土工合成材料加筋土地基承载性能数值分析

对土工合成材料加筋地基进行了数值模拟, 旨在研究加筋材料布置方式对加筋地基承载性能的影响及其变化规律。在已有加筋土地基模型试验结果的基础上, 建立了加筋土地基数值模型, 针对不同的加筋材料布置方式, 进行有限元计算并对结果进行了系统分析。分析结果表明:①随首层筋材埋深的增大, 承载力提高系数先增大后减小, 存在峰值;②加筋土地基承载力提高系数随加筋层数的增加而增大, 但不宜超过3层;③承载力提高系数随加筋层间距的减小而增大, 但存在一个合理的布筋间距;④随加筋长度增加, 地基承载力提高而基础沉降减小, 但加筋长度增加不宜超过3倍基础宽度。所得出的结论是, 基础下存在一个合理的布筋范围, 超过此范围, 加筋对提高地基承载力作用不大。分析成果可为土工合成材料加筋土地基的工程应用提供借鉴。     

加筋挡土墙合理设计方法的探讨

加筋挡土墙作为一种轻型支挡结构得到了广泛应用。对比分析基于极限平衡法、极限状态法和数值模拟法的3种加筋挡土墙设计方法的优缺点, 结合国内外相应规范(指南)系统, 总结介绍了加筋挡土墙的设计方法和步骤。探讨了加筋挡土墙设计中有关潜在破裂面形状、墙背侧向土压力系数、挡土墙填料选用、加筋材料选择、筋材设计强度取值和多级加筋挡土墙设计等问题。针对目前基于极限平衡分析的加筋挡土墙设计方法的保守性, 建议考虑不同影响因素的分项材料系数、分项荷载系数和分项破坏形式系数。研究成果对建立加筋挡土墙合理的设计方法具有一定的参考价值。     

基于层合板理论的多层加筋碎石垫层承载特性分析

为研究多层加筋垫层自身极限承载特性,考虑多层土工格栅的加筋作用,假设加筋垫层为层合板,并根据静力平衡条件和应变连续条件,分析得出加筋垫层的极限承载能力计算方法,通过室内试验对理论推导公式进行结果验证。研究结果表明:理论计算与试验结果吻合较好;随着格栅层数、垫层厚度、碎石抗剪强度的增加,多层加筋垫层自身极限承载能力增强;随着桩间距和底层格栅距桩帽距离的增大,多层加筋垫层自身极限承载能力降低。     

基于梯度优化法的单桩竖向承载力可靠性研究

采用可靠度理论对钻孔灌注桩竖向承载力进行研究,并建立桩基承载力极限状态方程,运用FORTRAN语言按梯度优化法编写计算可靠度指标程序。针对某灌注桩承载力进行可靠度计算,并对影响单桩竖向承载力的基本因素进行敏感性分析,探讨计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载对桩基可靠度的影响,结果表明:桩基穿越多层土时,桩侧土质越好,即极限摩阻力越大,对桩基承载力可靠性影响越明显,其极限摩阻力变异系数对可靠指标的影响也越显著;桩基可靠指标随着计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载变异系数的增大而减小。     

水闸基础灌注桩竖向承载力的判定方法对比研究

以某水闸基础的２根灌注桩为对象分别采用ＡＢＡＱＵＳ数值模拟、高应变试验以及基于地勘资 料的规范方法,对灌注桩在竖向荷载作用下桩侧摩阻力、桩端阻力、桩轴力、桩顶位移和极限承载力等方 面进行对比分析。研究表明高应变试验、数模计算和基于地勘资料推求的桩基承载力结果较为接近,以 高应变结果为基准,数模计算与之相差６．５１％,基于地勘资料推求结果相差２２．０９％。说明基于 ＡＢＡＱＵＳ数值模拟能实现灌注桩全过程的竖向承载性能模拟,达到快速、基本准确地确定灌注桩承载 力。     

基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桩基承载特性探讨

为了探究强盐沼泽区桥梁桩基的极限承载特性,采用桩基混凝土试件现场试验以及室内实验测得了桩基混凝土水养强度以及腐蚀强度,采用能谱仪(EDS)分析以及元素分析测得了桩基混凝土内部氯离子含量,采用室内电镜试验测得了桩基混凝土内部氯离子对流深度。将腐蚀性盐离子环境中的桩基混凝土试件划分为剥蚀区、腐蚀区和未蚀区,运用公式计算的方法得到现场暴露1 a桩基混凝土的腐蚀厚度与腐蚀后强度的关系。通过桩基混凝土强度与黏聚力c、内摩擦角φ之间的转换,建立了基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桥梁桩基弹塑性本构模型,对强盐沼泽区桩基极限承载特性进行分析。结果表明:随着蚀径比的增大,单桩横轴向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长增加对单桩横轴向极限承载力提升较小;随着蚀径比的增大,单桩竖向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长不变,相同腐蚀厚度变化范围内,大直径单桩竖向极限承载力降幅大于小直径单桩竖向极限承载力降幅。     

