地下廠房布置優(yōu)化及施工過(guò)程顯式有限差分法數(shù)值模擬

基于理想的彈塑性本構(gòu)模型和莫爾庫(kù)倫準(zhǔn)則，運(yùn)用有限差分法、巖體力學(xué)理論及強(qiáng)度折減原理，對(duì)城市建筑邊坡在坡頂荷載作用下不同開(kāi)挖階段的應(yīng)力、變形及邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。分析結(jié)果表明：由于坡頂荷載作用，邊坡潛在滑動(dòng)面比理論值傾斜度高，坡體出現(xiàn)兩個(gè)明顯的應(yīng)力集中的破壞帶，一個(gè)在開(kāi)挖的坡腳，一個(gè)在已建建筑的外側(cè)，且在坡頂荷載以下，位移趨勢(shì)出現(xiàn)突變，迅速增大，數(shù)值模擬很好反應(yīng)了建筑邊坡在開(kāi)挖及支護(hù)的各個(gè)階段的安全穩(wěn)定狀態(tài)，模擬顯示，此加固措施效果較好。

結(jié)合我國(guó)西部某地下廠房洞室群區(qū)域地形地質(zhì)條件,采用三維非線性有限元法模擬洞室群分級(jí)開(kāi)挖全過(guò)程,揭示了圍巖及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)及破壞區(qū)分布規(guī)律,探明了圍巖可能的失穩(wěn)部位和失穩(wěn)方式以及主廠房、壓力管道、尾水調(diào)壓室及尾水洞等主要洞室分級(jí)開(kāi)挖過(guò)程中的圍巖變位與穩(wěn)定性,為類似工程的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

采用三維快速拉格朗日法在兩種工況下對(duì)水布埡地下主廠房洞室的開(kāi)挖與支護(hù)過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算,重點(diǎn)研究了復(fù)雜地質(zhì)條件下主廠房洞室開(kāi)挖的變形形態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)以及塑性區(qū)的分布,并對(duì)無(wú)支護(hù)和考慮支護(hù)兩種工況的模擬結(jié)果進(jìn)行了具體的分析比較,為工程施工提供了依據(jù)。

為了解某待建水電站地下廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,通過(guò)三維有限元數(shù)值模擬對(duì)廠房樓板、機(jī)墩、立柱、蝸殼混凝土、尾水管等重要部位設(shè)計(jì)成果進(jìn)行模態(tài)及諧響應(yīng)分析,結(jié)果表明:初步設(shè)計(jì)成果是合理的,并為該電站廠房的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出建議,為該電站廠房的施工圖設(shè)計(jì)及日后工作順利開(kāi)展提供了重要的理論支持。

利用平面數(shù)值有限元模擬方法,分析隧道不同的開(kāi)挖施工方法對(duì)圍巖和隧道結(jié)構(gòu)的影響,分別從襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力大小和隧洞洞周變形等方面進(jìn)行比較,通過(guò)對(duì)比分析,比較不同施工方法的差異,得出一些有益的結(jié)論。

用fidap軟件模擬了一典型大空間建筑空調(diào)采用置換通風(fēng)送、回風(fēng)口同側(cè)布置、異側(cè)布置的室內(nèi)空氣流動(dòng)的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)?？諝饬鲃?dòng)物理模型是以不可壓縮、雷諾平均的納維爾-斯托克斯方程為基礎(chǔ)的。紊流模型使用k-ε兩方程模型。結(jié)果表明:回風(fēng)口與送風(fēng)口同側(cè)布置、異側(cè)布置對(duì)置換通風(fēng)的氣流組織影響不大,置換通風(fēng)在大空間建筑空調(diào)中有應(yīng)用價(jià)值。

索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房布置及設(shè)計(jì)優(yōu)化——主要介紹索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房結(jié)合地形地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和樞紐總布置所進(jìn)行的地下廠房位置及縱軸線方向、廠區(qū)洞室群布置選擇、吊車(chē)梁型式選擇、出線平臺(tái)等建筑物的方案比較，以及地下廠房防滲排水設(shè)計(jì)等的設(shè)計(jì)方案...

