基于改进Pasternak地基模型的桩柱式桥墩受力变形分析 被引量：6

1

作者 张玲 岳梢 +1 位作者 赵明华 彭文哲 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1817-1826,共10页

倾斜荷载下成层地基中桩柱式桥墩受力变形分析极为复杂。考虑土体塑性屈服特性,提出改进的Pasternak地基模型,结合Timoshenko梁理论,综合考虑桩身剪切变形、“P–Δ效应”、桩身轴力分布等影响,分别建立桩柱式桥墩自由段、弹性段、塑性... 倾斜荷载下成层地基中桩柱式桥墩受力变形分析极为复杂。考虑土体塑性屈服特性,提出改进的Pasternak地基模型,结合Timoshenko梁理论,综合考虑桩身剪切变形、“P–Δ效应”、桩身轴力分布等影响,分别建立桩柱式桥墩自由段、弹性段、塑性段水平位移控制微分方程,继而引入Laplace正逆变换和矩阵传递法,获得倾斜荷载下成层地基中桩柱式桥墩位移与内力的半解析解。并探讨分析桩、土剪切刚度及地基成层性等因素的影响,结果表明:不同长径比下,增大桩身剪切刚度会增大桩身水平位移,但会减小桩身最大弯矩,且桩身剪切刚度的影响在长径比等于5左右达到最大;而土体剪切刚度对桩身水平位移与最大弯矩均有明显减弱作用,与“P–Δ效应”的影响相反;成层地基中,近地表土层强度对桩身水平位移和弯矩影响最大,增大上部土层强度会显著减小桩身水平位移和弯矩。 展开更多

关键词 桩柱式桥墩 改进pasternak地基模型 TIMOSHENKO梁 矩阵传递法

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基于Pasternak地基模型的H(t)-T受荷桩受力变形分析

2

作者 江杰 陈丽君 +3 位作者 柴文成 艾永林 欧孝夺 龚健 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第1期60-69,共10页

水平动荷载H(t)与扭矩T联合作用下的桩基受力变形较为复杂.为了更加准确地分析H(t)-T联合受荷桩的内力与位移,基于Pasternak地基模型考虑桩侧土体剪切效应;引入H(t)-T耦合因子,揭示多向荷载对桩身响应的影响机理;继而利用虚功原理推导... 水平动荷载H(t)与扭矩T联合作用下的桩基受力变形较为复杂.为了更加准确地分析H(t)-T联合受荷桩的内力与位移,基于Pasternak地基模型考虑桩侧土体剪切效应;引入H(t)-T耦合因子,揭示多向荷载对桩身响应的影响机理;继而利用虚功原理推导桩身单元综合刚度矩阵;最后采用改进的有限杆单元法获得H(t)-T联合受荷桩内力与位移数值解;并与已有理论解和有限元模拟结果进行对比验证.参数分析表明:土体剪切效应可约束桩身水平位移,但对扭转变形影响较小;水平动荷载增强了桩身抗扭承载力,水平动荷载幅值从0.2Q_(u)增大到1.0Q_(u)时,桩顶扭转角减小了22.6%;增大动荷载无量纲频率会减小桩顶位移和桩身最大弯矩,外荷载动力效应随桩埋深增加而减弱;杆单元模型减少了单元划分数量和计算时间,可有效提高计算效率. 展开更多

关键词 pasternak地基模型 联合受荷桩 有限单元法 水平动荷载 扭矩

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基于Pasternak地基的浅埋偏压隧道管棚超前支护理论模型研究

3

作者 杨宏伟 徐郑皓 +1 位作者 黄林冲 林存刚 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3148-3159,共12页

