到机构各部分内能耗散计算公式,推导出地基承载力系数n_c的计算表达式。在此基础上,设定机构所需满足的约束条件并导入用matlab软件编制的优化程序,程序考虑了非均质与各向异性对地基破坏面位置及形状的影响,最终得到地基承载力最小上限解所对应的非均质与各向异性下地基承载力系数n′_c。结果表明,计算数据与现有成果具有较好的一致性,揭示了非均质与各向异性对临坡地基承载力系数n′_c的作用规律。当非均质系数η增大时,n′_c随之增大；当各向异性系数k增大时,n′_c随之减小,且减小幅度趋缓,有效地弥补在临坡地基承载力中土体非均质与各向异性研究领域的不足。当破坏模式转化为水平地基形式时,所得结果与其他方法计算结果很好吻合,证明了此方法解决水平地基问题的可行性。

地基承载力是土木工程中研究的基础性问题,同时也是难点问题,它与土工结构的稳定性密切相关,准确分析和计算地基承载力对于土木工程的设计和施工具有重要的参考和指导作用.本文以下限有限元法为理论基础,通过构建有限元模型,对地基由初始的线弹性状态向塑性流动极限破坏状态的转变过程进行了模拟,对竖直荷载下浅地基极限承载力以及刚度、粗糙度等对地基极限承载力的影响进行了分析.

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小。结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°(地基)模型变化趋势相同,即在坡角为0°~30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓。

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小。结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°（地基）模型变化趋势相同,即在坡角为0°～30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓。

为研究边坡角大小对地基承载力的影响,采用有限元强度折减法进行数值模拟计算,建立了简化的地基及边坡-地基模型,分析了地基的极限承载力随着边坡坡角的变化规律,并计算出地基的极限承载力大小.结果表明,有限元强度折减法能够计算出地基极限承载力;在相同的基础荷载等量加载情况下,边坡-地基模型随着坡角的增加,安全系数变化趋势先保持与0°(地基)模型变化趋势相同,即在坡角为0°～30°之间,而后随着荷载等量增加其安全系数呈现出减小的趋势,并且减小幅度逐渐变缓,最后基本不变;当坡角增加到40°之后,安全系数变化趋势比较基本呈现线性减小趋势,减小幅度较为缓慢;边坡的形成将对地基极限承载力有衰减效应,并且地基极限承载力的衰减效应随着坡角的增加总体呈非线性变大趋势,但其衰减效应幅度随着坡角的增加逐渐变缓.

双层地基极限承载力的极限分析上限法——极限分析方法已广泛应用于岩土工程稳定性分析中，目前已有很多学者探讨了极限分析上限方法计算均质土地基极限承载力问题，事实证明该方法是卓有成效的。而实际中常遇到的是层状地基，特别是持力层范围内主要有两层土的...

极限分析方法已广泛应用于岩土工程稳定性分析中,目前已有很多学者探讨了极限分析上限方法计算均质土地基极限承载力问题,事实证明该方法是卓有成效的。而实际中常遇到的是层状地基,特别是持力层范围内主要有两层土的情况,对于双层地基极限承载力的计算,目前的研究还相当不成熟。将一种新的多块体离散模式的上限方法应用于双层地基极限承载力的计算,详细探讨了该多块体离散模式应用时相容速度场的确定方法。并应用该方法对一些双层地基土极限承载力问题进行了计算,将计算结果与已有计算方法做了对比,通过对比可以验证该方法是正确和有效的。

土体结构极限承载力的有限元分析——在平面应变条件下，采用增量加载有限元方法求解土体结构的极限承载力，以弹塑性有限元计算不收敛作为达到极限破坏状态的判别标准；在得到土体应力场的基础上，用有限元边坡稳定分析中的滑面应力分析法验算土体结构在达到极限...

本文应用有限元法,考虑材料非线性和几何非线性,分析了现代常用的天线载体支撑杆节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能,提出了满足工程精度的节点承载力计算的简易等效方法和节点的加强措施,方便工程实际应用。

对大型有限元分析软件abaqus进行二次开发,以条形地基极限承载力问题为例,探讨有限元方法结合hill稳定充分条件在求解岩土工程承载力问题中的应用。根据hill稳定充分条件,当系统局部二阶功小于0时,地基局部潜在失稳;当整体二阶功小于0时,地基达到极限状态,可能发生整体失稳。探讨剪胀角对地基承载力的影响,并将有限元方法结合hill稳定充分条件的计算结果和常规有限元法计算的结果与已有的数值、理论结果进行比较。结果表明:在剪胀角比摩擦角小很多时,与常规有限元法计算结果相比,有限元方法结合hill稳定条件,计算得到的地基极限承载力更加接近理论解;当剪胀角和摩擦角接近时,二者计算结果基本一致,均能得到较为合理的结果。有限元方法结合hill稳定条件,能较好地预测地基潜在失稳区域,可以判定结构的局部稳定性和整体稳定性,能同时描述地基的面破坏模式和场破坏模式,而且有理论基础和明确的物理意义,应用方便,是一种值得推荐的方法。

hill稳定条件在有限元法计算地基承载力中的应用——对大型有限元分析软件abaqus进行二次开发，以条形地基极限承载力问题为例，探讨有限元方法结合hill稳定充分条件在求解岩土工程承载力问题中的应用。根据hill稳定充分条件，当系统局部二阶功小于0时，地基局部...

