高边坡稳定性有限元分析

高边坡稳定性有限元分析
高边坡稳定性有限元分析

(整理)JBT10375-2002焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求

钛及钛合金熔化焊焊接构件的振动时效处理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。jb/t5925. 2 机械式振动时效装置技术条件 3 术语、符号 3.1 激振点exciting point 振动时效时给构件的施力点称为激振点。 3.2 支撑点support point 为了对构件进行振动时效而选择的支撑构件的位置。 3.3 动应力dynamic stress 激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的应力称为动应力。矢量,符号为σd(幅值),单位为(mpa)。 3.4 共振resonance 当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象为共振。 3.5 振型vibration mode 共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。 3.6 节点(节线)node, node line 振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。 3.7 主振频率principal vibration frequency 在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响应的频率中,频率低、位移幅大的频率称为主振频率。 3.8 附振频率additional vibration frequency 除主振频率以外的其他频率。

3.9 扫频frequency sweep 固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。 3.10 扫频曲线the curve 随着频率的变化,构件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。如a—f称为振幅—频率曲线,a—f称为加速度—频率曲线;而振动时效装置绘制的是加速度—转速(a—n)曲线。其中:a表示振幅;a表示加速度;f 表示频率;n 表示电机转速。 3.11 时效曲线aging curve 在确定的振动频率和激振力下,对构件进行振动处理所得到的加速度—时间曲线,其标记为a—t。其中:a表示加速度;t表示时间。 3.12 振动焊接vibratory welding 在小激振力作用和亚共振频率下,引起构件微小谐振的同时,进行焊接的工艺操作过程。 3.13 频率分析frequency analysis 用激振器对工件做间隙式施振,获取工件频率分布的过程。 4 振动时效装置的选择 进行焊接构件的振动时效处理时,所使用的振动时效装置应符合jb/t 5925.2的要求,并具备下述功能:—稳速精度可保证控制在+1 r/min以内;—可以在线或最终绘出完整而细密的扫频曲线以及多条加速度时间曲线;—加速度测量系统可以是振动时效装置的附属部分,也可以是一个单独的测量仪。 5 工艺参数选择及技术要求 5.1 参数确定准则一般情况下,振动参数应在针对具体焊接构件的工况条件,分析并判断出构件在激振频率范围内可能出现的振型基础上确定。对重要构件或关键构件,可做实际边界条件下的动应力有限元分析,求解出结

【精品】第9章边坡稳定性分析

第9章边坡稳定性分析 学习指导:本章介绍了边坡的破坏类型,即:岩崩和岩滑;着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法,包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法;介绍了岩坡处理的措施。 重点:1边坡的变形与破坏类型; 2影响边坡稳定性的因素; 3边坡稳定性分析与评价. 9。1边坡的变形与破坏类型 9。1.1概述

随着社会进步及经济发展,越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题,通过长期的工程实践,工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系,并通过理论对人类工程活动,进行有效地指导。近年来,随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展,人类已认识到:边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展,而是与人类活动密切相关;人类在进行生产建设的同时,必须顾及到边坡的环境效应,并且把人类的发展置于环境之中,因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域,在这些领域中,边坡作为地质工程的分支之一,一直是人们研究的重点课题之一。 在水电、交通、采矿等诸多的领域,边坡工程都是整体工程不可分割的部分,为保证工程运行安全及节约经费,广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。然而,随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展,边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。在我国,目前的露天采矿的人工边

坡已高达300—500m,而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米,其中涉及的工程地质问题极为复杂,特别是在西南山区,边坡的变形、破坏极为普遍,滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。

浅谈高填方边坡的稳定性分析与治理对策

浅谈高填方边坡的稳定性分析与治理对策 【摘要】高填方边坡的稳定性一直都是影响工程质量与安全的一大重要技术问题,如何对高填方边坡的稳定性做到准确分析,并寻找对应的加固方法,已经成为边坡工程的一个难题。本文通过实例对高填方边坡的稳定性进行分析,并探求合理的对策,以避免发生边坡失稳事故。 【关键词】高填方边坡;稳定性;对策 高填方是指根据需要将指定区域用土、水泥或石子等材料用分层或者碾压等方式,建成比周围建筑高一些的设计。高填方边坡就是用高填方设计方式加高的边坡。由于高填方边坡突出位置,其稳定性不仅关系到边坡的稳固,而且一旦出现崩塌等情况将危及到周围的建筑、人等,因此高填方边坡的稳定性不容我们忽视。本人于2012年初接到“梧州市220kV红岭变电站”(现已改名为翡翠变)的设计任务,负责该工程的…三通一平?等施工图纸的设计工作。220kV红岭变为广西首个3C绿色智能变电站。该工程选定的站址,位于梧州市火车站西偏南位置,该区域拟建成物流园区,站址紧临城市政规划路。220kV红岭变站区场地南面为填方段,按照场平标高(56m-55.75m),红岭站址填土边坡最高为26米。因此该工程初设阶段考虑采用自然放坡和坦萨生态边坡两种方案。坦萨生态边坡方案节省占地,由于进行加筋处理,分层碾压后能有效控制不均匀沉降。回填土方量小,需要外购土少,有效减少外运填料产生的费用。完工后与周围环境能很好融为一体。自然放坡与塔萨方案比较,自然放坡征地面积大6亩,临时用地大6.7亩,回填土方多34000m3,挡土墙多1860m3。自然放坡较塔萨方案工程总造价多140万。 1.高填方边坡稳定性分析方法与加固技术的研究现状 1.1高填方边坡稳定性分析方法的研究现状 滑坡现象在自然界中时常发生,也引起了人们广泛的关注。早期人们应对高填方边坡主要采取定性分析的方法,其未能得出高填方边坡稳定性的相关数据,只能大致确定是否稳定。随着人们对高填方边坡稳定性的深入研究和探索,人们

