深厚淤泥地基海堤与跨海大桥交叉安全影响分析

针对沿海地区深厚淤泥地基上新建海堤对交叉段沿海跨海大桥负摩阻力影响的问题,基于大型有限元计算软件,首先研究了海堤结构、桥梁结构的先后施工次序,提出采用先堤后桥的施工顺序,并分别取土石堤至桥墩桩基之间距离为50、100、150、200、250m进行计算,发现当土石堤至桥墩桩基之间距离为150m时,桥墩水平变位10mm、竖向变位18.3mm、桥桩最大拉应力0.7 MPa,均满足相关规范要求,即对大桥桥墩两侧各150m范围内采用特殊的桩基框架肋板结构海堤衔接,最后通过分析实际沉降监测资料数据,认为该结构保证了大桥的整体安全,达到了预期效果。     

串场河防洪闸群桩基础施工期仿真分析

串场河防洪闸建在覆盖层较厚的软土地基上,为防止基础不均匀沉降过大、增强闸基础稳定性和运行安全性,采用管桩方案加固基础.采用基于三维快速拉格朗日算法的FLAC3D程序对该闸施工期上部结构、群桩和地基共同作用机理进行数值仿真模拟,探讨了地基沉降及桩承载力分布规律.计算结果表明,施工期群桩基础的应力分布和不均匀沉降处于合理范围,桩顶反力满足承载力设计要求,基础不均匀沉降与现场观测资料基本吻合,可为工程设计和施工提供技术指导,同时说明FLAC3D软件在大型群桩基础分析具有可行性与可靠性.     

桥梁工程跨堤布置与防洪影响研究

为了解桥梁工程跨堤布置对两岸防洪堤及河道防洪的影响,基于概化的数值渠道,采用MIKE21二维水流数学模型,分别从桥墩近堤距离、桥墩轴线布置及桥墩墩型设计三方面设定不同的河道参数及墩堤布置情况,模拟分析了近堤水流流速和墩堤间局部流场变化情况,揭示了不同情形下近堤流速及流场变化的规律,研究了其对河道防洪的影响。结果表明,桥梁跨堤、桥墩近岸布置时,增大近堤距离、减小桥墩轴线与河道岸线夹角和采用单一矩形壁式墩型均可减小对河道岸坡稳定及防洪安全的不利影响。     

基坑降水对邻近桥下道路的影响及防治措施

某基坑开挖降水导致邻近桥下道路产生了较大的不均匀沉降,影响行车安全。采用Midas GTS软件建立该基坑施工的数值仿真模型,考虑地下水渗流对沉降的影响,分析基坑开挖降水对道路的影响机制及沉降控制措施。结果表明,当降水深度超过6m时,邻近桥下道路开始出现沉降,桥墩承台与道路过渡段的不均匀沉降尤其明显,且随着施工的推进,道路路面沉降变大,影响范围变广。为防止道路进一步破坏,采用土工格室加筋处治道路不均匀沉降问题。实际沉降观测表明,采用土工格室加筋法处治后,道路沉降速率降低,防治效果较为明显。     

钱塘江北岸深基坑工程对城市防洪堤的影响分析

以沿江大道基坑工程为例,基于道路基坑设计及地质勘察资料,采用瑞典圆弧法、公式法、有限元模型计算等方法,分析了基坑开挖对防洪堤现状及拟建防洪堤的影响.并对工程施工提出了合理化建议和安全防范措施.结果表明,施工期拟建堤防整体抗滑安全系数及基坑渗透稳定满足规范要求,基坑外及堤身土体变形沉降、堤身土体应力等满足安全要求.     

过灰堤盾构电力隧道实测沉降规律和机理分析

  [目的]  根据灰堤实测沉降数据分析了实测沉降与一般规律的异同点，研究了灰堤沉降的规律和机理。  [方法]  介绍了盾构施工引起沉降的一般规律，通过盾构掘进穿越灰堤实测沉降曲线研究了灰堤沉降规律，并与数值模拟沉降规律、一般规律做了对比分析，分析了灰堤沉降突变原因，得出了灰堤沉降机理。  [结果]  研究表明:灰堤抛石块头较大且不均匀，粘结力差、空隙大，隧道开挖时很难均匀开挖，容易造成超挖和欠挖现象，这是灰堤沉降与一般沉降规律差异原因所在；盾构机过后各测点同时向隧道掌子面方向快速滑移，有外部因素引起地层变形突变，实测规律与一般规律明显相悖；灰堤抛石重组，导致地层向掌子面滑移，得出灰堤地表沉降机理，表明灰堤加固对盾构安全施工至关重要。  [结论]  研究成果可为其他类似工程提供参考。     

