一种解岩土工程变形体-刚体接触问题的有限元法 被引量：5

1

作者 毛坚强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1592-1598,共7页

大多数的岩土工程问题都会涉及到岩土体-结构之间的相互作用,它们之间界面的合理模拟对计算结果有重要的影响。目前常用的Goodman节理单元、Desai薄层单元等虽然简单好用,但也存在着明显的缺陷。相比之下,作为接触问题计算,可更为合理... 大多数的岩土工程问题都会涉及到岩土体-结构之间的相互作用,它们之间界面的合理模拟对计算结果有重要的影响。目前常用的Goodman节理单元、Desai薄层单元等虽然简单好用,但也存在着明显的缺陷。相比之下,作为接触问题计算,可更为合理地模拟接触面的力学行为。针对变形体-刚体这种特殊的接触问题,应用变形体的虚功原理建立了相应的虚功方程,在此基础上得出有限元计算公式,并建立了弹塑性接触问题有限元计算的实现方法。通过对刚性条形基础基底压力分布和刚性挡墙土压力分布等算例的计算,验证了该法的正确性和求解工程问题的有效性。 展开更多

关键词 接触问题 虚功原理 有限元 岩土工程 界面

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交通荷载作用下公路软土地基长期沉降的计算 被引量：55

2

作者 魏星 黄茂松 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3342-3346,共5页

合理预测公路软土地基在交通荷载作用下产生的长期沉降,对公路的设计有着重要的指导作用。基于以往试验规律的分析,提出了一个较为合理地描述软土在长期重复荷载作用下残余变形发展过程的经验模型。通过对上海软土的循环三轴试验的模拟... 合理预测公路软土地基在交通荷载作用下产生的长期沉降,对公路的设计有着重要的指导作用。基于以往试验规律的分析,提出了一个较为合理地描述软土在长期重复荷载作用下残余变形发展过程的经验模型。通过对上海软土的循环三轴试验的模拟,初步验证了模型的合理性。对于工程边值问题,首先,根据拟静力法将交通荷载视为长期重复作用的静分布力;其次,采用弹性层状体系理论计算交通荷载在地基中引起的附加动应力;最后,将提出的模型用于计算各土层的残余应变,并沿深度对应变积分得到沉降。以日本Saga机场公路为例,说明了公路软土地基沉降的简化计算方法的有效性。 展开更多

关键词 公路 交通荷载 残余变形 工后沉降

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滑坡稳定性分析的点安全系数法 被引量：41

3

作者 杨涛 周德培 +1 位作者 马惠民 张忠平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期971-975,共5页

建立滑坡数值计算的三维模型,将滑带离散为薄层8节点六面体单元,采用基于摩尔-库仑强度准则的理想弹塑性本构模型模拟滑带材料,通过数值计算,可获得滑带单元的三维应力状态和滑动方向。定义单元点安全系数为滑带单元抗剪强度与滑面上平... 建立滑坡数值计算的三维模型,将滑带离散为薄层8节点六面体单元,采用基于摩尔-库仑强度准则的理想弹塑性本构模型模拟滑带材料,通过数值计算,可获得滑带单元的三维应力状态和滑动方向。定义单元点安全系数为滑带单元抗剪强度与滑面上平行滑动方向的剪应力之比,定义滑坡整体安全系数为单元点安全系数对滑带面积的加权平均值。采用点安全系数分析滑坡的空间滑动机制,采用整体安全系数评价滑坡稳定性。算例分析表明,分析结果符合现场实际情况。 展开更多

关键词 滑坡 滑动机制 点安全系数 数值计算

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交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法 被引量：22

4

作者 魏星 王刚 余志灵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期2011-2015,共5页

软土地基在交通荷载作用下的长期沉降是决定软土地区交通设施耐久性的关键因素。为合理地预测该部分沉降,提出了一个适用于交通荷载长期作用下的饱和软土累积变形(残余体变和残余剪切变形)计算的经验公式。该模型采用一个反映排水条件... 软土地基在交通荷载作用下的长期沉降是决定软土地区交通设施耐久性的关键因素。为合理地预测该部分沉降,提出了一个适用于交通荷载长期作用下的饱和软土累积变形(残余体变和残余剪切变形)计算的经验公式。该模型采用一个反映排水条件的参数描述不同的排水条件对残余体变发展过程的影响。通过采用体变硬化模式,考虑部分排水条件对残余体积变形和残余剪切变形发展过程的影响。基于该经验模型,发展了有限元实用计算方法,编制了相应的程序ROAD2D。通过对实际边值问题的计算,验证了该模型和计算方法的合理性和有效性。分析结果表明,与部分排水路段相比,排水不畅的路段在交通荷载长期作用下将出现更大的地基沉降和侧向挤出,其变形模式更不利于路面的正常使用。 展开更多

