桥台背路基受强夯振动力作用的模型试验研究

针对桥台背路基强夯处理问题开展了模型试验研究 .基于几何相似、运动相似及动力学相似原理设计模型桥台及夯击功能 ,在桥台上布设了应变计、位移计及加速度计 .通过对桥台背路基不同布设夯点的方式进行强夯试验 ,研究了桥台上应变、位移和加速度分布规律以及桥台的永久变形及其累积规律 ,为工程设计与施工提供了参考依据     

基坑底强夯离侧壁距离对其稳定性影响

利用ABAQUS有限元软件,针对工程实例,采用数值模拟基坑底强夯处理时产生的冲击波因夯锤离侧壁距离不同对侧壁稳定性的影响进行了研究。结果表明:随着夯击次数的增加侧壁的塑性应变先增大后趋于水平;随着夯击点离侧壁距离的不断扩大,侧壁底部和顶部的竖向位移都在不断减小,而水平位移先减小后增大再减小。     

土工格栅加筋土柔性桥台结构性能的试验研究

基于静载作用下加筋土柔性桥台结构工作性能的试验研究,综合对比分析桥台基础距下部挡墙面板的距离D对柔性桥台结构极限承载力、下部挡墙变形特点、筋材应变和土压力的影响。试验结果表明：当下部加筋挡墙中筋材长度为整体桥台高度时,桥台结构极限承载力随偏移距离D增加呈现先增加后减小趋势,且在D为0.4H_L(H_L为下部挡墙高度)时达到最大值;加筋柔性桥台整体结构加载至破坏前一级载荷时,桥台基础沉降与台背加筋土顶部沉降均呈近似线性变化,且D/H_L为0.4时二者差异沉降最小;挡墙面板顶部的水平位移明显大于中、底部,且挡墙水平位移与挡墙高度比值均小于1%;挡墙中各层筋材应变最大值随D增加而逐渐向远离面板方向发展,且D为0.4H_L时台背加筋土和下部挡墙加筋中筋材的应变相差不大,整体柔性桥台结构工作性能达到最佳状态。     

红砂岩风化土在侧面刚性约束条件下满夯冲击作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩风化土进行室内满夯冲击试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的水平和竖向位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的密度变化.试验结果表明,满夯在侧面刚性约束条件下：越靠近击实筒圆心处,竖向位移增大幅度的均匀性越好,且随着深度的增大而减小的幅度与深度的大小近似成反比关系;夯击后任意位置处的红砂岩风化土颗粒没有发生水平位移;测点离击实筒圆心距离越小,密度随总夯击能增大的幅度越大,反之增大的幅度越小.     

不同高度肋板式桥台受力分析

基于40 m有裂缝运营桥台调查,总结出桥台高度对肋板式桥台的受力影响比较敏感,针对此问题利用Midas/Civil建立肋板桥台高度分别为8 m,10 m,12 m,14 m的40 m跨径桥梁三维有限元分析模型。分析在汽车中载、人群荷载、温度荷载、混凝土收缩徐变作用下肋板桥台结构力学特性。结果表明:作用荷载不变时,随桥台高度增加台帽顺桥向位移逐渐减小,横向应力增幅达3%。     

红砂岩风化土在侧面刚性约束条件下满夯冲击作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩风化土进行室内满夯冲击试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的水平和竖向位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的密度变化。试验结果表明,满夯在侧面刚性约束条件下:越靠近击实筒圆心处,竖向位移增大幅度的均匀性越好,且随着深度的增大而减小的幅度与深度的大小近似成反比关系;夯击后任意位置处的红砂岩风化土颗粒没有发生水平位移;测点离击实筒圆心距离越小,密度随总夯击能增大的幅度越大,反之增大的幅度越小。     

强夯法处理湿陷性黄土地基试验研究

针对工程建设过程中出现的湿陷性黄土地基问题,文章以现场强夯法为基础,配合夯击过程中变形和夯击后地基土试验检测,得到如下结论:强夯法处理湿陷性黄土地基时,随着重锤夯击能量的逐渐增加,地基土标准贯入度逐渐增大,竖向变形逐渐增大,二者均表现为先快速增大,后缓慢增大,夯锤四周一定范围内土地竖向位移呈现先逐渐减小,后反向增大,最后趋于无影响;得到强夯法有效加固深度为4m,夯锤四周受影响土体为8m,经济夯击能量为3000kN·m,经济夯击次数为8次;得到了利用夯击能量分别为2500kN·m和3500kN·m的重锤处理地基后的地基承载力分别为80kPa和160kPa;该试验得到了强夯法处理渠道湿陷性黄土地基的基本参数,可为类似工程提供依据。     

