浅谈用adina软件对庆阳地区黄土窑洞的模拟计算与分析

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1、兰州理工大学硕士学位论文用ADINA软件对庆阳地区黄土窑洞的模拟计算与分析姓名：许方义申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：米海珍20100501硕士学位论文摘要窑洞是中国黄土地区极具特色的民居形式，具有节能、节地及环保的良好性能，是一种典型的绿色建筑，至今仍有大量的居住者，且环保优势R益突出。历史上窑洞的尺寸较小，居住具有一些不便，目前窑洞建筑己被居住者不断改进，尤其在其尺寸方面以较宽敞为主要改进因素，由此，其安全性和稳定性就成为一个必须回答的问题。窑洞的安全性和{急定性受j￡体积尺寸、土质性能及衬砌措施的控制。本文以庆阳地区为例，通过实地考

2、察窑洞形式，采取土样试验并收集当地大量土质参数，利用有限元工程软件ADINA进行了模拟计算工作。文中拟定了四种尺寸的窑洞，土质参数选取该地区的常见范围值，以期得到其应力和变形的一些规律和可供工程参考的量化数据。计算结果表明：窑洞的最大应力出现于窑腿的底脚处和窑侧的拱脚处；竖向最大位移出现于窑顶中点。山此推断这些部位是窑洞最早(或最易)发生破坏的关键点。土质参数对窑洞受力的影响粘聚力C值居首，随着C值的增大，关键点处的应力值减小，而内摩擦角由对受力的影响则相对较弱。开挖尺寸影响剧烈，较小的宽度和进深均有利于窑洞整体安全与稳定。另外，对窑洞做衬砌处理后

3、，其应力可以降低一个数超级，变形可减少10％一35％，安全性明显提高，所以，在窑洞增大尺寸后(棚对f上lI{=纪80年代的窑洞Jt寸)，做衬砌处理应成为必要的j=萏施。关键词：黄土窑洞：位移：应力：ADINA用ADINA软件对庆阳地

4、叉：黄十窑洞的模拟计算与分析AbstractCaveisatypeofextremelycharacteristicinhabitancyforminchineseloessregion，itpossesssuper-performanceofenergy-saving，land-savingandpor—enviro

5、ment，itisatypicalofgreenarchitecture．Today,cavestillhaveplentyofhabitants，andit'ssuperiortyofpro—enviromentisalsoincreasinglyprominent．Asit’ssmallsizealwayscauseinconvenicencesduringusinginthepast，ithasbeimprovedbytheresidents，mainlyinthesizeaspects．SotheSecurityandStabilityof

6、thecavehasbecomeakeyproblem．TheSecurityandStabilityofthecaveiscontrolledbyit’ssize，soilproperiesandliningmeasures．AstheresearchobjectofQingyangdistrict，thisarticlesimulatedandcaluclatedcavebyusingthefiniteelementengineeringsofewareADINA，anddonesoiltestsandcollectedmanysoilpara

7、metersofthelocalloessbyinvestigationofthecaveforms．Inordertogetdisciplineandquantitativedataofcave’sstressanddisplacement，thearticalgivefourkindsofcave’ssize，andchoosecommonvaluesofthelocalloessasthesoilparameters．Theresultsshownthatthemaximumstressappearedatthecave’slegfeetan

8、dcave’ssidearch—foot，themaximumverticaldisplacementappearedatthemid—pointofcavetop．Thusinferthatthesepositionsarekeypansofcave，whichdamagedearlier．Inallofthesoilparaments，theCohensionisthefirstfacts，withtheincreaseofCohension，thestressdecreased，andtheinternalfrictionangle’Saff

9、ectisrelativelyweak．Theaffectofsizeissevere，smallerwidthandde