常用的边坡稳定性分析方法

常用的边坡稳定性分析方法

第一节概述 (1) 一、无粘性土坡稳定分析 (1) 二、粘性土坡的稳定分析 (1) 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (1) 四、土坡稳定分析讨论 (1) 第二节基本概念与基本原理 (1) 一、基本概念 (1) 二、基本规律与基本原理 (2) (一)土坡失稳原因分析 (2) (二)无粘性土坡稳定性分析 (3) (三)粘性土坡稳定性分析 (3) (四)边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 (7) (五)土坡稳定分析的几个问题讨论 (8) 三、基本方法 (9) (一)确定最危险滑动面圆心的方法 (9) (二)复合滑动面土坡稳定分析方法 (9)

常用的边坡稳定性分析方法 土坡就是具有倾斜坡面的土体。土坡有天然土坡,也有人工土坡。天然土坡是由于地质作用自然形成的土坡,如山坡、江河的岸坡等;人工土坡是经过人工挖、填的土工建筑物,如基坑、渠道、土坝、路堤等的边坡。本章主要学习目前常用的边坡稳定分析方法,学习要点也是与土的抗剪强度有关的问题。 第一节概述 学习土坡的类型及常见的滑坡现象。 一、无粘性土坡稳定分析 学习两种情况下(全干或全淹没情况、有渗透情况)无粘性土坡稳定分析方法。要求掌握无粘性土坡稳定安全系数的定义及推导过程,坡面有顺坡渗流作用下与全干或全淹没情况相比无粘性土土坡的稳定安全系数有何联系。 二、粘性土坡的稳定分析 学习其整体圆弧法、瑞典条分法、毕肖甫法、普遍条分法、有限元法等方法在粘性土稳定分析中的应用。要求掌握圆弧法进行土坡稳定分析及几种特殊条件下土坡稳定分析计算。 三、边坡稳定分析的总应力法和有效应力法 学习稳定渗流期、施工期、地震期边坡稳定分析方法。 四、土坡稳定分析讨论 学习讨论三个问题:土坡稳定分析中计算方法问题、强度指标的选用问题和容许安全系数问题。 第二节基本概念与基本原理 一、基本概念 1.天然土坡(naturalsoilslope):由长期自然地质营力作用形成的土坡,称为天然土坡。 2.人工土坡(artificialsoilslope):人工挖方或填方形成的土坡,称为人工土

黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 黄土高填方边坡稳定性分析与防治措施 ——以延安新区13标段北端高边坡为例摘要:本文以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象,首先,通过现场勘查,查明了研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等特征,并对填筑体的工程性质进行了大量试验研究。然后,根据研究区边坡的地质条件和填方边坡的实际情况,选择代表性剖面采用极限平衡分析法分别计算出天然、暴雨及地震工况下的边坡安全系数,对研究区填方高边坡的稳定性进行了综合评价。其次,采用有限元法模拟分析填方高边坡在不同工况下的变形特征及应力分布规律,结合极限平衡法的稳定性评价结果,综合评价了边坡的稳定性。最后,根据研究区高边坡稳定性状况,结合现场实际情况,提出了排水和护坡两种防治措施。 本文的研究成果对延安新区建设具有一定的理论指导和重要的实际应用价值。 关键词:延安新区,黄土高填方边坡,稳定性,极限平衡法,二维有限元分析 ABSTRACT:Firstly, this thesis studies the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks.Based on field investigation and detailed investigation,engineering geological environment of this district is studied, finding out topography and geomorphology, stratum lithology, geological structure, bad geological phenomenon, etc, which is the basis of stability analysis.Secondly, limit equilibrium principle is used on the natural slope and the typical slope surface of slope of the risen underground water level under different conditions .Through a variety of methods to calculate,the most dangerous slip surface can be found out, and the mechanism of the factors influencing the loess high slope stability and its sensitivity is analyzed.Then, according to the results of two-dimensional finite element analysis, the stress distribution characteristics and deformation of the typical profile can be studied , the deformation and destruction condition of the slope is analyzed. According to the results of limit equilibrium method ,the stability of high embankment slope were evaluated with comprehensive analysis ,and the deformation and destruction forms of loess high embankment slope .Finally, according to the characteristics of the deformation of high slope, drainage and slope protection control measures are put forward for the loess high embankment slope on the north of Yan 'an district 13 blocks, which is a reliable theoretical basis on slope treatment in the future . This article research results of yan 'an district construction is of certain theoretical guidance and practical application value. KEY WORDS:Yan'an District;the loess high embankment slope; stability; limit equilibrium method;a two-dimensional finite element analysis 一论文的研究背景 本论文的研究课题是“黄土高填方边坡的稳定性分析与防治措施”,以延安新区13标段北端黄土高填方边坡为研究对象,该边坡填方高度超过100m,属于超高填方边坡,开展该边坡的稳定性分析评价及防治措施研究对延安新区建设具有重要的理论指导和实际意义。 二、研究区工程地质条件 本章通过现场调查和详细勘察,查明了场区的地形地貌、地层岩性、地质构造、地震、不良地质现象等工程地质条件,对工程的地质概况有了整体了解,为选择有代表性的剖面,建立填方边坡的地质模型创造了条件,为准确可靠地计算与评价场区高填方边坡的稳定性提供了依据。 三、高填方边坡稳定性分析及评价