某在施桥梁桩柱式桥台位移原因及处理措施

针对某在施桥梁桥台出现纵桥向位移、支座发生变形等情况,对桥台位移情况进行实测和研究,分别从施工和设计两方面分析了桥台位移的原因;结合有限元分析模拟,研究了管桩贯入挤土效应下土体位移的规律和趋势,从桩基检测、地基处理、桥台处理、台后填土及支座更换等方面,提出了相应的检测和处理方案并总结了经验和教训.     

强夯作用下土体加固效果研究

强夯法具有操作简单、施工周期短、工艺简单等特点，已在国内外得到广泛应用。为进一步研究强夯法加固地基土效果，利用有限元软件模拟强夯施工过程，考虑夯锤及地基土弹塑性本构关系，分析了在不同的夯击能下，土体的竖向位移、动应力、速度、土体塑性区域变化规律。得出如下结论：(1)在冲击荷载下，土体发生弹塑性变形，土体塑性变形主要从夯锤向下呈一定角度扩散，呈苹果形分布，随着夯击时间增加，塑性变形区域也在逐渐增大；(2)土体竖向位移及动应力随深度逐渐衰减且在空间上呈椭圆形分布；(3)随着夯击能增加，土体加固效果也越好。     

基坑底强夯对侧壁稳定性影响的数值模拟研究

为降低强夯施工风险并评估其造成的影响,对某工程基坑侧壁稳定性受强夯振动的影响进行数值模拟。结果表明:随着夯击能和夯击次数的增加,在侧壁底部首先出现塑性区,随后顶部向基坑内滑移并带动土钉发生旋转;夯击能为500kN·m以下的强夯施工不会对基坑的稳定造成影响;当夯击能大于1 000kN·m时,随着夯击次数的增加,基坑侧壁会整体向坑内滑移。通过模拟结果可进行指导施工,并对基坑侧壁稳定性进行有效控制。     

超长孤岛综放工作面煤柱支承压力分布特征研究

为了确定超长孤岛综放工作面巷道煤柱的合理尺寸,采用FLAC3D软件模拟分析了不同长度孤岛综放工作面不同宽度煤柱的支承压力与变形破坏规律。初采期间,大煤柱(宽20m)倾向支承压力整体上随着至巷帮距离的增大而减小;随着工作面推进而增大。小煤柱(宽4～6m)初采期间走向支承压力峰值随工作面推进而增大,且峰值超前煤壁的距离也增大;正常推进期间,随顶板变形逐渐趋于稳定,支承压力峰值降低,但煤柱压力峰值至煤壁前方煤体支承压力影响范围内压力增高。煤柱支承压力峰值超前煤壁一定距离,且此距离随工作面长度加大而减小。加长孤岛综放工作面长度,护巷大煤柱和小煤柱的支承压力均减小,可以减小护巷煤柱宽度。     

强震下梁与桥台碰撞特性及防撞防落梁措施研究

基于强震作用下梁与桥台相对位移及碰撞特性研究,结合桥台缩尺模型振动台试验,明确强震作用下桥台碰撞损伤规律,以及不同防撞防落梁装置对桥台结构动力响应的影响。研究表明：设置防撞垫片会使上部梁体与桥台间最大碰撞力削弱约50%;增加桥台隔震支座刚度,避开地震动卓越周期,可以在一定程度限制上部梁体位移,起到减隔震的效果。拉索式防落梁装置对上部梁体靠近桥台时的位移削弱达63.34%,有效保护桥台背墙;钢板式防落梁装置对桥梁结构上部梁体远离桥台侧的位移削弱达37.53%,有效防止发生碰撞作用和落梁现象;链式防落梁装置对上部梁体远离桥台位移削弱作用达93.98%,但同时也增加上部梁体靠近桥台背墙侧位移,能够有效防止落梁发生。     

