圆形截面玻璃纤维筋混凝土桩体抗剪承载力研究

用GFRP筋来部分代替钢筋或预应力钢筋用于混凝土结构中,国内外已有大量研究和应用。目前对玻璃纤维（GFRP）筋混凝土结构受剪性能的研究,主要都是尺寸较小的矩形截面梁,关于圆形截面构件的斜截面受剪承载力的研究却极少。根据实际工程桩尺寸首次制作了比例为1∶1的试件,进行了二集中力三分点加载试验,试验中发现玻璃纤维筋混凝土梁具有剪切破坏的特征,通过对试验结果的分析并结合美国ACI规范与中国混凝土设计规范中抗剪承载力公式,推导出圆形截面GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力公式,采用该公式计算的结果与实测值非常相近。进一步将上述理论应用在北京某地铁车站的基坑围护桩中,校核计算了盾构接收过程中围护桩的安全性,据此提出增大配筋率的建议。     

螺锁式预应力混凝土方桩连接接头受剪性能研究

为了提高混凝土预制桩现场拼接的施工质量和施工效率,研发了一种新型预应力混凝土方桩的螺锁式机械连接接头.螺锁式机械连接件的拉伸试验验证了该连接件具有良好的抗拉性能.对两种类型共6根预应力混凝土方桩连接接头试件开展足尺受剪性能试验,研究了其受剪承载力、裂缝开展以及破坏形式.试验结果表明:预应力混凝土方桩连接接头试件的极限受剪承载力试验值均远大于桩身的受剪承载力计算值;加载过程中试件的纯弯段竖向裂缝先于弯剪段斜裂缝出现,最终试件破坏形式分为桩身正截面受弯破坏和接头斜截面受剪破坏.     

椭圆钢管混凝土构件受剪性能数值分析研究

为了研究椭圆钢管混凝土构件的受剪性能和破坏机理,通过ABAQUS软件分别在长轴和短轴方向建立了椭圆钢管混凝土受剪构件的数值分析模型。揭示了椭圆钢管混凝土构件在纯剪状态下的破坏模式。开展了椭圆钢管混凝土构件受剪性能的参数分析,分别在长轴和短轴方向上研究了剪跨比、钢材强度、混凝土强度、截面含钢率、长短轴比和截面面积等参数对椭圆钢管混凝土构件抗剪承载力的影响。研究结果表明,椭圆钢管混凝土的破坏模式根据剪跨比的不同可分为剪切破坏、弯曲破坏和弯剪破坏;椭圆钢管混凝土构件的抗剪承载力随着钢材强度、混凝土强度、截面面积和含钢率的增大而增大,随着剪跨比、长短轴比的增大而减小。研究结果将为建立椭圆钢管混凝土构件设计方法提供参考。     

预应力工字型桩抗弯试验研究

介绍一种适用于地下基坑围护的新型预制混凝土围护桩:预应力工字型桩。通过研究工字型桩受弯作用下桩身裂缝出现、发展情况及变形特征,分析其承载力及破坏特征。试验表明:预应力工字型桩满足规范要求的检验标准,有一定安全储备,但当桩身出现裂缝后截面刚度损失较大,对其抗弯性能有较大影响。     

箱形截面钢筋混凝土复合受扭构件受扭性能试验研究

为了厂解箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪构件在反复扭矩下的受扭性能,本文通过六个箱形截面钢筋混凝土试件双向压弯剪作用下的受扭性能试验,观察厂箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪构件在反复扭矩作用下的裂缝发展规律及破坏特征,研究了钢筋应变规律,井讨论轴压比和相对偏心距这两个参数对构件受扭性能的彬响,为工程设计提供了依据。     

SRC偏心受拉构件抗震性能试验研究

为探究型钢混凝土(SRC)受拉构件抗震及变形性能,对7根SRC构件进行了低周反复荷载试验,研究剪跨比和偏心距对其滞回及骨架曲线的影响,并提出SRC受拉构件的变形性能评价指标。结果表明:SRC受拉构件均发生弯曲破坏,其滞回和耗能性能良好,以延性和不同阶段的位移角作为变形性能评价指标,构件的变形性能较为理想,其中剪跨比和偏心距对侧向变形的影响主要体现在极限位移角,其值与剪跨比成反比,与偏心距成正比。总体来说,SRC受拉构件的抗震及变形性能可较好满足抗震要求。     

H型构件水泥土搅拌墙质量控制及改进措施

某基坑支护工程,其围护墙采用三轴水泥土搅拌桩沉入预制钢筋混凝土H型围护桩构件(以下简称"H型构件")替代H型钢水泥土搅拌墙。参照相关规范,分析了H型构件的主要工序;对成品H型构件质量、施工过程位置偏差等质量风险,相应地提出了关于质量检验标准、预控与改进措施方面的建议,实现了对基坑支护结构围护墙质量的有效控制,保证了施工阶段基坑支护结构和基坑周边环境的安全,并取得了预期效果。     