管棚超前支护是控制隧道开挖过程中围岩变形与地表沉降的有效手段,常用于浅埋偏压隧道。目前针对管棚支护设计的理论模型普遍基于无偏压工况,无法准确描述浅埋偏压工况下管棚的力学响应。针对隧道开挖过程中的浅埋偏压工况,基于Pasterna... 管棚超前支护是控制隧道开挖过程中围岩变形与地表沉降的有效手段,常用于浅埋偏压隧道。目前针对管棚支护设计的理论模型普遍基于无偏压工况,无法准确描述浅埋偏压工况下管棚的力学响应。针对隧道开挖过程中的浅埋偏压工况,基于Pasternak双参数地基模型,通过修正浅埋偏压工况下的隧道上覆围岩压力,建立管棚纵向内力和变形计算方程,进而提出考虑浅埋偏压工况的管棚超前支护理论模型。考虑2种不同计算隧道上覆围岩压力的方法,即“规范修正法”与“经验公式法”,相较于前者,基于后者的管棚内力和变形的理论预测值放大了地形偏压特性对管棚力学行为的影响。相比传统管棚计算模型,所提模型可进一步探究地形偏压角、隧道开挖宽度、岩土内摩擦角等参数对管棚变形和内力的影响。采用文献中有限的实际工程监测进行对比,理论模型计算结果的最大值与监测结果最大值较为一致,验证了所提模型的合理性。利用参数分析探究偏压角、管棚布设间距和管径大小对管棚内力和变形的影响。结果表明,管棚内力和变形与偏压角正相关,考虑偏压工况所计算的管棚内力和变形量更大,即偏压工况对基于无偏压工况的管棚支护设计具有不利影响。如果采用基于无偏压工况所提出的设计方法设计偏压工况下管棚支护参数,需要适当增大安全系数。研究结果可为优化浅埋偏压隧道管棚支护方案提供理论依据。 展开更多

关键词 隧道工程 浅埋偏压 管棚超前支护 pasternak地基模型

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一种改进的Pasternak地基模型及层合地基板的解析解 被引量：8

4

作者 盛宏玉 高荣誉 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期87-91,97,共6页

从三维弹性力学基本方程出发,建立了正交异性材料层合板的状态方程,并提出一种改进的Pasternak弹性地基模型,给出了四边简支层合地基板的解析解。此解满足层合板的基本方程和层间连续条件,适合任意厚跨比,计及了所有材料常数,考虑了基... 从三维弹性力学基本方程出发,建立了正交异性材料层合板的状态方程,并提出一种改进的Pasternak弹性地基模型,给出了四边简支层合地基板的解析解。此解满足层合板的基本方程和层间连续条件,适合任意厚跨比,计及了所有材料常数,考虑了基底切向接触应力的影响。算例讨论了地基参数对几种地基模型的影响。计算结果表明,随着地基刚度的增大,剪应力的影响是不可忽略的。 展开更多

关键词 改进的pasternak地基模型 层合板 状态方程 解析解

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考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析 被引量：14

5

作者 张治国 蒋康明 +3 位作者 王志伟 邢李 魏纲 丁智 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第S01期57-67,共11页

邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态,引起既有隧道结构不均匀沉降,最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形,基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简... 邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态,引起既有隧道结构不均匀沉降,最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形,基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法,分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟,结果吻合较好,由此可得:该简化解析法精度较高并且计算简便。此外,针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况,分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响,分析结果反映了隧道变形的规律。 展开更多

关键词 pasternak地基模型 双基坑开挖 既有隧道 纵向变形 两阶段分析方法 数值模拟

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一种基于Gibson土的改进Vlasov地基模型 被引量：2

6

作者 刘齐建 王贻荪 曹喜仁 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期101-107,共7页

对 Gibson土中的 Vlasov双参数地基模型进行了改进 ,导出了相应的特征函数 ,并就集中及均布条形荷载下土中内力及地面位移进行了分析 .结果表明 ,土体的非均匀性对其内力与位移影响较大 。

关键词 Gibason土 Vlasov地基模型 改进

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基于Pasternak地基模型的断层错动下管线结构纵向响应的解析解 被引量：13

7

作者 陶连金 王志岗 +2 位作者 石城 安韶 贾志波 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1577-1586,I0003,共11页