基于弹性模量缩减法的钢衬钢筋混凝土压力管道极限承载力计算

针对钢衬钢筋混凝土压力管道(SLRCP)的体形和承载特性,在弹性模量缩减法基础上引入变截面拱和弹性中心法,建立了表征管道结构截面承载状态的单元承载比表达式,提出了SLRCP极限承载力分析的新方法。实例计算结果表明,该计算方法可通过弹性迭代模拟结构损伤演化过程,进而结合极限分析定理得出管道结构的极限承载力,具有原理简单和应用方便的特点,能够准确高效地求解SLRCP的极限承载力。     

广佛肇高速公路大直径嵌岩桩承载力试验研究

采用自平衡试桩法获得了广佛肇高速公路3根大直径嵌岩桩的荷载-位移曲线,并等效转换为传统静载荷试验的荷载-位移曲线,分析了3根试桩的荷载传递规律以及单桩极限承载力的构成,并将极限端阻力和极限侧阻力与经验计算方法进行了对比分析。结果表明:三根试桩的等效Q-s曲线均为缓变型,无明显拐点,试桩处在弹性压缩阶段,承载力设计值较为保守,安全储备大;桩顶在极限加载条件下,端阻力和侧阻力近似相等且均得到较好的发挥;中风化岩层对嵌岩桩的侧摩阻力提升效应明显,而当桩端进入微风化岩层时侧摩阻力变化不大,且桩端阻力没有显著的提升,故当中风化岩层能提供足够的极限承载力,则嵌岩桩桩端可不进入微风化岩带,从而有效节省工程造价。     

用新的灰关联理论模型分析嵌岩桩承载特性

根据灰色系统理论中灰关联分析的方法,引用灰关联分析的一种新的理论模型,应用于嵌岩桩承载特性的分析,并与邓聚龙教授提出的公式计算所得的结果进行比较,说明桩侧土阻力对嵌岩桩承载力有显著的贡献.     

基于模型修正的桥梁极限承载力分析

针对大型预应力钢筋混凝土桥梁极限承载力问题,以辽阳市太子河中华大桥为背景,提出了基于模型修正理论的有限元数值模拟方法。大型钢筋混凝土结构桥梁,具有大跨度、多自由度、多单元、非线性等多重复杂特性,有限元软件建立的初始模型往往存在局限性。为使所建模型能够准确反映实体结构特性,在有限元模型修正理论的基础上,建立了综合考虑多因素的模型,对桥梁结构敏感细节进行了修正。对其进行了极限承载力分析计算。该成果对同类桥梁工程结构的承载力分析具有一定的参考价值和指导意义。更多还原     

基于FLAC^3D 的海上风电大直径钢管桩基础竖向承载力数值模拟研究

为研究不同深度地层的大直径钢管桩基础承载性能,采用FLAC^3D建立大直径钢管桩数值模型,开展数值模拟研究。结果表明:数值模拟所得桩极限承载力为10450 kN,与现场静载试桩试验结果相近,数值模型可靠;桩身轴力随着土层深度的增加而减小,桩的轴向承载力主要由桩侧摩阻力提供,桩底轴力趋近于0;当桩入土深度大于30 m时,桩极限承载力提升较快,说明土层⑥-1可作为良好的持力层。研究成果可为岸外辐射沙洲海域海上风电施工建设提供参考依据。     

高强土工格室加筋砂土地基模型试验研究

分别针对纯砂地基和高强土工格室加筋地基进行多组模型试验, 研究了单层土工格室埋深、焊距以及地基土压实度对地基承载力和变形特征的影响, 并结合格室拉应变和筋材下方附加土压力的分布规律, 以及地基和筋材的极限破坏状态, 总结了高强土工格室加筋地基的作用机理。结果表明:相比纯砂地基, 土工格室加筋能的地基承载力提高2倍多, 可以减小地基沉降, 并提高土体抗变形能力;加筋效果随格室埋深、焊距的减小和地基压实度的增加不断提高。影响程度从大到小依次为:砂土压实度、格室埋深、格室焊距;中间高强格室单元充分利用其抗拉强度, 发挥侧限作用, 有效扩散土中应力。     