考虑空间变异性的加高培厚堤防沉降预测与敏感性分析

为量化空间变异性对加高培厚堤防(加培堤)的最终沉降量和沉降稳定时间的影响,采用有限元分析法开展几何形状空间变异性和土体参数空间变异下加培堤的沉降预测,并利用现场监测资料验证了有限元模型的有效性。在此基础上,分析了加高高度、培厚厚度、孔隙比和渗透系数的空间变异对加培堤沉降预测的影响。结果表明,空间变异性对加培堤沉降预测有明显影响;对最终稳定时间的敏感程度依次为:渗透系数孔隙比加培宽度加高量;对最终沉降量的敏感程度依次为:培厚量孔隙比加高高度渗透系数。研究成果可为合理的不均匀沉降控制与路面铺设时间安排提供参考。     

白河倒虹吸工程施工期及充水试验期安全监测分析

白河倒虹吸工程是南水北调中线一期工程中的重要一段,其安全性关系到整个输水工程的安全性及附近人民的生命财产安全,为此有必要对白河倒虹吸工程进行充水试验测试及安全监测。在了解白河倒虹吸工程概况及施工组织情况下布置了白河倒虹吸工程安全监测项目,并分析了白河倒虹吸工程自施工期到充水试验期的监测资料。分析结果表明,施工期各测点测值受施工组织工况影响较大;充水试验期,各测点测值受水荷载影响较大。以上研究成果可为类似工程的监测布置与设计提供参考。     

基于IDA法和Pushover法的墩—桩结构整体抗震性能研究

针对以往大都以单墩为模型进行桥墩抗震性能分析的问题,以墩—桩整体结构为计算模型,考虑动水压力的影响,分别采用增量动力分析方法和静力弹塑性分析方法分析了某跨海大桥的整体抗震性能,得到了桥梁结构的基底剪力—墩顶位移关系曲线,并以增量动力分析方法的结果为基准,研究了静力弹塑性分析方法用于墩—桩结构抗震设计的可靠程度。结果表明,静力弹塑性分析方法可准确、简明地评估桥梁结构的抗震性能,可满足工程要求。     

金佛山混凝土面板堆石坝应力变形三维有限元分析

以重庆市金佛山混凝土面板堆石坝为例,采用邓肯—张E-B非线性弹性模型对其进行了静力三维有限元应力—应变分析。结果表明,施工期和蓄水期坝体沉降量分别为71.55、73.75cm,占最大坝高的0.65%和0.67%;面板和趾板的压应力和拉应力均小于混凝土的抗压与抗拉强度;面板最大沉降量分别为0.38、0.64cm,且位于面板中部;施工期面板顺河向水平位移朝向上游,最大值仅为0.14cm;蓄水后面板顺河向水平位移朝向下游,最大值为1.09cm;垂直缝和周边缝的变形量较小,均能满足设计要求。     

某高耸进水塔地基处理方案优选

针对新疆地区某水电站高耸进水塔地基不能满足上部结构要求的问题,采用PKPM软件中桩筏有限元计算模块和ADINA有限元软件,对高耸进水塔三种地基处理方案进行了计算分析。结果表明,桩基础、深齿墙+桩基础、无桩深齿墙三种方案均满足上部结构承载的要求;通过对比三种方案五个工况下的最大沉降量、应力及安全性等,并结合该高耸进水塔的项目特点,最终推荐选择无桩深齿墙方案。     

配筋和填筑顺序对三板溪堆石坝的影响

采用有限元数值分析方法和引入邓肯-张E-B非线性弹性模型，对三板溪堆石坝的坝体变形、施工顺序和面板配筋进行了详细分析，由于坝体次堆石区的填筑料远比主堆石区差，导致下游坝体的水平位移大于上游坝体，最大垂直沉降区域偏向于下游坝体；实际坝体填筑顺序有助于减少坝体向下游的水平位移，加速次堆石区在施工期的沉降，从而减轻坝体沉降对面板的影响；双层配筋方案能大大改善面板的应力应变状态，减少面板的结构性裂缝，同时还能减少面板表面的温度裂缝。     

深水桥墩地震动水压力对大桥地震响应的影响分析

针对现行规范中桥墩总动水压力计算公式存在的不足,提出了考虑动水压力后桥墩随水深分布的计算公式,并在有限元计算模型中采用附加质量方法来考虑地震动水压力的影响,计算了某连续钢构桥的地震时程响应,比较了不考虑、考虑动水压力两种情况下桥梁地震响应的计算结果。结果表明,无论从位移还是内力来说,考虑动水压力后的地震响应均有较大增幅,因此在深水桥墩计算中必须考虑地震动水压力。     

基于能量法的动水压力与冲刷作用下桥墩结构体系屈曲分析

为研究冲刷与动水压力耦合作用下桥墩结构体系屈曲荷载及影响因素,采用能量法推导冲刷作用下桥墩结构体系的屈曲荷载计算公式,与等效单柱模型及有限元法进行对比验证,并利用能量法公式分析了墩长、桩根数、土质类型、桩长等因素的影响。结果表明,冲刷深度为0～15 m范围内,以有限元计算结果为基准,能量法的平均误差为9.97%,等效单柱法的平均误差为34.67%,能量法公式与有限元基本吻合;减少墩长、增加桩根数、选用正方形桩等可增加桥墩结构体系的屈曲承载能力;考虑4种河床土质时,桥墩结构体系的最佳桩长范围为22～26 m。研究结果可供河流冲刷下桥墩结构体系稳定性的工程应用参考。     