断层错动引起场地上覆土体破裂对跨断层上覆土层的地下管线结构造成巨大破坏。针对断层错动作用下跨断层上覆土层管线结构的纵向响应开展研究,考虑到管线–地基间的非线性相互作用引入了双参数Pasternak地基模型,并结合补余误差函数推... 断层错动引起场地上覆土体破裂对跨断层上覆土层的地下管线结构造成巨大破坏。针对断层错动作用下跨断层上覆土层管线结构的纵向响应开展研究,考虑到管线–地基间的非线性相互作用引入了双参数Pasternak地基模型,并结合补余误差函数推导了断层错动下地下管线结构纵向响应解析解。解析解计算结果和模型试验与数值模拟结果基本吻合,证明了解析解的正确性。通过参数敏感性分析讨论了地基剪切刚度、地基反力系数和断层倾角对地下管线结构纵向响应的影响。研究结果表明:基于双参数Pasternak地基模型的断层错动下管线结构纵向响应解析解比传统Winkler地基模型更精确。地基剪切刚度和地基反力系数会改变地下管线结构的弯矩和剪力最大值,而地基反力系数和断层倾角会改变弯矩和剪力的影响区域和最大值的出现位置。在影响区域内管线结构弯矩和剪力值数倍于其它区域,结构易出现剪切破坏,为主要灾害发生区域。 展开更多

关键词 断层错动 解析解 pasternak地基模型 补余误差函数 纵向响应

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基于Pasternak地基模型的非线性土抗力-桩身侧向位移曲线在基坑支护桩中的应用 被引量：10

8

作者 朱彦鹏 吴林平 +3 位作者 施多邦 赵壮福 吕向向 段新国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2581-2591,共11页

支护桩作为基坑开挖过程中的直接挡土结构,在水平荷载作用下,桩身的内力与变形情况对基坑工程的安全性和经济性影响较大。为了更准确地计算支护桩的内力与变形,依据桩-土相互作用的非线性土抗力-桩身侧向位移(p-y)曲线,得到呈非线性变... 支护桩作为基坑开挖过程中的直接挡土结构,在水平荷载作用下,桩身的内力与变形情况对基坑工程的安全性和经济性影响较大。为了更准确地计算支护桩的内力与变形,依据桩-土相互作用的非线性土抗力-桩身侧向位移(p-y)曲线,得到呈非线性变化的地基反力模量,同时引入Pasternak双参数地基模型充分考虑桩侧土体受力变形的连续性,推导了考虑桩-锚变形协调的支护桩挠曲微分方程,并利用传递矩阵法求得支护桩的内力与变形。结合工程实例编制计算程序,并将程序计算结果与监测值、基于传统Winkler地基模型的p-y曲线法计算结果对比分析,发现传统Winkler单参数地基模型会高估支护桩的水平变形和内力,而程序计算的位移和弯矩能更好地满足工程实际要求。进一步采用有限元软件对工程实例进行数值模拟分析,验证基于非线性Pasternak双参数地基模型的基坑支护桩计算方法的合理性和适用性。 展开更多

关键词 基坑 支护桩 P-Y曲线 pasternak双参数地基模型 传递矩阵法

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基于非线性Pasternak地基模型的海床悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解 被引量：2

9

作者 张治国 沈安鑫 +2 位作者 张成平 PANYT 吴钟腾 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2355-2374,共20页

钢质悬链线立管(steelcatenaryriser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大。依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土... 钢质悬链线立管(steelcatenaryriser,简称SCR)作为深海油气资源开采的首选立管系统,其在与海床土体的相互作用下,对触地段管线埋深以及疲劳寿命影响较大。依据管土相互作用的非线性土体阻力-侵彻深度(p-y)曲线,将其简化为三段线弹性土体刚度衰减模型,求得了基于非线性Pasternak地基模型的海床上悬链线立管触地段初始侵彻静平衡解析解。通过与三维有限元算例和5个模型试验算例的对比分析,发现常规Winkler地基模型会高估管线竖向变形与弯矩,验证了基于非线性Pasternak地基模型解析解的合理性与适用性;海床抗剪强度Su0的增加显著提高了三段线弹性土体刚度,降低了管线竖向变形。此外,针对水深H、立管铺设角度g、管线外径D、管线弹性模量E和材料密度r的变化对管线侵彻土体时的物理力学特性进行了参数对比以及安全评估分析。结果表明:立管铺设角度g增大会使管线竖向变形减小,弯矩与剪力则有所增大,角度超过82o易出现屈服破坏;管线外径D的增加会使土体竖向阻力、管线竖向变形与触地段管线弯矩、剪力同步增大,外径超过0.4 m易出现屈服破坏;管线弹性模量E越大,竖向变形越小,弯矩与剪力则有所增大,弹性模量超过275 GPa易出现屈服破坏;管线材料密度越大,管线竖向变形越大,弯矩没有明显变化,剪力则有所增大,密度超过14 850 kg/m3易出现屈服破坏。上述结论可以为海洋管线悬链线立管的前期设计提供一定理论依据。 展开更多

