Numerical study of the 3D failure envelope of a single pile in sand     

《Computers and Geotechnics》2014

The paper presents a comprehensive study of the failure envelope (or capacity diagram) of a single elastic pile in sand. The behavior of a pile subjected to different load combinations is simulated using a large number of finite element numerical calculations. The sand is modeled using a constitutive law based on hypoplasticity. In order to find the failure envelope in the three-dimensional space (i.e. horizontal force H, bending moment M and vertical force V), the radial displacement method and swipe tests are numerically performed. It is found that with increasing vertical load the horizontal bearing capacity of the pile decreases. Furthermore, the presence of bending moment on the pile head significantly influences the horizontal bearing capacity and the capacity diagram in the H–M plane manifests an inclined elliptical shape. An analytical equation providing good agreement with the 3D numerical results is finally proposed. The formula is useful for design purposes and the development of simplified modeling numerical strategies such as macro-element.  相似文献   

降雨条件下北川斜坡破坏的数值模拟     

王淑云  叶天力  鲁晓兵  聂雪媛 《中国地质灾害与防治学报》2014,(2):43-48

本文采用FLAC的两相流模式和修正的Mohr—Coulomb模型,对北川地区震后土在降雨条件下的位移和速度矢量进行了数值模拟和分析,同时在室内进行了降雨条件下斜坡破坏的模型实验。分析结果表明：土体在沿坡面的最大水平位移发生在坡脚处,土体水平位移是衡量斜坡破坏的首要指标,可采用坡面特征点的位移突变作为斜坡破坏的判别标准;数值模拟得到的斜坡破坏与降雨历时关系与室内模型实验结果吻合较好。  相似文献   

芦山地震的发生对周围断层影响的数值模拟   总被引：4，自引：0，他引：4  

李玉江  陈连旺  刘少峰  杨树新  荆燕 《地球学报》2014,35(5):627-634

芦山地震发生后,地震的发生造成周围断层应力变化值得关注。本文基于川滇地区的三维非线性有限元模型,利用芦山地震同震静态滑移量结果,分析地震的发生对川滇地区主要断裂的同震加卸载效应。初步结果表明,芦山地震的发生造成龙门山断裂中南段、岷江断裂、马尔康断裂、鲜水河断裂北西段、大凉山断裂南段、小江断裂南段不同程度的应力增加。其中龙门山断裂中南段增加最为显著,最大库仑应力增加量达0.035 MPa;岷江断裂次之,最大达0.0075 MPa;马尔康断裂增加量达0.0031 MPa;鲜水河断裂北西段达0.0008 MPa。而从断裂带同震应变积累与释放方面分析的结果同样表明上述四条断裂地震危险性增强。该结果可以为川滇地区地震危险性分析提供一定的参考依据。  相似文献   

深部开采圆形巷道围岩破损区与支护压力的确定     

李铀  袁亮  刘冠学  金学玉  薛俊华  余国锋  彭意  张明 《岩土力学》2014,35(1):226-231

应用经典塑性力学理论确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场存在一些问题,这影响深部圆形巷道的稳定性评价及支护设计的合理性。应用塑性力学求解新体系确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场准确解,进行了各向同性均质地层中圆形巷道破损区、地层残余强度与支护压力关系方面的研究,取得了如下成果:(1)破损区随开采深度的增加而增大,它们基本呈线性关系。(2)建立了支护压力与巷道埋深、围岩强度、围岩破坏后残余强度、围岩泊松比和重度之间的关系。研究成果可为支护设计提供重要参考。  相似文献   

玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆抗拔性能试验研究与机制分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

张明义  寇海磊  白晓宇 《岩土力学》2014,35(4):1069-1076

抗浮锚杆作为一种竖向锚固技术在我国许多地区广泛应用,锚杆作为抗浮结构的核心其性能受到极大关注。但因钢材易腐蚀,传统金属锚杆的耐久性受到质疑,特别是地铁等地下工程存在杂散电流,限制了金属抗浮锚杆的应用。玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆是一种由树脂基体和玻璃纤维复合而成的新材料,与金属锚杆相比,它具有耐腐蚀、抗拉强度高、自重轻等优良特性。通过植入式裸光纤传感测试技术对GFRP抗浮锚杆的界面应力分布、荷载传递规律及破坏机制进行了研究,论证了GFRP抗浮锚杆使用的适宜性。试验表明,GFRP抗浮锚杆破坏以杆体基体材料剪切破坏为主,?28 mm锚杆极限抗拔力为250 kN,能够满足工程需要;杆体轴力沿深度方向逐渐递减,并且超过一定长度后杆体不再受力。结果显示,中风化岩地区,当锚固段长度为3.95⁶.95 m时,轴力影响深度范围约为3.7 m,说明GFRP抗浮锚杆同样存在临界锚固深度问题。锚杆界面剪应力呈不均匀分布,剪应力峰值随荷载的增加逐渐向下转移,同时0值点也向杆体深部转移。研究成果可为GFRP抗浮锚杆应用于工程实际提供依据。  相似文献   