关键词 交通荷载 残余变形 沉降 经验模型 有限元

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边坡工程中受压微型桩的屈曲分析 被引量：7

5

作者 王唤龙 周德培 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期21-25,共5页

建立考虑土体抗力的微型桩组合抗滑结构中受压桩计算模型,进行受压微型桩屈曲分析。地基抗力的分布型式分别采用常数法、m法和k法,运用基于虚位移理论的伽辽金方程,推导受压微型桩屈曲临界荷载的理论计算公式,进而导出压杆计算长度系数... 建立考虑土体抗力的微型桩组合抗滑结构中受压桩计算模型,进行受压微型桩屈曲分析。地基抗力的分布型式分别采用常数法、m法和k法,运用基于虚位移理论的伽辽金方程,推导受压微型桩屈曲临界荷载的理论计算公式,进而导出压杆计算长度系数。结果表明,理论公式计算结果对土体参数的取值十分敏感;地基抗力的分布型式采用m法和k法计算得到的长度系数随αl的增大极速衰减,偏离实际;对长细比较大的微型桩,地基土抗力型式使用常数法分布得到的计算结果较为合理。 展开更多

关键词 边坡加固 微型桩 抗滑机理 临界荷载 地基土抗力 屈曲分析

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路基工程中CFG桩桩筏复合地基与桩网复合地基对比 被引量：10

6

作者 刘俊飞 赵国堂 《铁道建筑》 北大核心 2009年第7期31-35,共5页

京沪高速铁路路堤地段,地基处理采用了桩顶设置"桩帽+土工格栅+碎石垫层"的桩网复合地基与桩顶设置"碎石垫层+混凝土板"的桩筏复合地基两种CFG桩复合地基形式。对这两种复合地基的由来、桩土荷载调节原理、沉降计... 京沪高速铁路路堤地段,地基处理采用了桩顶设置"桩帽+土工格栅+碎石垫层"的桩网复合地基与桩顶设置"碎石垫层+混凝土板"的桩筏复合地基两种CFG桩复合地基形式。对这两种复合地基的由来、桩土荷载调节原理、沉降计算方法以及我国的研究进展做了详尽的阐述。 展开更多

关键词 桩筏复合地基 桩网复合地基 CFG桩

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滑坡分布与环境的关系浅析 被引量：8

7

作者 白云峰 周德培 《焦作工学院学报》 2003年第5期360-363,共4页

分析了渝怀铁路沿线滑坡发育特征及其与环境的关系,结果表明,滑坡的发育与地质构造、地层岩性、地形地貌、水文地质及气象条件等自然地质环境及人类活动等人为环境密切相关.

关键词 滑坡分布 渝怀铁路 发育特征 地质构造 地层岩性 水文地质

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承压水开采对天津滨海地铁车站-隧道系统影响的模拟研究 被引量：2

8

作者 郭璐 李敬 +1 位作者 王东元 韩莹 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第S02期141-146,共6页

为探索抽水沉降对地铁系统造成的影响,以天津地区软土环境中的地铁车站-隧道系统为例,采用三维渗流-应力耦合数值模拟方法,模拟承压水抽取引起的车站-隧道连接区间沉降情况,研究沉降和差异沉降对整个系统的影响。在一定假设条件下,定量... 为探索抽水沉降对地铁系统造成的影响,以天津地区软土环境中的地铁车站-隧道系统为例,采用三维渗流-应力耦合数值模拟方法,模拟承压水抽取引起的车站-隧道连接区间沉降情况,研究沉降和差异沉降对整个系统的影响。在一定假设条件下,定量分析地铁车站-隧道系统不同部位的沉降值以及沉降导致的应力集中等现象。结果表明:1)抽水所在承压水层的压缩量最高,沉降最大,在向上向下扩展中,压缩量逐渐降低;2)沉降发生时,车站结构对沉降有一定抵抗,隧道结构抵抗沉降能力较弱,由此引起近站隧道的差异沉降,导致距离车站2 m附近的隧道顶部产生较大应力集中。 展开更多

