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约束条件对天津极地海洋馆网壳结构性能的影响 被引量：1
1
作者 王小盾 白树杨 《建筑钢结构进展》 北大核心 2012年第1期44-50,共7页
天津极地海洋馆钢结构屋盖根据仿生学原理模拟鲸鱼的外形。"鲸鱼"身长275m,宽117m,高45.6m,采用双层网壳结构模拟;尾部背鳍高69.4m,采用空间管桁架结构模拟。通过对其屋盖钢结构主体的有限元分析,主要研究了双层网壳结构在弹... 天津极地海洋馆钢结构屋盖根据仿生学原理模拟鲸鱼的外形。"鲸鱼"身长275m,宽117m,高45.6m,采用双层网壳结构模拟;尾部背鳍高69.4m,采用空间管桁架结构模拟。通过对其屋盖钢结构主体的有限元分析,主要研究了双层网壳结构在弹性支座和固定铰支座两种不同约束条件下的静力性能、动力特性和抗震性能,分析支座刚度对网壳结构性能的影响。相比固定铰支座,弹性支座可以明显地改善屋盖双层网壳结构的力学性能,对相关课题研究及工程设计具有一定的理论价值与实用意义。 展开更多
关键词 弹性支座 固定铰支座 双层网壳 静力分析 动力分析 地震作用
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不同管片张开量下隧道外水土流失规律试验研究 被引量：14
2
作者 郑刚 姚杰 +2 位作者 戴轩 杨新煜 孙佳羽 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期969-977,共9页
盾构隧道管片接缝漏水并导致管片外土体侵蚀、甚至发生漏水漏砂,是富水砂层中盾构隧道安全的主要风险。设计了一种模拟管片在不同张开量下土体流失状态的试验设备,对福建标准砂和天津典型细砂在不同管片张开量及水压下的土体流失状态进... 盾构隧道管片接缝漏水并导致管片外土体侵蚀、甚至发生漏水漏砂,是富水砂层中盾构隧道安全的主要风险。设计了一种模拟管片在不同张开量下土体流失状态的试验设备,对福建标准砂和天津典型细砂在不同管片张开量及水压下的土体流失状态进行了试验研究。试验揭示了管片外砂土逐步流失的机理,发现不考虑土颗粒作用的传统水密性试验会高估弹性密封垫的防水性能;提出了临界侵蚀张开量的理论公式,并通过试验结果初步验证了其合理性。研究表明,临界侵蚀张开量与土颗粒竖向所受应力和土层厚度成一次正比关系,与缝隙处水头、土体孔隙率成一次反比关系;当土体通过管片缝隙发生侵蚀后,侵蚀质量与管片张开量和水压成正比,与缝隙周围的有效应力大小成反比,侵蚀使福建标准砂级配曲线变得更加平缓;针对福建标准砂及天津细砂,提出了便于实际应用的考虑水压及管片张开量的土体流失状态评估方法。 展开更多
关键词 临界缝隙宽度 模型试验 漏水 土体侵蚀 漏砂
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聚丙烯纤维加固土融沉特性的离散元数值模拟研究
3
作者 戴轩 李朝 +2 位作者 程雪松 李涛 曹一凡 《力学与实践》 2024年第2期382-392,共11页
针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟,首先自研了过程感知融化固结系统,基于融沉试验,提出了微观参数折减法模拟融化过程,分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明:离散元方法可对融沉过程进行较为有... 针对掺入纤维对土体冻融特性的影响进行离散元数值模拟,首先自研了过程感知融化固结系统,基于融沉试验,提出了微观参数折减法模拟融化过程,分析了纤维掺量、纤维长度、土样高度的影响规律。结果表明:离散元方法可对融沉过程进行较为有效的模拟,并可得到最优纤维掺量,对于模拟工况,最优纤维掺量为0.1%;从融化压缩模量看,纤维长度与掺量为敏感影响因素,土样高度为次要因素;掺入纤维对土体强度与融沉特性的提升效果具有一致性。 展开更多
关键词 纤维改良土 融沉系数 融化压缩 离散元 微观参数折减
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钢纤维地聚物混凝土轴压性能细观数值模拟 被引量：1
4
作者 毕继红 王炯文 +2 位作者 赵云 王照耀 张金波 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2023年第3期77-84,共8页