筋箍碎石桩复合体抗剪性能研究

筋箍碎石桩复合体抗剪性能对其稳定性分析至关重要。文章采用大型直剪仪,开展多组单根筋箍碎石桩及桩周土形成的复合体的直剪试验,深入分析了法向应力、桩周填土性质、筋材抗拉强度等因素对复合体抗剪性能的影响。试验结果表明：筋箍碎石桩复合体的抗剪强度大于普通碎石桩复合体,且筋材抗拉强度越大,加筋效果越明显,复合体抗剪强度的提高幅度越大;当桩周为砂土时,砂土相对密实度对复合体抗剪性能影响较小;当桩周为黏土时,黏土含水量越高,筋箍碎石桩复合体的抗剪性能越低。筋箍碎石桩复合体可能出现筋材胀裂破坏、筋材剪断破坏及桩身弯扭破坏等3种受剪破坏模式。此外,筋箍碎石桩复合体的抗剪强度可采用面积置换率法计算。     

输电铁塔受拉角钢构件块剪及其计算方法试验研究

通过对不同规格、材质、螺栓端距、螺栓间距等情况下受拉角钢构件的承载力试验,研究块剪的破坏特征。结果表明:单排螺栓连接情况下块剪对构件受拉承载力起控制作用,必须验算块剪,特别是对于一些小规格构件,而双排螺栓连接构件一般可不验算块剪。同时通过试验结果与DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》计算方法及其修正方法的计算结果的对比,推荐采用修正方法进行受拉角钢构件的块剪计算,其计算结果与试验结果更为相符,也更能有效提高构件的安全性能。     

钢玄武岩纤维复合筋混凝土梁受剪承载力试验研究

钢玄武岩纤维复合筋(SFCB)兼具钢筋的延性和玄武岩纤维的防腐性能,并具有显著的二次刚度,但弹性模量低于钢筋。SFCB作为纵向筋时可使混凝土构件的受弯性能具有二次刚度,但构件的受剪承载力会低于钢筋混凝土梁。为深入研究SFCB作为纵筋时混凝土梁的受剪性能,以纵筋筋材种类、构件剪跨比为试验参数,进行梁的四点加载试验。详细分析了不同参数对混凝土梁的破坏形态、裂缝发展、受剪承载力的影响。试验结果表明:SFCB混凝土梁的受剪破坏主要呈现斜压破坏、剪压破坏和非典型剪压破坏3种形态。SFCB混凝土梁的受剪承载力整体低于钢筋混凝土梁、斜裂缝宽度大于钢筋混凝土梁。基于桁架拱模型,推导了SFCB混凝土梁受剪承载力的理论计算公式。与试验承载力对比发现,SFCB混凝土梁受剪承载力理论计算公式具有一定的适用性与安全性。     

钻孔桩桩侧摩阻力异化效应的数值分析

基于Goodman接触界面模型,通过设定桩土极限剪切位移Δ,运用Coulomb剪切强度理论,得到了剪切刚度随深度的变化规律。并运用该改进界面模型对桩侧摩阻力变化情况及其异化效应进行了数值分析,结果表明异化效应尤其是强化效应的确存在,但其发生及量级主要与桩端条件,即桩底沉渣厚度有关,而桩端岩土性质的改变对强化效应的影响不大。梅耶霍夫深基础破坏模型能够在一定程度上解释桩侧摩阻力的强化效应,但存在局限性,需要对之进行更加深入的研究和探讨。     

抗滑桩嵌固段设计修正方法研究

 传统的抗滑桩设计方法将抗滑桩简化成一个二维模型,采用计算宽度Bp进行设计,对桩侧摩阻力的简化存在不合理地方,因此对其进行修正方法的研究。在混凝土–岩块胶结面剪切试验的基础上得到胶结面受剪的本构方程,并将其应用到抗滑桩嵌固段的设计中,推导基于K法的抗滑桩嵌固段设计修正方法的计算公式。将修正方法应用到马家沟I号滑坡中,发现修正方法与传统K法相比,计算的桩位移相差较大,内力相差较小。影响因素敏感性分析发现桩位移随残余剪切强度f的增加、临界位移xs的减小而减小,且f对桩位移的影响要大于xs,二者对内力分布的影响不大。位移是控制抗滑桩设计的一个重要指标,因此应考虑桩侧摩阻力的分布,结合胶结面剪切试验进行抗滑桩的设计。     

基于桩侧广义剪切模型的大直径超长灌注桩承载变形计算方法

大直径超长灌注桩桩身变形较大,桩侧与土体易出现明显的界面滑移,传统剪切位移法难以适合其承载变形计算。基于大直径超长灌注桩桩–土剪切作用性状及桩侧摩阻力发挥特点,采用剪切位移和剪切滑移两阶段法描述其桩侧摩阻力发挥过程,形成桩侧广义剪切模型;在此基础上,采用传递矩阵增量方式建立大直径超长灌注桩承载变形计算方法,并给出计算参数的取值。该方法考虑了桩侧摩阻力发挥的非线性、桩端承载的非线性及桩身材料的非线性,并考虑了桩–土滑移后桩侧摩阻力软化特性及桩端后注浆对桩端承载性状的影响。工程实例计算结果与现场试桩实测值较为吻合,表明基于桩侧广义剪切模型建立的大直径超长灌注桩承载变形计算方法具有合理性与可行性。     