关键词 地面沉降 隧道连接 承压水开采 隧道结构 三维渗流-应力耦合有限元模型

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四川西攀高速公路关门高边坡土钉支护工程现场测试和有限元仿真研究

9

作者 徐文源 刘俊飞 张旭容 《矿产勘查》 2006年第10期66-68,共3页

西攀高速公路关门高边坡地层以全强风化花岗岩为主,开挖高度约26m。边坡分三级,主要采用土钉支护结构。通过现场测试和PLAXIS有限元数值仿真,对土钉支护工作性状和稳定性进行了研究。

关键词 高边坡 土钉支护 现场测试 PLAXIS

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锚拉桩基坑支护工程失效的加固处理

10

作者 满奕 徐德军 《山西建筑》 2011年第20期69-70,共2页

针对成都东部地区的基坑边坡遇水后容易发生侧向位移,导致初期支护变形超限的难题,通过一个实际工程,介绍了锚拉桩基坑支护工程变形超限后的加固处理方案,可为类似工程提供指导和经验。

关键词 基坑支护 锚拉桩 变形加固

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抗滑桩滑坡推力分布形式的计算确定 被引量：40

11

作者 杨涛 周德培 +1 位作者 张俊云 冯君 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期322-326,共5页

针对现有工程中仅能根据滑体的岩性近似确定滑坡推力分布形式为三角形、矩形或梯形的现状,提出了基于定点剪出稳定性核算为基础的滑坡推力分布形式分析计算方法。该法假定自指定点剪出的潜在滑面由部分原滑坡滑面和通过指定剪出点的圆... 针对现有工程中仅能根据滑体的岩性近似确定滑坡推力分布形式为三角形、矩形或梯形的现状,提出了基于定点剪出稳定性核算为基础的滑坡推力分布形式分析计算方法。该法假定自指定点剪出的潜在滑面由部分原滑坡滑面和通过指定剪出点的圆弧面组合而成。首先核算定点剪出滑面的稳定性,得到通过该点潜在滑面的最小安全系数,若该稳定性系数小于设计安全系数,则按照Janbu法计算设计滑坡推力。自上而下逐点计算滑坡推力,获得全桩若干点处的滑坡推力以后,可以得到相邻两点间的滑坡推力增量,据此按照自上而下的次序确定桩身滑坡推力的分布形式。 展开更多

关键词 抗滑桩 滑坡推力 分布形式 计算方法

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一种微型桩组合抗滑结构内力分析方法 被引量：36

12

作者 肖世国 鲜飞 王唤龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2553-2559,2564,共8页

微型桩组合抗滑结构是指把若干根以一定间距排列的微型桩在顶部用板体连接起来,以抵抗滑坡推力的一种新型支挡加固结构。因其具有桩径小、施工快捷、施工人员安全保障高、经济性好等优点,可用于中小型边(滑)坡的治理工程中,尤其是快速... 微型桩组合抗滑结构是指把若干根以一定间距排列的微型桩在顶部用板体连接起来,以抵抗滑坡推力的一种新型支挡加固结构。因其具有桩径小、施工快捷、施工人员安全保障高、经济性好等优点,可用于中小型边(滑)坡的治理工程中,尤其是快速抢险工程。根据此种结构的一般受力特征,在计算桩体内力时,提出把该结构在滑面以上的部分视为在滑坡推力作用下的刚架结构,等效分解后对各桩按弹性地基梁利用m法进行解析,其间考虑了受荷段桩间岩土体对桩的推力作用,各桩体在滑面以下的部分视为弹性桩利用k法进一步计算,于是按照先分析上半部分再计算下半部分的方法可确定出该结构内力。分析结果表明,各微型桩承受轴力、弯矩和剪力,其中轴力作用更为主要。以该类结构在四川省广巴高速公路路堑边坡工程中实际应用为例,通过试验说明了所提算法的合理性。 展开更多

关键词 微型桩组合抗滑结构 滑坡推力 刚架结构 结构内力

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用弹性板理论分析顺层岩质边坡的失稳 被引量：46

13

作者 刘小丽 周德培 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期162-165,共4页

根据弹性板的稳定理论,利用能量法对缓倾角顺层岩质边坡的弯曲失稳机理进行了探讨,特别考虑了边坡长度的影响,推导了相应的计算公式,并通过计算实例,将文中的方法与用平面应变问题的弹性梁分析得出的结果做了对比,验证了文中方法的可行性。

