地裂缝环境下SRTP埋地管道性状

摘 要:以陕西西安市政工程中SRTP埋地管道30°斜交穿越地裂缝带为工程背景,基于足尺模型试验和数值模拟计算,研究了地裂缝沉降作用下埋地管道的变形与受力特点。结果表明:地裂缝沉降作用下,SRTP埋地管道沉降位移明显小于或滞后于地层变形,其沉降变形特征具有明显的“衰减效应”;地裂缝作用下,SRTP埋地管道受力变形模式为拉张-挤压弯曲变形模式,位于地裂缝上盘的管道顶部受压应力、底部受拉应力,而位于下盘的管道顶部受拉应力、底部受压应力,具有反对称现象,SRTP埋地管道适应地裂缝大变形的能力较强;地裂缝沉降作用对SRTP埋地管道的纵向影响长度为3.0 m,即上盘1.8 m和下盘1.2 m,在此范围内管道需要采取适当保护措施;地裂缝沉降作用下,管道沿纵向可划分为3段,即上盘沉降段、脱空段和下盘翘曲段,其中,脱空段范围约为1.2 m。     

明挖基坑对邻近高铁桥梁变形影响因素分析

以邻近运营高铁桥梁建设的明挖基坑实际工程为背景,采用数值模拟的方法建立了二维有限元模型,探讨了围护结构的插入比、设置内支撑的数量、隔离桩及基坑距高铁桥墩距离四个因素对高铁桥梁变形的影响。结果表明:插入比对桥墩水平位移最大变形及整体沉降影响不大;设置支撑能够减小桥墩水平位移及沉降,增加支撑道数对变形影响小;隔离桩不能减小变形;距离显著影响水平位移和整体沉降,但对沉降差影响不大。     

多桥墩沉降下轨道底座板与桥面板间脱空区域的研究分析

分析了桥梁上纵连板式轨道结构下底座板随桥墩沉降产生脱空区域的机理.在此基础上,推导了纵连板式轨道结构下桥墩沉降与底座板脱空区域间映射关系的解析表达式,计算了底座板随桥墩沉降的位移曲线,并与有限元模型结果进行对比,最后在单墩沉降、相邻两墩沉降和相邻三墩沉降3种工况下,对不同沉降量产生的脱空区域范围和间距值进行对比分析.结果表明:解析模型可用于求解纵连板式轨道结构下底座板由于桥墩沉降产生的脱空问题;单墩沉降下底座板脱空区域范围和脱空最大间距随沉降量的增加而增加;在相邻两墩和三墩沉降工况中,脱空区域间距值与桥墩沉降处相邻的两跨梁夹角有关,且某一桥墩的沉降值产生变化,只会对相邻桥墩的脱空区域间距值产生影响.     

群桩基础竖向承载变形三维弹塑性数值模拟分析

利用三维弹塑性有限元,桩土界面间水平向位移相容、竖向设置具有双曲线型本构关系的非线性弹簧,对某桥矩形承台18根群桩基础竖向承载变形特性进行数值模拟分析,较好地模拟了大型群桩基础桩土间相互作用.通过分析承台荷载与承台沉降、桩顶轴力分布、桩顶轴力与承台荷载、桩顶轴力与桩顶沉降、桩身轴力分布及群桩基础沉降变形特性等,来研究承台群桩基础与土体共同作用的受力机理与变形机制,同时还分析了确定群桩基础的群桩效应.     

燃气管线保护涵基坑开挖对临近高铁影响数值仿真分析

由于城市建设与铁路事业的发展,导致临近高铁路线的工程日益增多,此类工程的基坑施工会对临近高铁产生影响,然而运营期的高铁对于变形控制极为严格.为了确保铁路运营安全,针对这种现象,以某中压燃气管线保护涵下穿大西高铁桥梁为背景,建立三维数值仿真分析模型,对基坑施工全过程进行分析模拟.得到以下结论:基坑防护桩施打结束以后,临近高铁桥墩总沉降值达到最大;“开挖至坑底”施工阶段对各桥墩竖向变形及水平变形影响最大,该阶段结束时高铁桥墩产生最大的附加水平变形和附加不均匀沉降.     

施工变形对逆作法结构的影响分析

地下工程逆作法施工期间,施工不当会使立柱桩产生不均匀沉降并且造成地下结构的立柱倾斜,研究施工变形对逆作法结构的影响可为逆作法地下结构竖向支承体系设计提供理论依据。文章基于荣成市旭日公馆高层住宅基坑项目,采用规范公式和建立弹性支撑模型的方法,研究了施工变形对逆作法结构竖向承载力的影响,分析了立柱桩产生不均匀沉降时上部结构的内力变化,阐明了地基梁上最大沉降点位置、梁上最大弯矩以及剪力的变化情况。结果表明:支承柱端水平位移为150 mm时支承柱的竖向承载力减小一半,而二阶效应将会进一步削弱柱的竖向承载力;中柱产生不均匀沉降时对临柱内力及位移影响大于边柱,对结构的承载力和稳定性影响较大,当不断减小中柱沉降时最大内力位置点逐渐向梁中部转移。     