振动时效与残余应力

振动时效与残余应力 振动时效是我国上世纪八十年代从国外引进的一种残余应力消除技术,名词译自英语Vibrating StressRelief,即振动应力消除。从力学机理上分析,振动时效消除残余应力的原理是,使工件发生共振或接近共振,其残余应力叠加振动应力大于材料的屈服极限,这样振动时由于材料进入塑性区引起工件上应力重新分布,从而达到消除残余应力的目的。 郑州机械研究所应力测试技术中心,作为国内机械行业最权威的应力测试单位,做了大量的振动时效应力消除试验,得出以下几点结论。 1、对于低水平残余应力工件振动时效效果不理想 对于低水平残余应力工件,比如没有大应力集中的铸件,由于振动时效时材料大部分没有进入塑性区,而在弹性范围内,无论应力如何变化,最终都恢复原始状态,不会消除残余应力,与理论分析相符。 2、残余应力消除效果没有标准规定的指标大 振动时效标准JB/T5926-2005《振动时效效果评定方法》规定,焊接构件残余应力消除应达30%以上。实际测量表明,这是一种误区,比如,我们对一个16Mn焊接构件进行振动时效应力消除效果测试。振动时效前,测得焊缝附近最大残余应力500MPa,振

动时效后测得300 MPa。厂家非常高兴,认为效果非常好,消除达40%,远远大于振动时效标准规定的指标。然而,16Mn的屈服极限是300 MPa左右,如果认为材料是理想塑性的,16Mn焊接构件上的残余应力都不会大于300 MPa,与振动时效后的测量值一样。其实,振动时效前测得的500MPa是按残余应力弹性理论计算公式计算出来的,而材料进入塑性区时,其实际残余应力肯定小于500 MPa。如果按理想塑性计算,残余应力没有下降,当然这是极端情况,意在说明振动时效的残余应力消除效果不能以弹性理论计算的结果为依据。根据大量试验结果,我们认为,对于焊接构件,振动时效的残余应力消除效果应在15%左右。 3、振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好 上述例子也说明,虽然振动时效消除残余应力的效果达不到40%,但塑性释放应变确实下降了40%,所以振动时效对消除构件的塑性应变效果非常好。大量试验证明,对于焊接构件,振动时效的塑性应变消除效果达40%左右,甚至达50%以上。塑性应变涉及到构件尺寸的稳定性,所以经过振动时效的构件,尺寸稳定性特别好,即以后放置或再加工时构件不再变形。 综上所述,振动时效最适合于对残余应力要求不严但对尺寸稳定性要求较高的焊接构件的残余应力消除。毕竟与热时效相比,振动时效非常节约能源,不需要建大的退火炉,大大节省了经费。所以对残

高边坡稳定分析

K63+142高边坡稳定性分析评价

1、计算方法 按照现行公路路基设计规范JTGD30-2004中条款3.7.4边坡稳定性评价:边坡稳定性评价宜综合采用工程地质类比法、图解分析法、极限平衡法和数值分析法进行。这几种方法是基本都属于极限平衡法的非严格条分法,是在已知滑移面的基础上对变坡进行平衡分析,并且只能满足力或者力矩平衡,所得结果能满足工程试验应用,但结果存在一定偏差。 本计算采用Morgenstern-price法进行计算分析。Morgenstern-price法是50年前提出的严格条分法,该法假设条块的竖直切向力与水平推力之比为含有参数与条间力函数的乘积,然后建立满足水平和垂直方向力的平衡力方程与力矩平衡方程,通过迭代求解安全系数与待定系数。我国陈祖煜教授对Morgenstern-price 法的计算格式进行了一定的改进,由于这个方法收敛性非常良好,并且满足严格平衡条件,因而在国际岩土工程界受到欢迎,但同时该法的求解过程相当复杂,一般工程技术人员往往只得依靠软件,Morgenstern-price法在我国没得到普及应用。Morgenstern-price法首先对任意曲线形状的滑裂面进行分析,导出满足力的平衡及力矩平衡的微分方程,然后假定满足条间力的倾角的正切值为某一函