关键词 钢质悬链线立管 管土作用 P-Y曲线 非线性pasternak地基模型 安全评估

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基于改进Reddy型三阶剪切变形理论的弹性地基上FG-CNTRC板屈曲无网格分析

10

作者 许建文 严世涛 +1 位作者 彭林欣 陈卫 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期572-581,共10页

针对含碳纳米管转向的Pasternak地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料FG-CNTRC(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite)板的屈曲问题,提出了一种基于改进Reddy型三阶剪切变形理论TSDT(third-order shear deformation... 针对含碳纳米管转向的Pasternak地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料FG-CNTRC(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite)板的屈曲问题,提出了一种基于改进Reddy型三阶剪切变形理论TSDT(third-order shear deformation theory)和移动最小二乘近似MLS(moving-least square)的无网格分析模型。该模型避免了无网格法第二类边界条件的施加困难问题,且能够满足中厚/厚板的自由表面条件,无需额外引入剪切修正因子。基于最小势能原理推导了弹性地基上FG-CNTRC板的无网格屈曲控制方程,采用完全转换法处理本质边界条件。通过基准算例验证了本文方法的收敛性及有效性,讨论了碳纳米管的转向角、体积分数、分布形式、地基系数、宽厚比和边界条件等对FG-CNTRC板临界屈曲荷载的影响。 展开更多

关键词 改进Reddy型三阶剪切变形理论 功能梯度碳纳米管增强复合材料板 pasternak地基 临界屈曲荷载 移动最小二乘近似

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采用双参数地基模型分析管棚变形及内力特征 被引量：5

11

作者 张明聚 江一帆 +1 位作者 潘庆明 吴定燕 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期938-943,共6页

管棚法在暗挖地下工程中已有较多的应用,通过对管棚力学特征进行理论分析,以期对其设计与施工有所帮助.以北京地铁4^#线西单站工程为例,建立管棚受力的双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的挠度及转角、弯矩微分方程,并进行求解,根据管棚... 管棚法在暗挖地下工程中已有较多的应用,通过对管棚力学特征进行理论分析,以期对其设计与施工有所帮助.以北京地铁4^#线西单站工程为例,建立管棚受力的双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的挠度及转角、弯矩微分方程,并进行求解,根据管棚两端支撑条件,分析了其变形和内力特征.分析表明,管棚的最大挠度和最大剪力出现在掌子面附近已开挖未支护的部分,掌子面前方1.5～2.0倍开挖高度范围内的围岩有变形和松动. 展开更多

关键词 管棚 弹性地基梁模型 暗挖法 pasternak模型 力学模型

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Pasternak地基降水对邻近管线影响的解析研究 被引量：11

12

作者 徐长节 曾怡婷 +1 位作者 田威 陈明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期652-662,共11页

基于Pasternak弹性地基梁理论,结合土的有效应力原理和Dupuit假设,推导了砂土地层单井降水引起邻近管线变形的解析解.算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好,验证了其准确性,在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数.... 基于Pasternak弹性地基梁理论,结合土的有效应力原理和Dupuit假设,推导了砂土地层单井降水引起邻近管线变形的解析解.算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好,验证了其准确性,在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数.结果表明:研究管-土相互作用时,土中剪力的影响不应被忽略,管线变形范围与降水影响半径大致相等.降水深度、管线与降水井距离对管线变形及受力有较大影响,且存在临界降深,使得管线变形及受力发生较大转变.到达临界降深前,管线变形和弯矩最大值位于管线中心,随降深增大而增大.超过临界降深后,管线弯矩最大值会随降深增大由管线中心向外偏移,出现两个弯矩峰值,位于水位线与管线相交处.研究成果可为相关工程的管线防护提供参考. 展开更多