某堆石坝施工期实测沉降量特异性原因分析

鉴于某堆石坝施工期实测沉降量沿高程分布规律有显著的特异性,基于沉降观测方法,验证了实测沉降结果的正确性,进而结合该坝坝体填筑进程特点,分析了其施工期沉降的诸多影响因素,认为特异性的产生原因主要在于分期填筑。     

两段变直径桩的解析分析及工程应用

桩在水平荷载作用下的内力与位移计算,桩基设计规范推荐使用m法。m法的缺点是,当为了显著增大桩的水平承载力而在靠近承台的区域将土进行换填时,该处的土实际的刚度与其假定相距甚远。采用2K法进行水平荷载作用下桩的内力与变形分析,重点把握土的两个侧向弹簧刚度。2K法在工程中的应用是广泛的:承台附近土换填或加固,或将桩顶附近弯矩较大的桩身部分设为更大的直径,上段桩土弹簧刚度将增大,在一定的水平荷载作用下,桩顶位移将减小,桩的水平承载力得到提高而节省工程造价;如果在计算模型中未建立桩单元而欲求得桩顶反力,则采用变直径桩解析分析获得的位移函数和内力函数可计算桩的内力用于配筋;对于箱型基础、大型筏板基础,可较为精确地考虑其对桩顶的嵌固作用而提高桩的水平承载力;上部结构的刚度使得桩顶部有侧向支撑,桩身弯矩变小,也可优化桩基设计;对于桩基上的动力机器和块式基础,可以认为块式或承台是上段大直径桩,由此获得的上段桩侧向土弹簧刚度将非常可观,可用于优化桩基设计。如果考虑将桩建入计算模型,可以通过本方法得出的四个刚度参数输入到弹簧支座刚度矩阵中,能够节省桩建模及其内部单元带来的大自由度,计算模型更容易维护,其这也是一体化建模发展过程中的一个重要里程碑。     

土石坝施工模拟中填筑层数的选取

鉴于土石坝施工仿真中分层填筑层数对坝体沉降的影响很大,选取不同高度的土石坝,将同一土石坝分成不同层数填筑,并采用有限单元法模拟施工过程,通过选择不同筑坝材料及地基材料,对比分析了采用不同填筑层数时坝体施工完成后的最大沉降值及最大沉降发生的部位,从而对填筑层数的选取给出建议,即中低高度的土石坝分15~20层填筑、高坝分25~30层填筑比较合适。     

引水工程交叉建筑物结构性态互相影响分析

引调水工程不可避免地存在建筑物交叉跨越的情况，交叉建筑物结构性态关乎工程能否安全运行。依托河南省某输水工程，考虑输引水过程中土体—水体—结构间的耦合作用，建立南水北调中线工程倒虹吸和输水工程中输水管道结构交叉跨越的三维有限元模型，分别考虑结构未修建、完建期和正常运行期，分析各模拟工况下交叉建筑物结构性态影响。结果表明，建筑物交叉跨越会对既存建筑物产生一定影响，尤其是交叉部分结构性态改变较大，倒虹吸结构最大拉应力由0.54 MPa增至0.97 MPa,最大沉降量由-1.38 mm增至-1.90 mm;输水管道拉应力从1.03 MPa增至1.34 MPa,最大沉降量由-3.78 mm增至-4.07 mm,应力值、沉降量可满足工程要求；随着输水管道两道支承埋深增加，倒虹吸所受影响越小。研究结果可为类似工程分析提供参考。     

数字化施工下高土石坝施工期结构性态有限元精细分析

基于数字化施工技术所构建的数字大坝系统,实时采集大坝实际施工质量和进度等动态信息,建立了考虑实际施工质量下空间任意位置处坝料压实密度及性态参数(即强度参数、本构模型参数)的估算模型,提出了任意有限单元中有关计算参数的赋值方法,继而耦合实际填筑进度确定加载过程,实现了大坝施工期结构性态的有限元精细建模与分析。实例应用表明,该方法的计算结果与实测值更为接近,为精确分析土石坝施工期沉降变形规律提供了新的途径。     

高钢板桩围堰桩格与混凝土边墙衔接法施工及效果

巴基斯坦塔贝拉水电站四期扩建工程下游直腹式钢板桩围堰,存在超30m水深条件下光滑的钢板桩围堰桩格与无衔接埋件的原有混凝土边墙衔接的问题。在工程实践和衔接方案比选研究的基础上,提出了采用砂砾石围堰段结合高喷混凝土防渗墙与钢板桩刺墙的新型衔接方案,并从施工质量分析、设计要点、施工工艺、施工效果等方面介绍了该衔接方案。工程实践结果表明,衔接段的结构稳定性和抗渗稳定性良好,可为相关工程的设计和施工提供参考。