关键词 顺层岩质边坡 边坡长度 岩板 弯曲失稳机理 能量法 弹性板

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预应力地梁锚索改善边坡受力状态的理论分析 被引量：8

14

作者 蒋楚生 周德培 周应华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期974-976,共3页

边坡开挖后,原有应力平衡遭破坏,若边坡过高、过陡,将产生失稳。当采用预应力地梁锚索对坡面施加一个外力时,由于改善边坡受力状态,可继续维持稳定。但是应力状态的改善程度,每级边坡的合理高度,对此目前尚无较好的方法,本文拟对此进行... 边坡开挖后,原有应力平衡遭破坏,若边坡过高、过陡,将产生失稳。当采用预应力地梁锚索对坡面施加一个外力时,由于改善边坡受力状态,可继续维持稳定。但是应力状态的改善程度,每级边坡的合理高度,对此目前尚无较好的方法,本文拟对此进行初步探讨。 展开更多

关键词 预应力锚索地梁 应力状态改善 边坡稳定性 弹性理论 边坡极限高度

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微型桩组合结构模型抗滑机制试验研究 被引量：15

15

作者 刘鸿 周德培 张益峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3446-3452,3458,共8页

对以空间桁架微型桩体系的组合结构采用了分级加载的方法,通过新的地质力学模型试验,研究滑坡推力引起的微型桩体系内力变化规律,并根据试验方法和空间桁架微型桩体系中各排桩的受力状态,导出了分级加载条件下受横向约束的弹性地基梁的... 对以空间桁架微型桩体系的组合结构采用了分级加载的方法,通过新的地质力学模型试验,研究滑坡推力引起的微型桩体系内力变化规律,并根据试验方法和空间桁架微型桩体系中各排桩的受力状态,导出了分级加载条件下受横向约束的弹性地基梁的结构分析解。试验结果表明,在碎石土地质条件下,连系梁可以有效限制微型桩顶位移,并减小桩身弯矩,滑体中桩前土压力分布相对较为均匀,各排微型桩桩体的弯矩大小分布比较接近,最大弯矩位于滑面处;基于受到横向约束的弹性地基梁的结构分析解,可以较好地描述空间桁架式微型桩在分级加载后的内力变化及其分布规律。研究结果对正确分析微型桩的抗滑机制和微型桩抗滑设计具有较好的参考价值。 展开更多

关键词 微型桩组合结构 模型试验 抗滑机制

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桩筏复合地基负摩阻段分析及桩土应力比计算 被引量：9

16

作者 刘俊飞 赵国堂 马建林 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期98-103,共6页

通过对桩筏复合地基桩顶负摩阻段桩-土相互作用分析,得到桩顶负摩阻段桩间土中附加应力计算方法。在此基础上,利用弹簧组模型对桩筏复合地基桩-土-垫层相互作用进行分析,得出桩顶处桩和桩间土竖向有效应力及桩顶刺入变形计算方法。分析... 通过对桩筏复合地基桩顶负摩阻段桩-土相互作用分析,得到桩顶负摩阻段桩间土中附加应力计算方法。在此基础上,利用弹簧组模型对桩筏复合地基桩-土-垫层相互作用进行分析,得出桩顶处桩和桩间土竖向有效应力及桩顶刺入变形计算方法。分析垫层对应力调节、沉降控制的影响。结果表明:在桩与桩间土间摩擦力作用下,桩间土竖向有效应力随深度增加衰减,并在某一深度衰减到较小水平,可不考虑该位置以下桩土相互作用对桩顶处桩土应力比的影响。垫层模量对桩顶处桩、土应力调节起重要作用,并对桩顶上刺量影响显著。垫层模量越小刺入量越大,且随模量减小刺入量增长速度加快。 展开更多

关键词 桩筏复合地基 负摩阻力 桩土应力比 附加应力

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桩的轴向静载-沉降曲线的模拟分析 被引量：6

17

作者 邵江 谢红强 +1 位作者 周德培 胡德贵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期1107-1110,共4页

根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律以及桩的沉降组成,运用功能互等定律,对桩-土的共同作用进行了分析,提出了一种在对桩侧介质进行常规勘察和力学性能测试的基础上,可对桩进行的沉降分析的数值模拟法,该模拟法能较精确地确定桩的... 根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律以及桩的沉降组成,运用功能互等定律,对桩-土的共同作用进行了分析,提出了一种在对桩侧介质进行常规勘察和力学性能测试的基础上,可对桩进行的沉降分析的数值模拟法,该模拟法能较精确地确定桩的轴向静载-沉降曲线。并运用实例论证了方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 功能互等定律 共同作用 轴向静载 沉降分析