主要介紹索風(fēng)營(yíng)水電站地下廠房結(jié)合地形地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和樞紐總布置所進(jìn)行的地下廠房位置及縱軸線方向、廠區(qū)洞室群布置選擇、吊車(chē)梁型式選擇、出線平臺(tái)等建筑物的方案比較,以及地下廠房防滲排水設(shè)計(jì)等的設(shè)計(jì)方案研究,并結(jié)合工程特點(diǎn)進(jìn)行地下廠房洞室群的設(shè)計(jì)優(yōu)化,達(dá)到了有利于洞室群圍巖的穩(wěn)定、加快施工進(jìn)度及節(jié)約工程投資的效果。

抗滑樁全樁計(jì)算的有限差分法

該文選用三參數(shù)地基模型,對(duì)winkler彈性地基模型進(jìn)行修正。根據(jù)已有的雙參數(shù)彈性地基梁的有限差分法,把地基梁的撓曲微分方程轉(zhuǎn)化為線性差分方程組,推導(dǎo)出三參數(shù)彈性地基梁的有限差分方程,得到不考慮廣義剪力自由梁端的解答。利用matlab編制相應(yīng)的程序,通過(guò)對(duì)算例的比較和分析,表明該方法可行,計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確。

隧道開(kāi)挖與支護(hù)有限差分法分析——根據(jù)景德鎮(zhèn)-黃山高速公路某隧道現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件和隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，采用有限差分法對(duì)噴射500mm普通混凝土支護(hù)和噴射200mm厚聚丙烯纖維混凝土支護(hù)兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了施工過(guò)程的數(shù)值模擬分析。從圍巖的應(yīng)力、位移和塑性...

將流體力學(xué)中的有限體積法(fvm)基本理論與剛黏塑性流動(dòng)理論相結(jié)合,建立了基于非正交結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的鋁型材擠壓過(guò)程有限體積法數(shù)值模擬模型。模型采用非正交結(jié)構(gòu)網(wǎng)格擬合復(fù)雜幾何形狀邊界,可實(shí)現(xiàn)局部細(xì)化;在非正交網(wǎng)格上直接離散直角坐標(biāo)系下的控制方程,避免了采用適體坐標(biāo)系帶來(lái)的復(fù)雜坐標(biāo)轉(zhuǎn)換問(wèn)題。采用simple算法耦合求解壓力場(chǎng)和速度場(chǎng),推導(dǎo)了非正交網(wǎng)格上的壓力修正方程。開(kāi)發(fā)了鋁型材非穩(wěn)態(tài)擠壓有限體積法數(shù)值模擬程序ae-fvm,并對(duì)典型薄壁鋁型材擠壓過(guò)程進(jìn)行了模擬和模具優(yōu)化,通過(guò)將模擬結(jié)果與基于有限體積法的模擬軟件msc/superforge的結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了所建立的數(shù)學(xué)模型的正確性。

采用有限差分法分析了陶瓷瓦在燒結(jié)過(guò)程中的溫度均勻性,計(jì)算結(jié)果表明:采用基本模型在燒結(jié)過(guò)程中溫度分布不均勻,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符;采用改進(jìn)模型重新計(jì)算,結(jié)果顯示陶瓷瓦在燒結(jié)過(guò)程中溫度均勻性得到顯著改善,進(jìn)而提出實(shí)驗(yàn)修改方案。

本文以廣州市軌道交通五號(hào)線右線淘金~區(qū)莊區(qū)間隧道為背景,采用有限差分軟件flac3d對(duì)大斷面淺埋隧道的cd法、左右兩次施工、全斷面施工三種施工工法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了三種施工工法在不同工序下的地表沉降量、圍巖豎向應(yīng)力場(chǎng)以及支護(hù)豎向應(yīng)力的變化.研究結(jié)果表明:在相同支護(hù)措施下,cd法產(chǎn)生的地表沉降和塑性區(qū)最小,開(kāi)挖在二襯中產(chǎn)生的應(yīng)力非常小,表明二襯在工程中發(fā)揮了很好的作用.