软岩三轴加-卸载试验的破坏特征及抗压强度取值方法研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

邓华锋  原先凡  李建林 《岩土力学》2014,35(4):959-964

软岩三轴加、卸载试验中的抗压强度参数取值是一个非常关键的问题,目前还没有比较确定的方法,通常根据经验或工程要求确定。基于此,结合一组砂质泥岩的三轴加、卸载试验进行了详细研究,试验结果表明:(1)当围压大于10 MPa时,不论是三轴加载试验还是卸载试验,砂质泥岩均表现出明显的应变硬化特性;(2)砂质泥岩在三轴压缩和三轴卸荷两种应力路径的力学响应差别明显,在卸荷条件下通常只存在一条完整的剪切破坏面,而压缩条件下岩样没有明显的控制破裂面,并且剪胀效应明显;(3)将半对数法引入到软岩三轴加、卸载试验数据分析中,可以比较方便地确定软岩三轴加、卸载试验的抗压强度;(4)基于三轴加、卸载试验过程中的应力、应变增量分析,将软岩变形破坏过程分为3个阶段:平滑阶段、规则跳跃阶段和急剧跳跃阶段,各阶段划分的意义明确,可以作为抗压强度确定时的重要参考,因此,在软岩三轴试验数据分析时,可以综合采用这两种方法。研究提出的抗压强度确定方法可操作性强,在其他软岩三轴试验数据分析中值得参考借鉴。  相似文献   

考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

林春金  张乾青  梁发云 《岩土力学》2014,35(4):1131-1140

针对目前桩基承载特性确定时未考虑桩-土体系渐进变形过程的现状,采用现场试验和理论分析等手段对考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性展开研究。首先,利用现场试验数据对侧阻和端阻的软化特性展开深入探讨,提出了侧阻和端阻软化模型,明确了模型中各参数取值方法,并验证了其合理性。同时,根据提出的侧阻和端阻软化模型,建立了一种可考虑桩-土体系渐进破坏的单桩承载特性的迭代算法。算例分析表明,计算获得的破坏性单桩承载特性与实测值有较好的一致性,且可反映侧阻和端阻的破坏特性。实际工程中,结合单桩承载特性分析算法,可根据单桩的实际受力特点灵活选用不同形式的侧阻和端阻荷载传递函数来分析不同桩顶荷载水平下的单桩受力特性。  相似文献   

Pseudo-dynamic methods for seismic passive earth pressure behind a cantilever retaining wall with inclined backfill     

Debabrata Giri 《Geomechanics and Geoengineering》2014,9(1):72-78

The designing of retaining walls requires the complete knowledge of earth pressure distribution. Under earthquake conditions the design needs special attention to reduce the devastating effect, but under seismic conditions, the available literature mostly uses the pseudo-static analytical solution as an approximate to the real dynamic nature of the complex problem. This paper shows a detailed study on the seismic passive earth thrust behind a cantilever retaining wall with inclined backfill surface by pseudo-dynamic analysis. A planar failure surface has been considered. The effect of variation of parameters such as soil friction angle, wall friction angle and back fill inclination have been explored. A complete analysis shows that the time dependent non-linear behaviour of the pressure distribution obtained in the present method results in more realistic design values of earth pressures under earthquake conditions. Results are provided in tabular and graphical non-dimensional form and compared thoroughly with the existing values in the literature.  相似文献   

基于多尺度有限元的海上升压站脚靴式桩套筒连接结构分析研究          下载免费PDF全文

张伟  张坤  姜贞强  孙震洲  王永发  吕国儿  陈杰峰 《海洋工程》2022,40(2):55-66

脚靴式海上升压站导管架的桩套筒与主导管的连接结构是关键荷载传递部位。整体梁系有限元模型无法反应局部板型结构的失效状态;截断板系有限元模型则受制于边界条件的合理性,结果不够精确。文中基于某工程海上升压站,建立不同精细化范围的多尺度有限元模型及不同边界条件的截断模型,对结构屈服失效及屈曲失效复核的同时论证了局部网格对计算精细程度的影响及截断模型对边界条件的敏感性;此外,研究了轭板板厚及应力比对屈曲失效的敏感程度,为今后海上升压站脚靴结构不同阶段的设计、优化提供参考和借鉴。  相似文献   

Wave diffraction and near-trapping by a multi-column gravity-based structure   总被引：1，自引：0，他引：1  

D.A.G. Walker  R. Eatock Taylor  P.H. Taylor  J. Zang   《Ocean Engineering》2008,35(2):201-229

This paper is concerned with the diffraction of water waves by offshore structures, with the ultimate aim of proposing tools for guiding airgap design. The diffraction of monochromatic waves by an array of four bottom mounted cylinders and a gravity-based structure is studied in detail using linear and second order theory. The phenomenon of near-trapping is investigated, allowing guidelines for airgap design to be established. When contemplating airgap design, however, it is crucially important that consideration is given to the largest waves in a sea state. Therefore, in this study a design wave, called NewWave, is proposed as a realistic model for large ocean waves and is used as the incident wave field in the wave-structure diffraction analysis.  相似文献