数,根据整个滑动土体的边界条件求出问题的解答。 边坡稳定性计算应考虑边坡可能的破坏形式,按下面方法确定:采用加拿大商用计算软件GEO-slope进行计算分析,滑动面为任意滑移面,非一般的圆弧形滑面或者折线滑面。 2、计算参数取值 为了进行边坡的稳定性计算和加固工程设计,必须在勘察中对边坡岩土取样并进行物理力学试验,取样应该包括边坡的所有地层,特别是对边坡稳定起控制作用的软弱地层。一般情况下对尚未变形的边坡应取原装非扰动样。根据目前试验结果,该地区处于干旱半干旱区域,一般不考虑空隙水压力对边坡稳定性的影响,在试验过程中一般以天然含水率下的土为试验对象。实验室试验以公路土工试验规程(JTG E40-2007)与土工试验规程(SL237-1999)为依据。安排试验如表2.1所示,数值计算参数见附表试验记录。

边坡稳定性报告

目录 一、概况 (1) (一)项目概况 (1) (二)工程地质概况 (2) 1、地形地貌 (2) 2、地层岩性 (2) 3、气象 (3) 4、水文地质特征 (3) 5、地震参数 (3) 二、计算依据 (3) 三、边坡稳定性验算 (4) (一)验算断面 (4) 1、生产区边坡验算断面 (4) 2、生活区边坡断面 (4) (二)边坡稳定性验算 (5) 1、验算工况 (5) 2、验算参数选取 (5) 3、验算结果 (6) 四、结论 (12) 五、建议 (12)

一、概况 (一)项目概况 中铁十二局集团有限公司兴泉铁路宁泉段XQNQ-8标二工区施工范围:线路途径泉州市安溪县参内乡、南安市仑苍镇,起讫里程DK425+117.5~DK434+168,正线长9050.5 m。2号搅拌站位于安溪县参内乡罗内村,与S308省道经村道相连,交通便利;与正线位置关系位于DK430+550左侧500m处。2号搅拌站总占地面积规划27亩,站内分生产区和生活区两部分。 生产区、生活区后方为既有填方边坡,该边坡为既有泉三高速公路制梁场建设时填筑的边坡,生产区后侧方现状边坡为三级边坡,边坡最大高度为28.7m,生活区后侧方现状边坡为一级边坡,边坡最大高度为14.4m,该处边坡于2013年开始填筑,2014年12月填筑结束,目前已自然沉降30个月,部分植被已自然恢复,边坡既有截排水系统较完整,现场踏勘期间填方区域未见积水。目前,该处边坡未发现明显位移及位移速率变快的情况。受中铁十二局集团有限公司兴泉铁路宁泉段XQNQ-8标二工区项目部的委托,现根据项目部提供的资料,对边坡场稳定性进行验算。 图1 项目地理位置图泉三高速公路 原高速公路制梁场 2号搅拌站

边坡稳定性分析

边坡稳定性分析 内容摘要 目前,边坡失稳的防治仍然是一项很艰巨的任务,对边坡的稳定性分析及处治技术进行深入研究具有重要的意义。论文首先简要阐述了边坡工程稳定性分析及处治技术研究的意义,介绍了边坡工程稳定性分析的一些常用方法,并结合笔者的实践经验,提出了边坡工程处治对策。 边坡稳定分析是岩土工程中的重要研究课题。边坡稳定性分析的观点变化是随着人类理论方面的突破和实践经验的积累而变化的。总的来说,边坡稳定性分析是一个逐步由定性分析向定量、半定量分析发展的过程,并且可视化程度越来越高。文章从定性分析、定量分析、不确定分析等角度介绍了几种主要的边坡稳定性分析方法 关键词:边坡;边坡稳定性;边坡失稳;稳定性分析;处治对策 1

边坡稳定性分析 目录 内容摘要 (1) 1绪论 (4) 1.1 边坡稳定性概念 (4) 1.1.1 边坡体自身材料的物理力学性质 (4) 1.1.2 边坡的形状和尺寸 (5) 1.1.3 边坡的工作条件 (5) 1.1.4 边坡的加固措施 (5) 1.2 边坡的稳定性表示方法 (5) 1.3 边坡破坏 (6) 2 边坡的分类 (6) 3 边坡稳定性的影响因素 (7) 3.1 潜在影响因素 (7) 3.1.1 地形因素 (7) 3.1.2 地质材料因素 (7) 3.1.3 地质构造因素 (8) 3.2 诱发影响因素 (8) 3.2.1 环境因素 (8) 3.2.2 人为因素 (9) 4 边坡稳定性的分析方法 (10) 4.1 定性分析方法 (10) 4.1.1 工程地质类比法 (10) 4.1.2 地质分析法(历史成因分析法) (10) 4.1.3 图解法 (10) 4.1.4 边坡的分析数据库和专家系统 (11) 4.2 定量分析方法 (11) 4.2.1 极限平衡法 (11) 2

岩土高边坡稳定性分析与检测

西南石油大学 本科生课程考试试卷 姓名许正瑜学号0909010223 专业土木工程专业方向岩土工程 学院土木工程与建筑学院任课教师张伯虎 考试课程《岩土工程最新动态》考试时间2013.03 考试方法论文提交考试成绩 土木工程与建筑学院