分析對(duì)比了荷載—結(jié)構(gòu)與地層—結(jié)構(gòu)兩種隧道襯砌結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法,并以地層—結(jié)構(gòu)法為基礎(chǔ),利用abaqus有限元軟件的熱—應(yīng)力耦合功能,通過(guò)設(shè)置溫度的變化,利用膨脹土材料的熱脹冷縮實(shí)現(xiàn)了土的膨脹,得出的計(jì)算結(jié)果對(duì)實(shí)際工程有參考價(jià)值。

以往地下洞室施工的隨機(jī)模擬，只著眼時(shí)間隨機(jī)因素而對(duì)施工開(kāi)挖的超挖，掘裝運(yùn)、混凝土襯砌超填等空間的隨機(jī)因素未加考慮。施工實(shí)踐表明：忽略了隨機(jī)的規(guī)挖超填，不僅影響工程質(zhì)量、施工強(qiáng)度，也直接影響工期，其影響之大不容忽視。這使得只考慮時(shí)間隨機(jī)模擬的方法有待改進(jìn)。本文重點(diǎn)研究了如何將空間和時(shí)間隨機(jī)模擬正確結(jié)合，用以彌補(bǔ)只考慮時(shí)間隨機(jī)模擬的不足。

摘要：介紹濟(jì)南奧體中心主體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)的制作工藝與施工過(guò)程，鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程有 限元數(shù)值模擬分析方法及計(jì)算結(jié)果，有效地指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程。 關(guān)鍵詞：加工制作施工數(shù)值分析 一、工程概況 濟(jì)南奧體中心主體育場(chǎng)位于濟(jì)南市東部新城區(qū)龍洞地區(qū)經(jīng)十東路，總體建筑面積 154323m2，可容納6萬(wàn)座席。體育場(chǎng)屋蓋形狀類似濟(jì)南市樹(shù)“柳葉”造型，整體橢圓平面 長(zhǎng)軸約360m，短軸約310m。體育場(chǎng)上部鋼結(jié)構(gòu)屋蓋采取東、西兩片獨(dú)立的折板型空間 懸挑桁架罩棚結(jié)構(gòu)，單片罩棚最寬約70m，南北縱向最長(zhǎng)約330m。罩棚中間高、兩邊低， 高差14m，最高點(diǎn)離地面約52m。主桁架最大懸挑長(zhǎng)度約53m，懸臂根部最大高度7m； 最小懸挑長(zhǎng)度28m，懸臂根部高度5m；懸臂端部高度1.5m。結(jié)構(gòu)整體建筑效果如圖1 所示。 體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋東、西罩棚每側(cè)徑向主桁架均為

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對(duì)部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來(lái)模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來(lái)模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過(guò)程。通過(guò)對(duì)某地鐵隧道盾構(gòu)施工過(guò)程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中地表土體的位移與變形,計(jì)算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

以沙爾-沙爾隧道為研究對(duì)象,結(jié)合隧道的施工設(shè)計(jì)、支護(hù)參數(shù)和地質(zhì)情況,通過(guò)對(duì)隧道南洞口段進(jìn)行全斷面開(kāi)挖與分臺(tái)階開(kāi)挖兩種施工方式的數(shù)值模擬,分析了圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)在不同施工方式的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng),經(jīng)對(duì)比分析研究認(rèn)為采用分臺(tái)階開(kāi)挖模式,隧道結(jié)構(gòu)變形較小,能夠保持穩(wěn)定狀態(tài),為指導(dǎo)施工和修正支護(hù)參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)重慶市云萬(wàn)高速公路觀音廟隧道ⅳ級(jí)圍巖段的施工方法數(shù)值模擬分析結(jié)果,得出ⅳ級(jí)圍巖段切實(shí)可行的施工方法,可供工程參考。

結(jié)合木寨嶺隧道的實(shí)際施工方法,采用三維有限元軟件midas/gts,分別對(duì)隧道的4種施工方法進(jìn)行數(shù)值模擬,4種施工方法分別為全斷面法、二臺(tái)階法、三臺(tái)階法和超前導(dǎo)洞擴(kuò)挖法。選取適當(dāng)?shù)奈锢砹W(xué)參數(shù)進(jìn)行數(shù)值建模,從模擬結(jié)果中提取拱頂沉降、水平收斂、隧道應(yīng)力、塑性區(qū)等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,從而得出最優(yōu)的施工方法,即適用于高地應(yīng)力軟巖隧道的施工方法,以及相應(yīng)的支護(hù)措施。并在討論部分引用類似狀況隧道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證數(shù)值模擬的合理性和正確性,可以為高地應(yīng)力軟巖隧道設(shè)計(jì)施工提供一定的參考。

針對(duì)光華路地鐵中洞的大斷面,擬采用洞樁法進(jìn)行施工,并應(yīng)用有限差分法對(duì)洞室拱頂及地表的沉降進(jìn)行了模擬,得出的預(yù)測(cè)沉降規(guī)律為施工工作提供了指導(dǎo)。