山东省自然科学基金(ZR2010EQ036) 作品数:12 被引量:38 H指数:4 相关作者: 范庆来 郑静 栾茂田 李雪艳 赵海涛 更多>> 相关机构: 鲁东大学 大连理工大学 国家海洋局第二海洋研究所 更多>> 发文基金: 山东省自然科学基金 国家自然科学基金 山东省高等学校科技计划项目 更多>> 相关领域: 建筑科学 交通运输工程 天文地球 水利工程 更多>>
力矩与水平荷载作用下浅基础破坏包络面方程 2012年 为了解决力矩与水平荷载作用下浅基础破坏包络面形状在埋深较大情况下趋于复杂的问题,根据力的平移定理,针对均质和非均质地基上的浅基础,提出了一种搜寻浅基础最优荷载参考点的数值计算方法.基于该方法得到荷载参考点,联合采用swipe加载和固定位移比加载方法进行平面应变有限元分析,得到的二维破坏包络面形状比传统的基于基底中心的包络面趋于对称和简单,给出了浅基础二维破坏包络面的统一数学方程.计算结果表明,该方程能合理描述较大埋深范围内的浅基础在力矩与水平荷载的复合加载情况下的承载性能. 范庆来 郑静 许成顺关键词:浅基础 复合加载 破坏包络面 有限元方法 刚性联接裙板式基础系统的破坏包络面研究 被引量:7 2013年 对于刚性联接裙板式基础系统在竖向荷载V、水平荷载H与弯矩M复合加载条件下的稳定性进行系统的平面应变有限元分析,主要探讨基础间距与宽度之比、地基土不排水抗剪强度的非均质性对于基础系统在不同荷载平面与V-H-M三维荷载空间内的破坏包络面的影响,并与单个基础的相应包络面形状进行对比。对比结果表明,裙板式基础系统的归一化V-H包络面形状与单个基础基本一致,但V-M、H-M包络面形状则出现显著差异。根据有限元得到的裙板式基础系统在单向加载情况下的失稳破坏模式,分别给出竖向、水平及弯矩承载力系数的塑性极限分析上限解。基于计算结果,建议了刚性联接裙板式基础系统的三维破坏包络面方程,该方程可以用来估计给定间距范围内的基础系统在复合加载条件下的承载力。 范庆来 李雪艳 栾茂田关键词:破坏包络面 复合加载 非均质 弧形胸墙结构水动力特性的数值模拟 被引量:3 2013年 针对笛卡尔坐标系下的VOF(volume of fluid)方法无法精确模拟复杂边界的自由表面流动问题,以连续方程和雷诺平均方程为基本控制方程,采用k-ε湍流模型来封闭方程组,修正了基于交错网格的贴体坐标系下的SIMPLE算法来迭代求解压力-速度场,修正了贴体坐标系下的界面跟踪方法,建立了基于BFC-VOF方法求解波浪对弧形胸墙结构作用的数值计算模型.对弧形胸墙结构附近的波面、流场及其所受波浪力等进行了数值模拟.研究结果表明:贴体网格模型能够精确模拟复杂边界的自由表面流动问题,模型计算的弧形胸墙迎浪面所受到的波浪力随着圆弧半径的增大而减小. 李雪艳 范庆来关键词:SIMPLE算法 波浪力 非共面复合加载条件下桶形基础稳定性研究 被引量:9 2013年 采用荷载-位移联合搜索方法,对于饱和软黏土地基上裙板式桶形基础在水平荷载H、力矩M与扭矩T的非共面复合加载条件下的稳定性进行了比较系统的三维有限元分析,主要探讨了在不同荷载空间内桶形基础的破坏包络轨迹。在分析中,地基土服从基于Tresca屈服准则的理想弹塑性本构关系。计算结果表明,与传统共面复合加载情况相比,非共面复合加载条件下桶形基础的破坏包络面形状有较大差异。非共面复合加载情况下,包络面形状不依赖于基础埋深比,可用简单的圆或椭圆方程进行描述。根据有限元计算结果,将已有的三自由度破坏包络面方程扩展到六自由度复合加载空间内,进而初步建议了一个六自由度破坏包络面方程,并对于实际工程中常用的桶形基础埋深比,给出了方程中偏心度参数取值的确定方法。该方程可用来合理评价复杂荷载条件下软黏土地基上桶形基础承载力。 