高边坡工程稳定性分析与检测 许正瑜,0909010223 (西南石油大学,土木工程与建筑学院,成都,610500) 摘要:在高边坡工程地质问题中,通过传统对一般性边坡稳定性研究所取得的各项分析理论和工程经验,再结合新理论与计算机科学技术和创新性性思维对高边坡稳定性问题进行研究,并且在研究方法(数值模拟技术、模型实验方法)和高边坡的非线性动力学、控制变形、动力响应、检测方面取得了诸多创新性成果。通过这些理论,成功完成了近几十年来许多具有世界性影响性的高边坡典型性大工程,也推动着我国在高边坡这领域不断前行以迎接更多挑战。 关键词:一般性边坡;高边坡;稳定性分析;高边坡检测 1 引言 边坡是自然或人工形成的斜坡,是人类工程活动中最基本的地质环境之一,同样也是建设工程中最为常见的工程形势之一,如露天开挖出水利水电工程斜坡、铁路公路修建时形成的路基边坡和路边边坡、房屋建筑周围边坡和基础施工中形成的基坑边坡。然而,绝大多数的边坡在多种因素的影响下却是不稳定的,比如在岩土的性质、岩层的构造与结构、水文地质条件、地貌因数、风化作用、地震等因素的影响下,边坡往往会以滑坡、滑塌、崩塌、沉陷、剥落、泥石流等破坏形式(如表1)【1】对人们的生命生活财产造成严重的损失,甚至是毁灭行的灾难。随着经济的发展和人们对边坡的重视程度不断提高,边坡工程研究理论建立在土力学和岩石力学的基础上便应允而生且不断取得理论成果,同时在科技和机械的发展前提下,边坡工程施工技术也向多元化、经济化、实用化方向发展。此工程主旨在通过工程技术手段对各种边坡进行人为干预,从而提高边坡整体稳定性。(如图1,图2) 表1岩质边坡破坏形式

边坡稳定性计算

边坡稳定性计算 边坡稳定性计算方法 第一节概述 边坡稳定性问题一直是边坡工程中的一个重要研究内容。它涉及铁道工程、公路工程、水电丁程、矿山工程等诸多工程领域,能否正确评价其稳定性直接关系到建设的资金投入和人民的生命财产安全。 边坡稳定性分析方法很多,不同的方法又各具特点,有一定的适用条件。根据具体的边坡工程地质条件,具体地分析目的与精度要求,合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析方法,是一项很重要的工作。边坡稳定性分析的一般步骤为实际边坡一力学模型一数学模型—计算方法一结论。其杨心内容是力学模型、数学模型和计算方法的研究,即边坡稳定性分析方法的研究?一般来说,边坡稳定性分 析方法可分为三大类: 定量分析方法、定性分析方法和非确定性分析方法,定量分析方法主要包括极限平衡分析法、有限单元法、无单元法、离散单元法、快速拉格朗日法、DDA法、流形元法、遗传进化算法、人工神经网络评价法等;定性分析方 法主要包括范例推理评价法、专家系统等; 非确定分析方法主要包括模糊综合评价法、可靠度评价法、灰色系统评价法等。其中,定量分析方法中的极限平衡分析法是目前较为常用的方法,该方法具有模型简单、计算公式简捷、可以解决各种复杂削面形状、能考虑各种加载形式的优点,因此得到广泛的应用。 、边坡稳定性的基本概念 边坡系指具有倾斜坡面的土体。由于土坡表面倾斜,在本身重量及其他外力作用下,整个土体都有从高处向低处滑动的趋势,如果土体内部某一个面上的滑动力超过土体抵抗滑动的能力,就会发生滑坡。在工程建设中,常见的边坡失稳破坏有两种类型: 一种是天然边坡由于水流冲刷、地壳运动或人类活动破坏了它原来的地 质条件而产生失稳破坏,通常用地质条件对比法来衡量其稳定的程度; 另一种是人工开挖或填筑的人工土坡,由于设计的坡度太陡,或工作条件的变化改变了土体内部的应力状态,使局部地区的剪切破坏,发展成一条连贯的剪切破坏面,土体的稳定平衡状态遭到破坏,因而发生边坡失稳破坏,本章主要讨论后一种边坡的稳定性问题。 在工程设计中,判断边坡稳定性的大小习惯上采用边坡稳定安全系数来衡量。 最初的安全系数概念来源于极限平衡法中的条分法,是用滑裂面上全部抗滑力矩与滑动力矩之比来定义的,20世纪50 年代,毕肖普等明确了土坡稳定安全系数的定 义,将土坡稳定安全系数芦,定义为沿整个滑裂面的抗剪强度Tf与实际产生的剪 应力,之比,即