竖向地震影响高铁桥梁-桩基系统地震响应分析

为研究竖向地震效应对铁路桥梁地震响应的影响,本文利用p-y曲线、t-z曲线和q-z曲线建立土—桩基非线性模型,采用双线性模型模拟桥墩及桩基础的滞回特性,建立高速铁路桥梁-土-桩基多跨简支梁桥体系模型,计算其弹塑性地震响应,分析竖向地震对桥梁的弹塑性地震响应的影响。研究结果表明:相比水平地震,竖向地震在更高的频段上影响桥梁地震响应,高阶振型对竖向振动影响较大;近断层地震较大的竖向分量相比远场地震造成更大的滞回变形,并通过其频谱特性影响桥梁地震响应。     

隆尧地裂缝活动破坏特征及影响宽度分析

为准确判断隆尧地裂缝影响范围及致灾程度,基于野外调查结果,结合槽探和物理模拟试验,分析了该地区地裂缝活动带影响宽度。结果表明,隆尧地裂缝全长约35 km,折线状展布,具有正断拉张、西段左旋、东段右旋走滑运动特征。地裂缝灾害发生区与内丘-巨鹿(隆尧南)断裂分布位置基本重合,表明内丘-巨鹿(隆尧南)断裂是隆尧地裂缝的主控断裂。隆尧地裂缝灾害沿地裂缝呈带状分布,地裂缝影响带主变形带为上盘0～15m,下盘0～11m,微变形带为上盘16～46m,下盘12～28m。     

高速铁路32 m简支箱梁墩台横桥向沉降静力影响及损伤评级

针对高速铁路桥梁新旧线并行修建引起的横桥向墩台不均匀沉降的问题,利用ABAQUS有限元分析方法,选取高速铁路常用的32 m标准双线多跨简支梁桥,建立CRTS Ⅲ型单元板式无砟轨道-桥梁-墩台空间静力耦合模型;考虑不同沉降类型和沉降幅值,研究横桥向桥墩不均匀沉降对轨道结构层间受力及其轨面变形规律,在此基础上提出适用于该桥型的单、双墩横桥向不均匀沉降静态损伤分级及维修建议。结果表明：横桥向墩台不均匀沉降对轨面高低不平顺影响最大,其次为扭曲和水平不平顺,且沉降墩顶处易出现变形极值;横桥向墩台仅单侧沉降时,单墩沉降差10、15、20 mm,伤损等级依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级;需要关注桥墩横桥向双侧沉降情形,损伤比单侧沉降更严重;当沉降差达到20 mm时,自密实混凝土层横向拉应力超过C40混凝土抗拉强度限值,轨道结构存在开裂风险。建议日常保养时单、双墩横桥向不均匀沉降控制在10 mm及以下,应避免出现沉降15 mm及以上的不利情形。     

连续梁桥上CRTS双块式无砟轨道疲劳特性

为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应，预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命，基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理，以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象，采用有限元方法建立了考虑桥梁、支座、底座板、道床板、扣件和钢轨等构件及结构层间非线性约束的连续梁-CRTS双块式无砟轨道的一体化空间分析模型，研究列车静活载作用下桥梁、道床板、底座板及钢轨的动力响应特性与无缝线路纵向力分布规律，分析连续梁桥上无砟轨道结构疲劳特性。结果表明：温度荷载作用下钢轨最大压应力位于连续梁两端，最大拉应力位于桥梁跨中；竖向荷载作用下钢轨最大拉应力位于连续梁桥墩，最大压应力位于桥梁跨中；制动荷载作用下钢轨拉、压应力极值均位于桥梁桥墩；钢轨纵向力由温度荷载控制，最大应力为143.1 MPa,满足规范要求；列车动载作用下，简支梁和连续梁上钢轨最大拉、压应力相当，道床板最大拉应力出现在连续梁跨中限位凹槽附近，其板底拉应力大于板顶，底座板最大拉应力出现在连续梁主墩附近，且板顶和板底的拉、压应力基本相同；列车动载作用下，钢轨最易破坏处寿命约27.1 a,道床板和底...     

西安市地裂缝对城市立交的破坏机理及防治措施

论述了西安地裂缝的空间分布规律和活动特点,并对地裂缝给西安市市政基础设施特别是城市立交带来的灾害进行了系统分析。以长安路立交、互助路立交、绕城高速长安南路立交的现场调查资料为依据,分析了地裂缝对城市立交的破坏模式。认为其结构的主要破坏模式为水平张拉和垂直错动。另外对穿越地裂缝的城市立交的减灾措施以及对拟建工程进行地裂缝专项勘察和采取的结构措施等方面进行了探讨。     

汶川8.0级地震地震动峰值加速度衰减特性分析

利用汶川8.0级特大地震中107个台站所获取的强震动加速度记录进行回归统计分析,给出了此次地震的地震动峰值加速度衰减关系.将107个台站分为上盘区和下盘区两部分,其中77个台站属于上盘区,30个台站属于下盘区.对上/下盘区进行了详细的地震动衰减特性对比分析,主要包括两个区的水平向和竖向峰值加速度衰减关系、竖向与水平向峰值加速度比值变化以及是否存在上/下盘效应等,揭示了汶川地震近断层地震动一些特性.     