基于离心模型试验的路桥变形耦合特性数值模拟研究

基于离心模型试验,采用有限差分仿真法建立路桥过渡段三维数值分析模型。通过数值模拟计算结果和离心模型试验结果的对比分析,证明了所建立的模型可合理预测路、桥台变形耦合特性。数值分析结果表明:①距台背不同位置过渡段路基面沉降均随过渡段地基处理程度的加强而减小,离台背距离越近,路基面的沉降坡度越大;②桥台沉降稳定后再填筑路基有利于减小桥台自身的水平位移及台背处的差异沉降值。填筑时应注意填筑速率,重点关注桥台及过渡段路基的整体稳定性和过度的不均匀下沉,防止地基因填土堆载发生滑动破坏及路基层状几何形态的变坏所引起的路基刚度的急剧下降;③不同地基处理程度情况下路桥衔接处均存在差异沉降,因此,有必要在桥头设置搭板将路桥交界处的台阶式跳跃沉降变成斜坡式连续沉降;④过渡段路基收敛沉降值与桥台的水平位移和倾角成正相关性,在数值计算的基础上提出了台后20m处过渡段路基收敛沉降值这一控制指标,并将台后过渡段填料的容许剪应变引入到过渡段设计中。     

Geotextile encased columns (GEC) used as pressure-relief system. Instrumented bridge abutment case study on soft soil

Geosynthetic Encased Sand Columns (GEC) have been frequently adopted in geo-engineering practice to improve bearing capacity, reduce settlements and accelerate consolidation in saturated soft cohesive ground (e.g. Alexiew et al, 2005; Alexiew et al., 2012; Raithel et al, 2005). The present paper extends these early views by introducing the use of columns to reduce the magnitude of horizontal earth pressures acting on structures adjacent to compaction fills. The monitoring program of a full-scale bridge abutment on soft soil supported by GECs and geogrid reinforced system is described, where field performance is monitored with pressure cells, electrical piezometers, inclinometers and settlement plates. Analytical and numerical analyses have been performed to help on interpreting experimental measurements. The collected database is interpreted to demonstrate that GEC can reduce by up to 50% the horizontal earth pressure over bridge border foundation piles when compared to values predicted for unreinforced ground and demonstrate that the work conformed to acceptable limits of behavior.     

单层平面钢框架预应力索突然失效的动力效应分析

为研究单层平面钢框架结构由于索初始突然破坏引起的动力效应,采用刚度退化法和通用有限元程序,对带预应力索的单层平面框架突然断索行为进行瞬态动力响应模拟分析,考虑了几何和材料的非线性效应。分析结果表明:当结构处于线弹性状态时,框架顶部侧移的动力放大系数最大值为2.0,且随着索失效时间增大而减小;阻尼比、索的预应力和索的直径均对顶部位移动力系数没有显著影响;与失效索同侧的柱端的内力峰值与静止后的内力值相比明显大很多,但轴力峰值与弯矩、剪力峰值不同时出现。     

无衬砌隧道压力拱的变化规律

结合衬砌与围岩的相互作用,分析无衬砌隧道开挖后压力拱的形成过程,根据隧道衬砌后应力位移的分布规律来研究衬砌施工时间对隧道压力拱的影响,得到如下结论:隧道开挖后,不进行衬砌施工,应力重新分布后顶部水平应力和侧边垂直应力增大,顶部垂直应力和侧边水平应力减小;随着时间的发展,形成的压力拱的垂直外界基本不变,垂直内界逐渐减小,水平内外界逐渐减小,压力拱拱体内最大应力均逐渐增大;隧道围岩较好时,衬砌时间选在稳定压力拱形成的时间,而围岩较差时,衬砌时间选在隧道压力拱开始形成的时间。     

Behaviour of steel-box semi-integral abutment bridge considering temperature-earth pressure change

In this study, the behavior of a steel box semi-integral abutment bridge affected by the earth pressure depending on temperature change were analyzed using installed thermocouples, strain gauges, earth pressure meters, and LVDTs, and the behavioral characteristics were evaluated and compared based on the structural analysis. According to the measurement and structural analysis results, the low earth pressure from the abutment was caused by the low height of its abutment and the noncompacted abutment backfilling. Earth pressure, however, did not increase or decrease the strain of the steel box girder or influence the temperature displacement, and such strain and displacement of the steel box girder were similar to the case of pure temperature change without earth pressure. Therefore, it can be thought that the measured semi-integral bridge has been shown to be similar behavioral characteristics to the conventional bridge, and that the earth pressure from temperature changes can be ignored because of their minimal influence to structural behaviors of a steel box semi-integral abutment bridge.     

半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析

为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。