关键词 单井降水 地下管线 pasternak地基模型 管线变形 受力分析

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基于Pasternak双参数模型的滑坡段埋地管道受力分析方法 被引量：9

13

作者 张家铭 尚玉杰 +1 位作者 王荣有 王殿龙 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1328-1336,共9页

为改进基于Winkler模型的弹性地基梁法固有缺陷,提高计算精度,引入Pasternak双参数模型,考虑土弹簧间相互作用,提出一种考虑轴向载荷的滑坡段埋地管道受力分析方法,通过参数分析讨论轴向载荷、地基反力系数及地基剪切刚度对滑坡段管道... 为改进基于Winkler模型的弹性地基梁法固有缺陷,提高计算精度,引入Pasternak双参数模型,考虑土弹簧间相互作用,提出一种考虑轴向载荷的滑坡段埋地管道受力分析方法,通过参数分析讨论轴向载荷、地基反力系数及地基剪切刚度对滑坡段管道受力变形性状的影响。研究结果表明:基于Pasternak双参数模型的滑坡段管道受力变形分析方法比基于Winkler模型的弹性地基梁法具有更高的精度,更符合工程应用;轴向载荷对滑坡段管道受力变形影响显著,在管道强度设计和校核中不能忽略;地基反力系数较大时,荷载对临近单元体的传力性减弱,管道受力变形性状主要受地基反力系数影响;地基剪切刚度较大时,荷载对临近单元体的传力作用较强,减弱土体对管道的约束作用,影响管道受力变形性状。 展开更多

关键词 pasternak双参数模型 参数分析 轴向载荷 地基反力系数 地基剪切刚度

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考虑土体剪切与接头剪切效应的盾构隧道纵向变形计算模型 被引量：1

14

作者 李明宇 朱康康 +4 位作者 陈健 蔺云宏 吴龙骥 靳军伟 杨潇 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期142-154,共13页

针对紧接盾构隧道或盾构穿切桩基工程中附加外力作用下的盾构隧道纵向非均匀变形和受力问题,利用计算解析方法,将盾构隧道视为置于Pasternak双参数地基上的铁摩辛柯梁,同时引入修正等效连续化模型和传递矩阵法,提出一种新的盾构隧道纵... 针对紧接盾构隧道或盾构穿切桩基工程中附加外力作用下的盾构隧道纵向非均匀变形和受力问题,利用计算解析方法,将盾构隧道视为置于Pasternak双参数地基上的铁摩辛柯梁,同时引入修正等效连续化模型和传递矩阵法,提出一种新的盾构隧道纵向变形计算模型,并采用室内模型试验的方法进行验证。结果表明:模型试验中,在集中荷载与围压共同作用下,整个隧道处于弹性变形阶段,各环管片收敛变形、拱顶和拱底竖向位移、环缝错台量均随集中荷载的增加而近似线性增大,并以集中荷载为中心沿纵向呈对称分布,变形趋势与计算结果相同,且2种方法下环缝错台量最大相对误差仅为8.75%;2种方法得到的结果在分布特征和量值上基本一致,验证了计算模型的可行性。该计算模型能够反映土弹簧间的剪切作用、收敛变形对隧道纵向变形刚度的影响及接头的非连续性,可对盾构隧道纵向变形和内力进行预测分析,并为紧接盾构隧道工程中既有盾构隧道的安全评估提供理论指导。 展开更多

关键词 盾构隧道 铁摩辛柯梁 pasternak双参数地基模型 纵向变形

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双参数层状地基中水平动荷载和扭转振动组合作用下受荷桩受力变形分析

15

作者 江杰 陈丽君 +2 位作者 柴文成 艾永林 欧孝夺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期961-972,共12页