盾构法施工对地层位移影响的数值模拟

隧道地层的初始应力、开挖形成的空间效应和开挖支护过程等都会对地层沉降和水平位移产生影响。文章通过建立反映工程特性的有限元模型,以隧道围岩中过横断面圆心的竖线和不过圆心的竖线为代表,用ELAC3D软件计算了各点的沉降和水平位移随开挖面前进的变化规律。结果表明:盾构法施工过程使开挖面前后的横断面都发生竖直方向和水平方向位移,隧道横断面变成横向长、竖向短的椭圆形,开挖过的断面距开挖面越远,椭圆变形越明显,同时向后的水平位移越大,未开挖面距开挖面越近,椭圆变形越大,同时向前的水平位移越大。     

近场地震动对桩基础高墩摇摆反应的影响

为明确桩基础高墩自复位隔震装置的适用范围,研究了近场地震动特性对桩基础高墩摇摆反应的影响．以断层距作为识别近场地震动的主要参数来选取地震动,采用两弹簧模拟桥墩的提离摇摆,基于某铁路高墩桥梁,采用非线性时程分析方法,讨论了近场地震动对高墩摇摆反应的影响．结果表明,近场水平地震动显著增大墩顶的摇摆位移,竖向地震动对桩基础高墩的摇摆反应有不利影响．在近断层地震区桩基础高墩应谨慎采用摇摆隔震装置．     

盾构下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律研究

地铁建设中,盾构隧道下穿群桩时引起的地表沉降和桩身受力不可小觑。本文采用FLAC~(3D)软件模拟了合肥地铁2号线下穿五里墩立交桥的工况,研究了下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律。研究表明:地表最大沉降量偏向桥墩荷载较大的一侧,其值为-1.31 mm;地表沉降曲线较明显的转折点均产生在桩与土的临界面处,且承台上方的地表沉降趋于直线;桩的水平位移和弯矩沿桩身分布曲线呈弓形,且上半部分变形较明显,两者的最大值均发生在桩基上部的1/3处,在以后工程实践中,可在此处加以钢套以提高桩基承载力。     

城际轨道深基坑支护优化及实测分析

为研究莞惠城际轨道基坑施工方案的可靠性,结合莞惠城际轨道工程深基坑开挖的具体实践,基于现场实测数据,对深基坑开挖过程中桩体水平位移、桩顶水平位移、地表沉降、支撑轴力、地下水位变化规律进行了全面深入的研究.结果表明:降水对地表沉降有较大影响,施工中应予以重视;钢支撑的预应力对基坑的变形特别是围护结构侧向位移控制有较大影响;钢支撑轴力远小于设计值,设计方案可以进一步优化;优化后的支护方案较好地限制了基坑变形.     

砂土中倾斜螺旋桩水平承载性能有限元分析

受限于锚-土间相互作用的复杂性,当前倾斜螺旋桩水平承载特性的相关研究仍不能满足相关工程要求。基于螺旋桩竖直单桩水平承载试验,并通过非线性有限元软件ABAQUS研究了倾斜单桩在水平荷载作用下的承载性能,具体分析了不同倾斜角度对承载特性的影响,主要研究结果如下：（1）在水平荷载作用下,倾斜角度不超过45°,螺旋桩由水平极限位移控制破坏;（2）随着倾斜角度的增加,螺旋桩的水平承载力逐渐提高,对于相同倾角的螺旋桩,正倾的水平承载力始终大于负倾,叶片分担的荷载与水平极限承载力的比值不断增大（对于正倾螺旋桩,比值从2.4%增大到15.6%）;（3）在加载的全过程中,土体的塑性变形区域主要集中在顶端桩侧小范围内,叶片处土体未发生塑性变形。     

轻轨桥墩加固工序对其位移的影响

为了解地铁车站基坑在开挖过程中的加固工程对临近既有轻轨桥墩沉降的影响,对武汉循礼门地铁站附近轻轨桥墩在加固施工中的沉降和水平位移进行了监测,得出了1#,2#桥墩沉降曲线,分析了车站施工过程的加固工序选择对轻轨桥墩沉降影响,并在此基础上探讨了前期加固对桥墩沉降的影响作用.比较而言,当隔离桩与注浆加固同时进行时,桥墩沉降量最大.此结论对同类工程施工方案的拟定具有参考价值.