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天然结构性黏土的各向异性边界面模型 被引量：19

18

作者 魏星 黄茂松 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1224-1229,共6页

提出了一个可同时描述结构性和各向异性特征的适用于天然黏土的边界面本构模型。该模型具有如下特点:①采用了一个同时含有各向异性张量和结构性参数的边界面;②通过初始固结应力状态来确定各向异性张量的初始值以反映初始各向异性,通... 提出了一个可同时描述结构性和各向异性特征的适用于天然黏土的边界面本构模型。该模型具有如下特点:①采用了一个同时含有各向异性张量和结构性参数的边界面;②通过初始固结应力状态来确定各向异性张量的初始值以反映初始各向异性,通过各向异性张量随塑性应变的演化规律来描述荷载作用下的诱发各向异性;③通过结构性参数取一个较大的初始值得到一个扩张的边界面,从而反映结构性土的初始高刚度和强度峰值;④通过引入结构性参数随塑性应变的累积逐渐减小的演化规律来模拟土的结构的损伤以及应力应变曲线的软化过程。通过对几组典型的结构性黏土的试验进行模拟初步验证了模型的合理性和有效性。 展开更多

关键词 天然黏土 结构性 各向异性 本构模型

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悬臂式抗滑桩加固黏土边坡地震永久位移算法 被引量：14

19

作者 肖世国 祝光岑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1345-1350,1359,共7页

为了有效地确定悬臂式抗滑桩加固的黏土边坡地震永久位移,基于极限分析上限定理,针对圆弧滑动式土坡破坏模式,通过对设置抗滑桩条件下土坡进行外力功率和内能耗散率的计算,按严格力学定义推导出坡体在地震作用下的安全系数,进而导出与... 为了有效地确定悬臂式抗滑桩加固的黏土边坡地震永久位移,基于极限分析上限定理,针对圆弧滑动式土坡破坏模式,通过对设置抗滑桩条件下土坡进行外力功率和内能耗散率的计算,按严格力学定义推导出坡体在地震作用下的安全系数,进而导出与安全系数相对应的边坡地震屈服加速度计算公式,并结合Newmark滑块位移法对边坡产生的转动加速度进行二次积分,推导出与边坡设计安全系数密切相关的坡体地震永久位移的详细计算公式。以5.12汶川地震卧龙测站东向地震波为例,通过对一算例边坡进行分析,给出了边坡永久位移时程曲线以及不同设计安全系数与永久位移的关系,分析了算法与Ambraseys算法的结果,验证了所提计算方法的有效性,并得到不同设计安全系数时边坡土体黏聚力和内摩擦角对坡体永久位移的影响规律。研究结果表明,坡体永久位移随着设计安全系数的增加逐渐呈指数函数式减小变化,在较低设计安全系数下,坡体永久位移受土体抗剪强度参数影响较为敏感,随着设计安全系数的提高,这种敏感性则逐渐降低。 展开更多

关键词 黏土边坡 悬臂式抗滑桩 设计安全系数 屈服加速度 永久位移

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预应力锚索地梁中合理锚固角的确定 被引量：9

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作者 杨涛 周德培 张忠平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期290-293,共4页

在现有预应力锚索地梁设计中一般直接沿用预应力锚索的锚固角确定方法,而工程中时有因锚索锚固角设计不合理导致结构工程失效的事例。鉴于此,研究了预应力锚索地梁中合理确定锚固角的方法,提出以锚索地梁和坡面岩体间不发生相对滑动为... 在现有预应力锚索地梁设计中一般直接沿用预应力锚索的锚固角确定方法,而工程中时有因锚索锚固角设计不合理导致结构工程失效的事例。鉴于此,研究了预应力锚索地梁中合理确定锚固角的方法,提出以锚索地梁和坡面岩体间不发生相对滑动为初判条件;以锚索提供最大抗滑力为设计目标,定义了预应力的利用率,并建议以初判条件和预应力利用率为主,兼顾经济和施工因素合理确定锚固角。最后以实际工程算例说明了该方法的具体应用。 展开更多

关键词 预应力锚索 锚索地梁 锚固角 初判条件 利用率

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