为了更准确地分析桩顶在承受水平动荷载H(t)和扭转振动T(t)组合荷载作用下的受力变形特性,基于Pasternak模型,考虑多向荷载间的相互作用,建立层状地基中H(t)-T(t)受荷桩简化分析模型。利用有限杆单元法推导出桩身内力位移数值解,并与已... 为了更准确地分析桩顶在承受水平动荷载H(t)和扭转振动T(t)组合荷载作用下的受力变形特性,基于Pasternak模型,考虑多向荷载间的相互作用,建立层状地基中H(t)-T(t)受荷桩简化分析模型。利用有限杆单元法推导出桩身内力位移数值解,并与已有相关理论解、模型试验和有限元模拟结果进行对比验证。参数分析表明:(1)与Winkler模型计算结果相比,考虑土体剪切效应后,桩顶水平位移和桩身最大弯矩分别减小了11.8%和10.5%。(2)增大外荷载无量纲频率可减小桩身水平位移和弯矩,但同时会减小H(t)-T(t)耦合刚度。(3)在层状地基中,表层土对桩身内力位移的影响最大,且存在临界影响深度,表层硬土的临界影响厚度是表层软土临界影响厚度的3.5~6.5倍。(4)采用杆单元模型可减少单元划分数量和计算时间,有效提高计算效率。 展开更多

关键词 桩基 pasternak模型 多向荷载 层状地基 有限杆单元法

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Pasternak地基上基坑开挖对邻近地下管线影响的解析分析 被引量：7

16

作者 吴伟 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第2期212-216,共5页

随着基建规模的扩大,基坑开挖引起周边地下管线变形问题仍需重点关注。首先计算基坑开挖对邻近管线产生的附加应力,然后基于Pasternak弹性地基梁模型,采用两阶段方法建立地下管线竖向位移平衡微分方程,利用有限差分法求解得到形式简洁... 随着基建规模的扩大,基坑开挖引起周边地下管线变形问题仍需重点关注。首先计算基坑开挖对邻近管线产生的附加应力,然后基于Pasternak弹性地基梁模型,采用两阶段方法建立地下管线竖向位移平衡微分方程,利用有限差分法求解得到形式简洁的矩阵解析解,并把理论计算结果与两个工程实例监测数据进行比较。结果表明:本文计算结果与现场实测的地下管线变形规律基本一致,验证了该方法的合理性和准确性。计算模型概念简单,结果简洁明确,可作为分析和预测基坑开挖对邻近地下管线影响的一种新手段。 展开更多

关键词 基坑开挖 pasternak地基模型 两阶段法 矩阵解

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Pasternak冻土地基梯形渠道冻胀变形与内力计算

17

作者 肖旻 王正中 +3 位作者 吴浪 杨晓松 崔浩 葛建锐 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第7期104-109,124,共7页

为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀... 为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀位移及截面内力分布的解析式。以甘肃省某梯形渠道为例,应用本文模型和Winkler模型计算各衬砌板冻胀位移分布及接触面法向应力分布,并结合观测值进行了对比。结果表明:本文模型计算结果与观测值符合良好,且相比Winkler模型计算结果更接近观测值,能更加准确地反映衬砌冻胀位移分布规律,表明模型合理性。该模型能较好地体现法向冻胀力随衬砌冻胀变形的释放与衰减;法向冻胀力作用于坡板中下部且呈非线性、差异分布;中上部有脱开、翘起趋势而受法向冻结力作用;底板则只受法向冻胀力作用。研究结果可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。 展开更多

关键词 冻土工程 衬砌渠道 冻胀变形 力学模型 pasternak地基

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双参数地基模型的变截面Timoshenko梁横向振动分析