为研究细观尺度下钢纤维地聚物混凝土(SFRGPC)的轴压性能,考虑骨料和钢纤维在混凝土基体内部的随机分布,建立钢纤维地聚物混凝土棱柱体的三维细观尺度数值模型。对不掺纤维与掺纤维2种工况下钢纤维地聚物混凝土的轴压性能进行模拟,验证... 为研究细观尺度下钢纤维地聚物混凝土(SFRGPC)的轴压性能,考虑骨料和钢纤维在混凝土基体内部的随机分布,建立钢纤维地聚物混凝土棱柱体的三维细观尺度数值模型。对不掺纤维与掺纤维2种工况下钢纤维地聚物混凝土的轴压性能进行模拟,验证该细观尺度数值模型的准确性。在此基础上,分析钢纤维地聚物混凝土的轴压破坏行为,进一步探究骨料最大粒径和纤维掺量对混凝土轴压受力性能的影响规律。结果表明,地聚物混凝土峰值应力随骨料最大粒径增加而降低;骨料最大粒径的增加会略微降低地聚物混凝土的韧性指数;由于纤维对混凝土裂缝的桥接作用,地聚物混凝土的峰值应力和韧性指数随纤维掺量增加均有所提高,且韧性指数的提高更为显著。 展开更多
关键词 地聚物混凝土 细观模拟 粘结单元 抗压性能 钢纤维
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新型混合连接件双钢板混凝土夹层梁抗弯性能数值模拟 被引量：1
5
作者 毕继红 李彩强 +2 位作者 赵云 王照耀 张金波 《石家庄铁道大学学报（自然科学版）》 2023年第2期1-6,共6页
对一种具有新型混合连接件的双钢板混凝土夹层梁(SCS夹层梁)的四点弯曲试验进行了数值模拟。考虑了材料和几何的非线性行为,采用实体单元对结构中的剪力钉、高强螺栓、钢面板、混凝土芯等元件建模,同时考虑剪力钉连接件、高强螺栓以及... 对一种具有新型混合连接件的双钢板混凝土夹层梁(SCS夹层梁)的四点弯曲试验进行了数值模拟。考虑了材料和几何的非线性行为,采用实体单元对结构中的剪力钉、高强螺栓、钢面板、混凝土芯等元件建模,同时考虑剪力钉连接件、高强螺栓以及钢面板和混凝土芯之间的复杂相互作用,建立了双钢板混凝土夹层梁的三维有限元模型,并将有限元计算结果与试验梁的跨中荷载-位移曲线、破坏模式、跨中荷载-应变曲线进行对比,对三维有限元模型的准确性进行了验证。进一步探究了夹层梁的混凝土芯强度、钢面板材料特性对梁抗折性能的影响。结果表明,提升混凝土强度对梁的弹性刚度和承载能力的影响不明显;钢面板特性对梁的弹性刚度影响不大,但可显著提高梁的承载能力。 展开更多
关键词 混合连接件 夹层梁 数值模拟 参数研究
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管廊隧道开挖对上覆在建深基坑影响的三维有限元分析 被引量：31
6
作者 戴轩 徐管应 +2 位作者 霍海峰 程雪松 闫晓荣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期21-24,共4页
以沈阳某盾构法综合管廊隧道下穿在建盖挖顺做法基坑为工程实例,在对工程实测数据进行分析基础上,利用小应变硬化本构模型进行三维有限元数值模拟研究,分析了盾构隧道下穿在建基坑引发的围护结构位移、水平支撑变形和基坑内既有结构变... 以沈阳某盾构法综合管廊隧道下穿在建盖挖顺做法基坑为工程实例,在对工程实测数据进行分析基础上,利用小应变硬化本构模型进行三维有限元数值模拟研究,分析了盾构隧道下穿在建基坑引发的围护结构位移、水平支撑变形和基坑内既有结构变形。研究表明,利用小应变硬化本构模型可对盾构隧道下穿在建基坑问题进行较好的模拟;盾构隧道下穿基坑将引发围护结构顶部产生差异沉降;基坑内已施工完成的结构和水平支撑将发生'两边沉降大,中间沉降小'的上凸型变形;合理设计的立柱可有效控制盾构下穿引发的水平支撑沉降。 展开更多
关键词 盾构隧道 深基坑 风险工程 综合管廊 三维有限元分析 小应变硬化本构
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盾构隧道平行侧穿诱发的建筑纵向沉降实测与模拟分析 被引量：31
7
作者 戴轩 郭旺 +2 位作者 程雪松 霍海峰 刘国光 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期233-244,共12页
当盾构隧道平行侧穿建筑物时,大多关注建筑物的横向沉降规律,对其纵向沉降关注较少。为此,针对盾构隧道平行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先,对天津地铁6号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分析,得到建筑物... 当盾构隧道平行侧穿建筑物时,大多关注建筑物的横向沉降规律,对其纵向沉降关注较少。