高填方路堤的稳定性及控制措施

公路路堤的稳定性一般指边坡的稳定性。其稳定性分析常采用极限平衡原理的近似分析法引起失稳的根本原因在于土体内部某个面上的剪应力达到或超过它所能提供的抗剪能力,使稳定平衡遭到破坏。在软土地基上,评价边坡稳定性的方法可分为两大类。一类是首先建立土体的本构关系,应用有限元等数值解法,求出土体各单元的应力和变形,然后通过某些间接的途径来评价地基及边坡的整体稳定性。这类方法的优点是可以比较正确地模拟土的土性参数,参数测定及分析计算均比较复杂。其最大的缺点是不能直观地与潜在滑动面及边坡的整体稳定安全系数建立直接联系,缺少一个为工程界普遍接受的合理评价标准。另一类方法是直接与潜在滑动面相联系的方法,包括滑移场法、塑性极限分析法、变分解法和静力极限平衡法等,其中在工程中得到广泛应用的为静力极限平衡法。 一般路堤,其边坡的长度远大于高度和宽度,而滑坡体沿长度方向的范围是不确定的。滑坡体两端对土体的滑动虽有阻力,但对土体稳定性的影响目前还很难正确确定。为此,通常在分析软土地基和边坡的稳定性时,不考虑滑动土体两端阻力的影响,而将其简化为平面应变问题。 影响高填方路堤稳定性的主要因素 路堤自身压缩引起沉降 当路堤填土压实度不足或路基填料为不良土质时,路堤本身会产生竖向压缩变形而引起沉降。对高路堤而言,即使压实度和路基填料均满足要求,但由于在土中仍存在空隙,在雨水渗流或毛细水压及上部荷载的作用下产生竖向压缩变形。若这一变形有很大部分在工后发生,则路面的损坏不可避免。地基的固结沉降和失稳破坏 当地基为软基、特别是软基较厚 时,其固结沉降需要一定的时间才能完 成。若面层施工前,地基固结沉降尚未 完成,则其较大的工后沉降就会引起路 堤和路面的损坏。对高路堤而言,软基 的概念仅仅是相对的。同样的地基,在 低填方为良好地基,但在高填方较大填 土荷载作用下,却可能表现为类似于软 基的固结沉降,甚至失稳破坏。 填方体强度不足或填料的不均导 致的差异沉降和边坡不稳定 路堤边坡为永久性边坡,为节约 土地和资金,将边坡坡率尽量取大值, 但这样既降低了边坡的稳定性,又增加 了边坡压实的施工难度。对高路堤而 言,尽管填土的足够强度能满足路基稳 定的要求,但路堤边坡潜在的滑动面仍 使边坡存在滑动的趋势,特别在雨水渗 流或冲刷的作用下,这一现象更为明 显,从而引起高路堤的较大侧向位移或 沉降。另外,在分层碾压过程中,设备 不能靠近路基边缘,加之边坡部位的失 水和浸水性都较高,较难控制土基最佳 含水量,造成边坡部位很难达到设计压 实度。特别在大型机械的动载加压下, 边坡土体易产生横向蠕动,并沿坡面方 向产生位移。这样不但降低了压实度, 而且在边坡内部会产生纵向裂隙,填方 越高,此现象越严重。路堤完工后,在 雨水渗入或毛细水作用等影响下,使纵 向裂隙由边坡转化并连续向公路中线方 向发展,造成路堤纵向裂缝并下沉,尤 其路肩部位最为严重。 排水或防水设施不当 在雨季或洪水期间,填筑体受到 雨水的长时间浸泡,或是路堤自身被洪 水冲毁破坏,排水设施不全或设计不 当,将会导致路堤填土和路基土含水量 增加,引起土质松软、强度降低、边坡 坍塌等问题,在有冻融循环的地区还会 产生冻害。 外荷载的作用 由于填方体高度与坡度的设计不 当或不合理,以及特大型装备运输荷载 的作用,使填筑体和路基承受了远远超 出当初设计计算时的允许荷载作用,导 致填筑体开裂或失稳破坏。 控制高路堤稳定的措施 要控制高路堤的稳定,必须针对 具体情况采取相应的处理措施。若地基 的固结沉降不能满足要求,必须对地基 进行处理。若地基情况良好,则要选择 合适的填土材料,采用相应的压实方 法、压实度标准和检测手段。若高路堤 沉降的不稳定是由边坡的原因所引起, 则在路堤的填筑过程中应采取一定的措 施来保证边坡的稳定,例如控制分层筑 厚度,选用合适的压实机械等。 在高路堤施工过程中,为及时了 解高路堤的稳定变化情况,必须采取一 些必要的监测手段,如高路堤的沉降监 测、侧向位移监测等,通过这些监测及 时了解高路堤的沉降变化规律,明确高 路堤稳定的因素,并闻声顾客要取相应 的处理措施。在使用过程或施工过程 中,路基出现失稳或显示失稳征兆时, 应该详细调查地形、地质,了解设计和 施工等方面的问题,对坡体变化和滑动 面情况进行及时的观察,并进行必要的 试验,以便分析路基失稳原因,从而制 订出合理有效的防治措施。 削坡、减重和反压 当挖方边坡的坍塌范围不大时, 可采取清除坍方并削坡减缓坡度的简单 方法进行处理。削坡时,不要过多地切 割坡体底部的支撑部位, 以免引起坡 体的失稳。直接削坡当然最简单, 但 需要以减少路基宽度为代价, 否则需 拓宽坡脚, 使占地面积和土方量均加 大。台阶状削坡实际上是一种减载措 高填方路堤的稳定性分析及控制措施 文/杜 昱 2012年第3/4期147 (2月)《交通世界》