基于桩侧阻力强化效应的嵌岩桩承载力计算

 根据常法向刚度条件下结构面剪切力学特性研究嵌岩桩的荷载传递机制。考虑桩–岩界面胶结作用,提出完整的嵌岩桩桩–岩界面剪切机制,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分;根据桩–岩界面不同剪切阶段的力学特性,建立完整的桩–岩界面剪切本构方程。基于结构面剪切力学特性,从理论上分析嵌岩桩桩侧阻力强化效应的产生机制。研究结果表明,桩侧阻力增强效应在整个桩侧都有发生,但在桩端附近桩侧最为明显。在机制分析的基础上,提出考虑桩侧阻力强化效应的嵌岩桩竖向承载力理论计算方法,该法计算模式明显有别于传统桩基规范算法。工程算例对比分析结果表明,该方法计算值比桩基规范传统算法计算值更接近于现场实测静载试验结果。这一算法可为嵌岩桩设计与应用提供新的思路。     

考虑地基土剪切模量非线性分布的基桩受扭分析

 为了探讨非均质单层地基中单桩受扭承载特性,基于平衡原理和剪切位移法,考虑地基土剪切模量在地面处为非零值(已有方法多假定为零)且随深度呈幂函数分布模式,以及桩侧极限摩阻力沿深度非线性变化,建立出纯受扭桩桩身与桩周土的扭转控制方程,进而导出桩周土分别处于弹性、部分塑性及完全塑性受力状态时桩身的扭矩~扭转角解析解。由此进行的参数分析表明：剪切模量地面处非零因子?g的取值将影响桩身扭矩的传递效率,且桩顶刚度随桩周土塑性区深度的开展呈递减变化,当桩周土塑性区开展深度距离桩顶达0.3倍桩长时,桩顶刚度降低60%,即近地面土层的塑性破坏对桩顶刚度的降低起主导作用,工程实际中加固桩周地表土层可有效提高基桩抗扭性能。     

基于数字图像法的桩-土接触面特性试验研究

桩与土接触面的力学特性是桩-土共同作用研究中的一个重要课题。利用基于数字图像的非接触光学测量方法,通过室内模型试验,对密实砂土中桩-土接触面上荷载传递特性、剪切位移场及剪应变场分布规律进行研究。结果表明:密砂中单桩桩侧摩阻力与沉降关系呈软化型,桩侧摩阻力达到极限值所需桩身沉降约为桩横截面边长的3%。桩周土体剪切滑动区发生在有限范围的土体中,最大剪应变首先出现在桩顶及桩底附近土体中,而后向桩身中部发展,在极限荷载条件下,最大剪应变沿桩身呈"两头大中间小"的分布形式。试验结果为合理建立桩-土接触面模型和相关数值计算提供有益的参考。     

抗滑桩计算的确定性计算模型

现有抗滑桩力学计算模型中锚固段采用弹性地基梁,滑坡推力的大小通过计算确定,这二者都是确定的,而滑坡推力的分布形式则采用某种理想形式,包含较多的不确定因素。以定点剪出稳定性核算为基础,提出滑坡推力分布形式分析计算方法,该法假定自指定点剪出的潜在滑面由坡体中通过指定剪出点的圆弧滑面或部分原滑坡滑面与圆弧面组合而成,按照反力法计算设计滑坡推力,桩前土体考虑设计安全系数并按照相同的方法确定抗力。获得全桩若干点处的计算结果以后,可以得到相邻两点间的坡体压力增量,据此按照自上而下的次序确定桩身坡体压力的分布形式。在此基础上建立的抗滑桩计算模型,各种条件皆可通过计算确定,为一种确定性计算模型。     

红层泥岩桩岩接触面本构模型试验及数值模拟

桩岩(土)接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验,研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性,结果表明:接触面剪应力先随剪切位移增大而增大,在达到峰值后,剪应力随着剪切位移增大而降低,并最终趋于稳定值,应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果,推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发,并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟,分析剪应力与剪切位移之间的关系,证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。     

预应力填芯管桩抗弯性能与延性特征的试验

在水平地震作用下,管桩与桩帽接合部要承受较大的弯矩和剪力的作用,现有的管桩标准图均在管桩顶部1m范围内按构造的要求设置填芯混凝土以提高空心管桩的承载能力,改善桩端延性,但目前对填芯混凝土管桩承载力和延性的了解甚少。通过对两组试件在低周反复荷载作用下的试验,研究填芯桩与非填芯桩的抗弯性能和延性特征。试验表明,填芯管桩的截面延性系数和抗弯承载能力均较非填芯管桩截面有较大的提高。     

分段联解法计算桩的抗压静刚度

桩的刚度是桩的一个重要参数。采用分段联解法求解层状地基中单桩的抗压静刚度 ,获得刚度的解析表达式。在此基础上分析了刚度与若干桩基设计参数的关系 ,其中包括桩径、桩长、桩的弹性模量以及桩周土与桩端土的弹簧刚度等。