钢纤维高强混凝土承台承载力影响 因素试验研究

通过17个平面尺寸700 mm x 700 mm、厚度150 } 400~的钢筋钢纤维高强混凝土四桩承 台受力性能试验,探讨了混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率、钢纤维类型等对承台 开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明,随着钢纤维体积率、承台有效厚度、混凝土强度、配筋率 的增加,承台承载力显著提高,同时钢纤维类型对承台承载力也有一定影响,在建立钢纤维高强混凝 土承台极限承载力计算公式时,应充分考虑到这些因素的影响     

加筋碎石桩加固砂土路堤边坡的试验研究

加筋碎石桩作为新型桩体被广泛用于路基加固领域,然而在路堤边坡加固或快速修复方面很少涉及。基于模型试验综合研究了加筋碎石桩桩位、桩长、桩的数量和加筋土工布类型等因素对其加固边坡效果的影响。试验结果表明:采用单根桩时,当加筋碎石桩距坡脚水平距离为0.6 H(H为坡高)和桩长为0.75 H时,其加固路堤边坡的效果最佳;相同宽度坡面时增加加筋碎石桩数量,可使边坡坡体极限承载力明显增加,而且当桩数相同时,采用抗拉强度高的土工布加筋碎石桩时边坡加固效果更加显著,且控制沉降效果更明显;对相同尺寸边坡,边坡极限荷载下加筋碎石桩变形后桩身与竖向的夹角随桩长增加而增大;坡面水平位移在坡顶和坡脚附近大,而坡面靠近加筋碎石桩桩顶附近的水平位移较小,表明加筋碎石桩可有效控制坡面上桩顶附近土体的水平变形。     

玻璃纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算方法

本文以62根玻璃纤维聚合物筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的试验结果为依据，分析配筋率对开裂弯矩和极限弯矩的影响。结果表明，配筋率对开裂弯矩的影响较小；当玻璃纤维聚合物筋的配筋率在平衡配筋率和弯剪界限配筋率之间变化时，玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的抗弯承载力随着配筋率的增大而增加。最后，讨论了玻璃纤维聚合物筋混凝土梁开裂弯矩和抗弯承载力的计算方法。     

聚脲基涂层对碳纤维布加固混凝土力学性能影响的研究

为了提高碳纤维布加固混凝土中碳纤维材料与混凝土之间相互作用的性能,研究提出在混凝土和碳纤维布之间增加一层柔性聚脲基涂层,通过模型试验及有限元仿真计算的手段,对比分析了有无聚脲基涂层对碳纤维布加固力学性能的影响。试验结果表明,含有聚脲基涂层时可以改善界面处的粘结性能,提高其剥离承载力和界面剥离破坏能等。基于双线性内聚力的界面粘结—滑移关系曲线,运用有限元分析软件ABAQUS分别对聚脲基涂层有/无两种工况进行非线性有限元仿真分析。模拟结果表明,当含有聚脲基涂层时,数值分析结果和试验结果具有较好的一致性。试验结果和数值解均证明了聚脲基涂层可以提高碳纤维布(CFRP)和混凝土基面之间的极限承载力和界面剥离破坏能,对水工结构碳纤维加固实际应用具有参考价值。     

微型桩抗弯承载力试验研究

对于存在安全隐患且急需抢险处治的的滑坡、路堤边坡、基坑等救灾工程,坡体稳定性差,传统支挡结构难以实现快速施作,而微型桩具有明显优越性。但不同形式的微型桩,其承载力及破坏特征不同。通过改进yas-2000型压力试验机,并将其用于测试钢筋混凝土桩、钢管混凝土配钢筋桩及钢管混凝土配工字钢桩的抗弯承载力,结果表明:①钢筋混凝土桩的受力全过程可分为3个阶段,即未裂阶段、裂缝阶段及破坏阶段;②钢管混凝土配钢筋桩及钢管混凝土配工字钢桩的受力过程可分为4个阶段,即压实阶段、弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;③通过对比分析上述3种不同结构微型桩的荷载-位移曲线得出在3种不同结构的微型桩中,直径相同时钢管混凝土配工字钢桩的抗弯承载力最大,其极限弯矩值为209.21 kN·m。     

纤维复合材料加固混凝土结构的研究进展

纤维复合材料（ＦＲＰ）以其轻质、高强、抗腐蚀能力强、耐疲劳、减震性能好等诸多优点被广泛运 用到土木、建筑工程结构加固中。结合国内外复合材料加固混凝土技术的进展,论述了约束混凝土的本 构模型,加固混凝土结构的极限承载力、耐久性、抗震性以及纤维复合材料加固混凝土结构的机理等。 并且阐述了纤维复合材料加固混凝土柱的机理。最后,论述了一种新的可用于碳纤维加固混凝土结构 的粘结材料—聚脲弹性涂层,可以有效改善混凝土柱构件的承载能力、耐久性及抗震性能等。