葛洲坝水利枢纽二号船闸叠梁门有限元分析

第31卷 第3期2009年6月三峡大学学报(自然科学版) J of China Three G orges Univ.(Natural Sciences )Vol.31No.3J un.2009 收稿日期:2009203224 基金项目:湖北省教育厅自然科学研究计划重点项目“水轮机重大焊接部件振动时效工艺参数研究” (2004D002)通讯作者:付建科(1958-),男,副教授,硕士生导师,主要研究方向为大型金属结构设计与计算分析、大型金属结构制造技术、残余应力调 控技术. 葛洲坝水利枢纽二号船闸叠梁门有限元分析 付建科1 雷小平1 范万里2 (1.三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌 443002;2.安徽省水利水电勘测设计院,合肥 230001) 摘要:针对葛洲坝水利枢纽二号船闸新设计的叠梁门,按照《水利水电工程钢闸门设计规范》,采用 大型有限元软件ANS YS 进行了三维线弹性有限元分析,从强度和刚度方面进行了评价,为该新叠梁门的设计提供了重要的参考依据.关键词:葛洲坝水利枢纽; 叠梁门; 有限元法中图分类号:TU31 文献标识码:A 文章编号:16722948X (2009)0320022203 Finite Element Analysis of Stoplog of N avigation Lock No.2for G ezhouba H ydraulic Project Fu Jianke 1 Lei Xiaoping 1 Fan Wanli 2 (1.College of Mechanical &Material Engineering ,China Three G orges Univ.,Y ichang 443002,China ; 2.Anhui Survey &Design Instit ute of Water Conservancy &Hydropower ,Hefei 230001,China ) Abstract Three 2dimensional linear elastic analysis of t he new stoplog of navigation lock No.2for Gezhouba Hydraulic Project was made wit h ANS YS software according to t he water conservancy and hydropower p ro 2ject design specifications of steel gate.The rationality of design is evaluated from it s intensity and stiff ness ;and t he result s p rovide important reference to t he reformed design of t he stoplogs.K eyw ords Gezhouba Hydraulic Project ; stoplog ; FEM 葛洲坝水利枢纽工程自建成以来已运行近30年,是三峡工程开工前我国最大的一项水电工程.大坝建有3座大型船闸,其中二号船闸是目前世界上少数巨型船闸之一,该船闸上闸首设置有一叠梁门和事故检修门用于上闸首挡水(如图1所示).其中叠梁门为箱形结构(如图2所示). 由于三峡大坝的修建,葛洲坝库容水位发生变化,致使叠梁门处的最低水深下降,影响了船舶的正常行驶,因此需对该叠梁门进行重新设计,将原3m 的高度降为2m.为了确保新设计的叠梁门安全可靠,经济合理,必须对其进行深入细致的分析和计算. 文章采用大型有限元软件ANS YS 分析计算了新叠梁门结构在设计水头下的应力和变形.同时依据《水利水电工程钢闸门设计规范》对新叠梁门结构进 行了传统计算,有限元分析结果与传统计算结果非常吻合,为该叠梁门的设计提供了重要的参考依据. 1 叠梁门有限元模型的建立 1.1 叠梁门基本参数 该叠梁门载荷跨度34.48m ,计算跨度35.00m ,设计水头12.00m ,动力系数1.2.1.2 叠梁门有限元模型单元选择 叠梁门结构在上游水压作用下将发生弯曲、扭转、剪切和拉压组合变形[1],因此建模时根据叠梁门各部位受力、变形和构造特点,将面板、隔板和腹板等处理为板壳单元.

边坡稳定有限元分析

边坡稳定有限元分析 本例将演示如何使用有限元方法分析边坡稳定性并计算其安全系数。 任务 首先,分析无超载作用下的边坡稳定性,然后分析在大小为q=35.0kN/m2的条形超载作用下的边坡稳定性,最后为边坡施加预应力锚杆,并分析其稳定性。边坡的几何尺寸(包括各点的坐标)如下图所示。 图25.1 边坡几何尺寸(多段线上各点的坐标) 土层剖面包含两种类型的土,其参数如下: 表25.1 岩土材料参数列表

计算 我们使用“GEO5岩土工程有限元分析计算模块”(以下简称“有限元模块”)(v18版)来分析该问题。下面为建模和分析步骤: -建模阶段:分析设置和几何建模 -工况阶段[1]:分析边坡无超载作用时的稳定性 -工况阶段[2]:分析加入超载后边坡的稳定性 -工况阶段[3]:分析加入锚杆后边坡的稳定性 -结论 建模阶段:分析设置和几何建模 在分析设置界面中设置“分析类型”为“边坡稳定分析”,保持其他选项不变。 图25.2 【分析设置】界面 注:选择“边坡稳定分析”时和选择“应力应变分析”时的设置以及建模过程几乎完全一样。在【分析】界面点击“开始分析”按钮即可以分析并计算边坡的安全系数。在“有限元-边坡稳定分析”模块中,各个工况阶段之间是相互独立的,即当前工况阶段的分析结果不受上一工况阶段分析结果的影响。 下一步,设置全局坐标范围。设置的坐标范围要足够大,这样才能使得所要分析的区域不受边界条件的影响。对于该算例,设置全局坐标范围<0m, 40m>,设置底边界距离多段线最低点距离为10m。 设置各个多段线和土层剖面,其参数如下表所示。 图25.3 全局坐标对话框