为此,针对盾构隧道平行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先,对天津地铁6号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分析,得到建筑物基本变形模式;基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型,研究了盾构侧穿引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律,并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明,盾构隧道平行侧穿将诱发平面长宽比较大的建筑出现"下凹式"挠曲变形,纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的2倍,平行侧穿并不能简化为平面应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程,并可划分为6个阶段。沿建筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比,其首先经历更大的压缩变形(建筑施工导致),在盾构穿越后又产生了更大的卸荷变形。当建筑平面长宽比小于2时,盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。 展开更多
关键词 盾构隧道 侧穿 建筑沉降 有限元法 小应变硬化模型
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基于DEM-CFD方法的基坑工程漏水漏砂引发地层运移规律的数值模拟 被引量：32
8
作者 戴轩 郑刚 +1 位作者 程雪松 霍海峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期396-408,共13页
针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题,利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析。在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观... 针对城市地下空间开发过程中经常出现的基坑工程漏水漏砂引发的灾害问题,利用离散元和计算流体力学耦合的方法(DEM-CFD方法)对灾害的发展过程进行数值模拟分析。在室内试验、平面双轴数值模型、渗流模型的基础上确定了土体和流体的细观参数,建立数值模型,模拟研究两类典型地层(富水砂层、富水砂层上覆黏土层)发生漏水漏砂后的地层变形规律、土体损失规律以及地应力场发展变化规律。研究结果表明,对于富水砂层,漏水漏砂后基坑外部地表形成沉降槽,地表沉降最大值与地层损失率成正相关;地下水一方面加速土体的流失,另一方面使地层发生朝向漏点的集中运动。对于富水砂层上覆黏土地层,存在使地表拉裂的临界地层损失率,且上覆黏土层越厚,临界地层损失率越大;根据漏水漏砂后的地层应力状态可将地层分为空洞区、松动区、主拉应力区以及复杂应力区。研究成果对于基坑工程漏水漏砂灾害的治理与精细化控制具有参考意义。 展开更多
关键词 基坑工程 土拱 工程灾害 离散元 数值模拟
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高水压作用下水砂耦合流失的DEM-CFD分析 被引量：1
9
作者 戴轩 霍海峰 +2 位作者 程雪松 郭旺 冯兴 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2020年第11期82-90,共9页
针对不同水压条件下漏水漏砂引发的灾害问题,在室内模型试验的基础上,利用离散元和计算流体力学耦合(DEM-CFD)方法进行模拟分析。基于传统重力流试验考虑流体的耦合作用建立数值分析模型,研究水土流失形态、水土流失量、土体变形、底板... 针对不同水压条件下漏水漏砂引发的灾害问题,在室内模型试验的基础上,利用离散元和计算流体力学耦合(DEM-CFD)方法进行模拟分析。基于传统重力流试验考虑流体的耦合作用建立数值分析模型,研究水土流失形态、水土流失量、土体变形、底板结构受力及土体应力的发展变化规律。研究结果表明:漏水漏砂过程中形成的土体松动椭圆区域受土体流失与流体作用共同影响;漏点附近流场存在高流速区,最终形成贯通的水力通道,高水压将增加贯通水力通道宽度。漏水量及土体顶部颗粒的迁移均存在于缓慢增加阶段和突增阶段,高水压的影响主要发生在突增阶段,且土体损失直接导致突增阶段的发生。漏水漏砂过程中底板结构的受力分为陡降阶段、缓慢下降阶段和相对稳定阶段。漏水漏砂将诱发土拱的发生,且高水压使得土拱更易发生破坏,从而引发更多土体流失。贯通水力通道形成前、后的水土流失量及高水压的影响规律不同。 展开更多
关键词 漏水漏砂 耦合分析 工程灾害 离散元 数值模拟
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