范庆来 赵海涛 郑静 于晓关键词:软黏土 破坏包络面 力矩与水平荷载联合作用下裙板式基础破坏包络面研究 被引量:4 2011年 联合采用swipe加载模式、固定位移比与固定荷载比加载模式,对于裙板式浅基础在水平荷载与力矩荷载的复合加载条件下的承载性能进行比较系统的平面应变有限元分析,主要探讨了裙板式基础埋深、地基土不排水强度的非均质性对于基础破坏包络面的影响,揭示了地基在水平和力矩荷载的不同组合条件下的失稳破坏机制。同时,对于两种swipe加载模式的有效性进行了比较。计算结果表明:对于非均质土,当裙板式基础埋深与宽度之比大于0.3时,破坏包络面产生正方向倾斜;当埋深与宽度之比小于0.3时,基础的破坏包络面出现负方向倾斜。而在均质土中,基础的破坏包络面没有出现负方向倾斜。 范庆来 邓建俊 周爱军 栾茂田关键词:破坏包络面 复合加载 有限元分析 非均质 扭剪荷载作用下桶形基础与土相互作用机理模型试验 被引量:5 2013年 基于室内模型试验分析方法,研究不同长径比的桶形基础结构在扭剪荷载作用下的破坏机理.结果表明:模型试验与数值计算结果吻合较好;随着扭剪荷载施加量的增大,桶形基础旋转角度不断增加,两者近似直线变化;荷载量急剧变化,旋转角度增幅迟缓;当扭剪荷载达到某一值时,荷载量增加缓慢,旋转角度急剧变化,两者近似直线变化.研究结果还表明:桶体内、外壁土压力分布均为对称形式,并且桶体内壁土压力大小由桶顶部向底部逐渐增大,桶体外壁土压力基本相同;桶形基础在扭剪荷载作用下,地基底部形成圆环剪切破坏,桶体周围以桶轴线为中心,产生旋转剪切变形,逐渐向周围扩散. 武科 马明月 范庆来 陈榕 郝冬雪关键词:桶形基础 模型试验 土压力 有限元 现浇薄壁筒桩竖向荷载机理研究 2013年 近年来,现浇薄壁筒桩在高速公路、铁路、水利工程等方面得到了很好的应用,但竖向承载力的复杂性制约了它的发展。通过6根单桩和一组四桩复合地基的竖向静载荷试验,得到了现浇薄壁筒桩的承载力规律。同时利用有限元方法对现场情况进行模拟,得到了与试验结果基本一致的结论,并揭示了摩阻力的分布等无法通过静载试验得到的结果。通过试验结果和有限元结果的对比分析,可以基本确定薄壁筒桩的竖向荷载传递机制和规律,从而为薄壁筒桩的设计、施工提供依据。 宫秀滨 范庆来 卢建平关键词:薄壁筒桩 静载试验 有限元分析 荷载传递机制 复合加载模式下海上风机圆形浅基础亚塑性宏单元模型 被引量:4 2014年 海上风机基础不但承受着上部结构传来的竖向荷载、风浪等引起的水平荷载与弯矩,还承受着叶片等旋转机构传来的扭矩。基于亚塑性本构理论框架,引入相应的圆形浅基础广义屈服面函数及塑性势函数,构建了一个六自由度复合加载模式下砂土地基上海上风机基础宏单元模型。为了能够合理描述循环加载条件下基础的宏观力学响应,该模型将等效粒间应变概念引入到广义力与其对应位移关系中。通过对已有模型试验结果的数值模拟,在一定程度上验证了提出的宏单元模型的合理性。 范庆来 郑静关键词:海上风机 复合加载 砂土 宏单元 软土-结构界面接触对大圆筒导堤力学响应的影响 2013年 采用改进剑桥弹塑性动力本构模型,考虑了结构与地基之间的界面接触效应,对循环波压力作用下软土地基与大圆筒结构物耦合系统进行了弹塑性有限元分析。 侯宏伟 范庆来关键词:波压力 复合加载条件下沉箱基础稳定性的三维效应 被引量:3 2011年 联合采用swipe加载模式与固定位移比加载模式,对于吸力式沉箱基础在水平荷载H与力矩M的复合加载条件下的稳定性进行比较系统的三维有限元分析,主要探讨了基础埋深与直径之比、地基土不排水强度的非均质性对于基础在H—M荷载空间内的破坏包络轨迹的影响,揭示了地基在不同荷载分量组合条件下的失稳破坏机制,并与平面应变假定下得到的结果进行了比较。计算结果表明:平面应变与三维情况下基础的破坏包络面形状有较大差异,分析基础稳定性时,必须考虑其三维效应。在三维情况下,非均质土中埋深与直径之比较小的基础的破坏包络面仍然会向负方向倾斜,已有的包络面方程明显高估这种情况下沉箱基础在正向水平荷载与力矩联合作用下的承载力,从而导致基础设计偏于不安全。 范庆来 李璞晟 倪宏革 栾茂田关键词:破坏包络面 复合加载 非均质