表25.2各多段线及其节点的坐标列表 设置各个岩土材料的参数并将其指定到相应的分区。在本算例中,我们选择Drucker-Prager(DP)模型(见注)。设置两种岩土材料的剪胀角ψ均为0°,即当材料受到剪力作用时,其体积不发生改变。 注:分析边坡稳定性时,必须选择非线性弹塑性模型作为岩土材料的本构模型,因为在边坡稳定分析过程中岩土材料会产生塑性应变,且塑性应变的产生是和岩土材料的强度参数c和φ相关的。 在本算例中,我们选择Drucker-Prager作为本构模型,该模型和经典的莫尔-库伦模型相比,允许产生更多的塑性应变。在本章的最后,将给出不同本构模型下计算得到的安全系数的对比。 图25.4 添加岩土材料对话框

高陡黄土边坡稳定性分析

高陡黄土边坡稳定性分析 边坡稳定性分析一直是地质工程的重点研究课题之一。本文介绍了边坡稳定性分析的一般方法,并对各方法的基本假设条件做了比较,阐述了各方法的应用范围。文章以某建筑工地高边坡为例,应用简布法(Janbu)对高边坡做了稳定性分析,并提出基本的工程处理建议。 标签:边坡简布法稳定性分析 在黄土高原地区,为了争取更多建设空间,一些工程建设会对山体原始地貌进行改造,从而出现山体高边坡。边坡稳定性分析一直是人们研究的重点课题之一。 1边坡的基本定义 在岩土工程或地质工程研究领域,所谓“边坡”一般指自然斜坡、河流水岸坡、台塬塬边、崩滑流堆积体、以及人工边坡(交通道路、露天采矿、建筑场地与基础工程等所形成)等坡体形态的总称。对于土质边坡高度大于20m、小于100m 或岩质边坡高度大于30m、小于100m的边坡,这些边坡称为高边坡。 2边坡的稳定性分析方法 边坡稳定性分析与评价的目的,一是对与工程有关的天然边坡稳定性作出定性和定量评价;二是要为合理地设计人工边坡和边坡变形破坏的防治措施提供依据。 极限平衡法在工程中应用最为广泛,这个方法以摩尔—库仑抗剪强度理论为基础,将滑坡体划分为若干条块,建立作用在这些条块上的力的平衡方程式,求解安全系数。刚体极限平衡分析方法很多,在处理上,各种条分法还在以下几个方面引入简化条件:(1)对滑裂面的形状作出假定,如假定滑裂面形状为折线、圆弧、对数螺旋线等;(2)放松静力平衡要求,求解过程中仅满足部分力和力矩的平衡要求;(3)对多余未知数的数值和分布形状做假定。基于该原理的方法很多,如条分法、圆弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡传递系数法等。极限平衡理论边坡稳定性分析方法基本条件的比较见表1。 3工程实例分析 3.1工程基本概况 某建筑场地南侧边坡总体高约80m,长约120m,下部宽约220m,上部宽约110m,坡比为1:1,共7级,每级约10m,马道宽约2~3米。边坡表层离石黄土结构疏松,孔隙较大,在降雨和地震条件下,易发生黄土体内圆弧滑动。

JBT10375-2002焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求

JB/T10375-2002焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求 jb/t10375-2002——焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求 焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求 2002-12-27发布2003-4-1实施 1 焊接构件振动时效工艺参数选择及技术要求 1 范围 本标准规定了焊接构件振动时效工艺参数选择、技术要求和振动时效效果的评定方法。 本标准适用于碳素结构钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金熔化焊焊接构件的振动时效处理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。jb/t5925. 2 机械式振动时效装置技术条件 3 术语、符号 3.1 激振点exciting point 振动时效时给构件的施力点称为激振点。 3.2 支撑点support point 为了对构件进行振动时效而选择的支撑构件的位置。 3.3 动应力dynamic stress 激振力引起构件谐振响应时,在其内部产生的

应力称为动应力。矢量,符号为σd(幅值),单位为(mpa)。 3.4 共振resonance 当激振力提供的周期性激振力的频率与系统固有频率接近或相等时,构件的振幅急剧增大的现象为共振。 3.5 振型vibration mode 共振时,构件表面上所有质点振动的包络线(面),即为振型,包括弯曲、扭转、扭曲、钟振型和鼓振型。 3.6 节点(节线)node, node line 振动时效时,构件振幅最小处称为节点(节线)。 3.7 主振频率principal vibration frequency 在激振装置的频率范围内,引起构件谐振响应的频率中,频率低、位移幅大的频率称为主振频率。 3.8 附振频率additional vibration frequency 除主振频率以外的其他频率。 3.9 扫频frequency sweep 固定偏心,将激振力的频率由小调大的过程,称为扫频。 3.10 扫频曲线the curve 随着频率的变化,构件振动响应发生变化,反映振动响应与频率之间的关系曲线称为扫频曲线。如a—f称为振幅—频率曲线,a—f称为加速度—频率曲线;而振动时效装置绘制的是加速度—转速(a—n)曲线。其中:a表示振幅;a表示加速度;f 表示频率;n 表示电机转速。 3.11 时效曲线aging curve 在确定的振动频率和激振力下,对构件进行振动处理所得到的加速度—时间曲线,其标记为a—t。其中:a表示加速度;t表示时间。 3.12 振动焊接vibratory welding 在小激振力作用和亚共振频率下,引起构件微小谐振的同时,进行焊接的工艺操作过程。 3.13 频率分析frequency

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