对于竖向承载复合桩基,利用三维有限元数值模拟技术对其承载能力进行分析。主要研究当桩周土体为松砂时,桩距对群桩侧阻、端阻、承台内外区土阻力、群桩总承载力的影响,并将各自的群桩效应系数与《建筑桩基技术规范》jgj94—94中的有关数据进行比较。

溶洞上方圆形基础地基极限承载力有限元分析——针对3种典型围岩条件，采用有限元方法对岩溶地区圆形基础下溶洞顶板稳定性进行了分析计算，讨论岩石地基极限承载力的确定方法，得出不同围岩、溶洞顶板跨度、顶板厚度条件下地基的极限承载力，并分析极限承载力...

黏土所表现出明显的各向异性和非均匀性对地基承载力具有较大的影响.基于prandtl型的地基破坏模式,采用离散法构建了地基破坏时的速度场模型,并以极限分析上限法为基础,推导出综合考虑非均质和各向异性的黏土条形地基承载力方程.在此基础上,采用fortran语言编制了离散法计算程序,得到了相应条件下条形基础地基承载力.通过算例分析表明,本文计算结果与其他方法的计算值是基本一致的,与试验结果也能得到较好的吻合.参数敏感性分析表明,地基承载力系数分别与土体各向异性系数和非均质性系数均近似呈线性的变化关系.

本文根据极限分析下限法原理,结合有限元技术和线性优化方法,编制了求解地基极限承载力的程序,并通过与已有地基承载力计算结果比较,证明了本文程序是合理有效的。利用该方法,研究了存在软弱下卧层的双层地基硬壳层厚度以及内摩擦角对于极限承载力的影响。该计算方法对于双层地基工程具有指导作用。

利用上限法研究条形荷载作用下非均匀地基极限承载力问题.基于平动失效机理,运用极限分析方法,得到土体粘聚力随深度线性变化条件下非均匀地基极限承载力上限解的解析解,计算分析条形均布荷载作用下非均匀地基极限承载力.通过与均匀地基承载力的经典解答进行比较,分析非均匀地基与均匀地基极限荷载之间的相似性,进而得到承载力系数之间的相似转换关系,给出相应转换系数的解析表达式,该系数集中反映了地基的非均匀性.借助均匀地基经典上限解,可将非均匀地基极限承载力的问题求解转化为相似转化系数的计算问题,从而为求解非均匀地基极限承载力的求解提供十分便捷有效的途径,便于工程应用.

教师必须转变教学理念,改变过去的陈旧教学方法和手段,因此将ansys有限元数值模拟技术应用于力学教学,驾轻就熟地操控课堂,以取得更好的教学效果。

采用基于动力显示算法的板料成形非线性有限元分析软件dynaform对某轿车后灯座的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。主要研究了不同工艺补充面及不同坯料形状对零件冲压成形的影响,通过fld图和成形结果对比,对工艺补充部分和坯料形状进行了调整,并得到了优化的拉深件型面及坯料尺寸,为同类相关零件的生产起到了指导作用。

非均质和各向异性是黏土地基比较普遍的现象,而目前地基承载力计算中比较成熟的理论主要是针对均质、各向同性土体。在目前已有的多块体上限法计算粗糙条形基础地基承载力的方法中考虑黏土地基的非均质和各向异性,实现考虑非均质和各向异性时黏土地基承载力的上限解法。所采用的多块体破坏模式在计算粗糙条形基础下均质土体的地基承载力时是最优的。为验证该方法的应用情况,将其计算结果与已有的上限方法、特征线方法进行对比发现,该方法是目前上限方法中最优的。利用该方法详细探讨非均质、各向异性对黏土地基承载力计算的影响。上限方法一个十分突出的优点就是可以反映地基破坏面的信息,通过对非均质及各向异性条件下地基破坏面的分析揭示非均质以及各向异性影响地基承载力的内在原因。由计算结果可知,地基土的非均质和各向异性在影响地基承载力的同时也影响着地基破坏面的位置和形状。

通过构建一种网格状多刚性块破坏机制,利用上限法研究了黏土地基各向异性和非均质对粗糙条形基础地基承载力的影响。该破坏机制允许滑动面和速度矢量沿破坏区域过渡区的径向和切向发生变化,形成了更为精确的破坏机制和塑性流动速度场。根据上限定理得到各向异性和非均质性黏土上条形基础极限承载力的目标函数,将其转化为非线性规划问题,并通过编程对该计算模型进行求解。与已有研究成果对比分析表明,两者具有较好一致性,且优于现有同类方法。文中亦探讨了黏土地基非均质、各向异性以及其他相关参数对地基承载力的影响。

结合昆明市安宁地区某工程的地质条件,提出将岩石饱和单轴抗压强度作为混合基础地基承载力的统一计算依据,并通过数值分析模型,进行了混合基础静载试验,得出了一些有价值的结论。

山区建筑通常在同一栋结构内采用由浅基、墩基和桩基组合而成的混合基础，若设计不当将产生极大的安全隐患。通过对背景工程的数值分析研究，提出将岩石饱和单轴抗压强度作为混合基础地基承载力的统一计算依据。当没有条件进行岩体试验时，可根据已有的岩块室内试验数据，结合规范要求、理论分析和相关经验来确定岩体的材料力学参数。岩石材料的屈服准则采用rankine和mohr-coulomb复合的屈服准则。通过岩石饱和单轴抗压强度试验的数值模拟，验证材料本构模型和材料力学参数的可靠性。通过基础静载试验数值的模拟，分析岩体承载力特征值的构造特征折减系数，与规范建议范围比较接近。对混合基础群进行了极限破坏分析，说明采用统一依据进行混合基础设计的可靠性和必要性。