18

作者 高岱恒 郑宏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第3期171-175,共5页

为了考虑截面剪切变形和转动惯量对弹性地基梁横向振动的影响,研究并完善了基于Pasternak弹性地基模型上变截面Timoshenko梁的有限元分析方法,建立了任意截面的Timoshenko梁的模态分析方法。具体来讲,基于Timoshenko梁理论和牛顿第二定... 为了考虑截面剪切变形和转动惯量对弹性地基梁横向振动的影响,研究并完善了基于Pasternak弹性地基模型上变截面Timoshenko梁的有限元分析方法,建立了任意截面的Timoshenko梁的模态分析方法。具体来讲,基于Timoshenko梁理论和牛顿第二定律建立了地基梁结构的运动微分方程,并对变截面的分析运用分段等效的思想,将梁离散成一个个均匀的梁段,每个有限单元都有4个自由度,使得每个有限元的单元和梁段一一对应。以完全支撑在弹性地基上的简支梁为例,分析了结构的自由振动的特性。通过与可信赖的半解析方法的结果进行比较,结果表明了该方法的准确性和有效性,并为变截面地基梁模型的分析拓展了一种思路。 展开更多

关键词 pasternak地基模型 Timoshenk.梁 有限元分析 变截面 模态分析

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基于改进Vlasov模型的受冲刷作用单桩动力响应分析

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作者 马建军 韩书娟 +2 位作者 王超圣 李达 郭颖 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2023年第2期113-126,共14页

冲刷作用是桩基动承载能力下降、动力失稳和破坏的主要原因。为精确揭示冲刷作用对单桩动力响应的影响,基于改进Vlasov地基模型,利用Hamilton原理建立横向受荷单桩的动力学模型。进而,利用有限差分法求解受冲刷作用单桩的固有频率,运用G... 冲刷作用是桩基动承载能力下降、动力失稳和破坏的主要原因。为精确揭示冲刷作用对单桩动力响应的影响,基于改进Vlasov地基模型,利用Hamilton原理建立横向受荷单桩的动力学模型。进而,利用有限差分法求解受冲刷作用单桩的固有频率,运用Green函数法求得单桩受迫振动的解析解。通过数值计算和参数分析,研究了场地特征、桩身长细比等对单桩动力响应的影响。结果表明:基于改进Vlasov地基模型建立的单桩动力学模型可精确预测冲刷作用对其动力学特性的影响;随冲刷程度加剧,桩基的第一阶固有频率显著降低;Vlasov地基模型中剪切系数随冲刷程度加剧而增大;随桩身长细比增大,弹性地基反力系数和剪切系数均减小;土体弹性模量增大1倍,桩基的第一阶固有频率约增大20%。 展开更多

关键词 单桩 改进Vlasov地基模型 冲刷作用影响 有限差分法 Green函数法

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基于有限差分原理的预应力锚索抗滑桩改进计算方法 被引量：22

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作者 吴润泽 周海清 +3 位作者 胡源 钟一洋 李鹏举 杨玖宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1791-1800,共10页

针对现有预应力锚索抗滑桩计算模型及其相应计算理论存在的问题,基于有限差分法的原理,提出了改进的锚索桩计算模型并进行了详细的理论推导。根据实际的施工和受力过程,该模型包括预应力施加和滑坡推力作用两个阶段,通过滑坡推力分布形... 针对现有预应力锚索抗滑桩计算模型及其相应计算理论存在的问题,基于有限差分法的原理,提出了改进的锚索桩计算模型并进行了详细的理论推导。根据实际的施工和受力过程,该模型包括预应力施加和滑坡推力作用两个阶段,通过滑坡推力分布形式的改进和桩锚协调变形方程的修正来真实反映预应力锚索抗滑桩的主动式受力特点。同时利用Matlab编制成相应的计算程序进行算例验证,并同目前普遍采用的计算理论进行对比分析。结果表明,该改进计算方法及其相应的计算程序充分考虑了预应力施加这一锚索桩特有的过程所带来的影响,且在计算中不必将锚索拉力等效为在桩顶处施加的剪力和弯矩。另外还可对桩前滑面以上存在任意厚度滑体和任意复杂地基条件的情况进行合理地设计计算,相对于目前已有的计算理论,该改进方法更加合理、可靠。 展开更多

关键词 预应力锚索抗滑桩 改进计算模型 桩锚协调变形方程 弹性地基梁 有限差分原理

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