土钉桩锚联合支护结构变形的三维有限元模拟

在确保安全的前提下,为节约成本,经常在深基坑支护工程中使用土钉与桩锚联合支护结构。但该联合支护结构没有可靠的位移计算方法。为研究联合支护结构变形的规律,建立了三维有限元模型,对其变形机制进行了动态分析。通过与工程监测数据对比表明,三维有限元分析成果与实际监测数据较接近。上部的土钉支护位移呈楔体状,并且滑裂面随开挖深度加大向后缘发展,土钉逐渐远离滑裂面,对整体稳定影响越来越小。三维有限元分析可得到较准确的位移,并可预测各工况变形,为设计及施工提供重要参考。     

地震下单桩动力响应的有限元模拟

采用ANSYS结构分析软件建立了三维有限元实体模型,计算了地震作用下桩—土动力相互作用体系的动力反应,分析了体系的加速度反应、位移反应、桩身应变、桩身挠度、桩身弯矩、桩身剪力和桩土间接触压力等,并探讨了桩土刚度比、上部荷载等参数对桩—土相互作用体系的影响。     

倾斜荷载下群桩基础工作性状的数值分析

为了解倾斜荷载作用下群桩的工作性状,通过数值方法对倾斜荷载作用下的模型群桩进行了三维有限元模拟与分析,对不同大小和倾角的倾斜荷载作用下的群桩内力、位移和弯矩等进行了数值模拟与分析,获得了一些对工程设计与计算有参考价值的结论。     

考虑土分层的搅拌桩支护结构性能研究

将水泥土搅拌桩支护结构及土体视为共同变形的整体,建立了三维有限元模型,选用Drucker-Prager本构模型及非线性增量迭代法,以泉州某基坑为工程原型,利用ANSYS工程计算软件,进行了模型验证,并详细讨论了各支护参数变化时水泥土搅拌桩的位移、应力分布。揭示了地面堆载、墙体厚度、不同土层性质及其分布对搅拌桩位移、应力的影响,墙体位移和应力的关系,分步开挖对搅拌桩位移的影响及合理布置开挖步需考虑的因素。     

云奉高速公路奉节东立交高填方边坡数值分析

借助三维有限元计算机模拟,对云奉高速公路奉节东立交高填方边坡及其支挡结构进行了安全评价.通过有限元强度折减法得到了边坡的安全系数,并且对支挡结构在不同安全系数下的应力,位移和内力等方面进行了计算.基于材料力学提出一种利用三维有限元求解桩内力的简单方法.计算结果表明该边坡晷其支挡结构整体稳定,但局部存在变形过大和超载的问题,并给出了相应的解决办法.     

某围堰工程承台钢板桩围护结构三维有限元分析

应用三维有限元分析,采用增量计算方法,对某围堰工程承台钢板桩围护结构进行了动态施工力学的三维数值模拟。重点分析了施工过程中钢板桩的侧向位移、弯矩、圈梁的弯矩和钢管的支撑轴力等发展规律。研究结果表明,该围堰工程承台钢板桩围护结构设计和施工方案在理论上是安全可行的。     

基于蠕变模型的边坡抗滑桩体系变形时效规律数值研究

通过有限元数值软件ABAQUS建立了理想边坡-抗滑桩体系三维数值模型,采用摩尔库伦模型和Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型对其进行数值计算,具体包括边坡-抗滑桩体系的塑性区、位移、桩身应力应变、桩土接触关系、桩土相互作用的时效规律,并对加桩前后的变形时效规律做对比分析。结果表明:蠕变效应使边坡抗滑桩体系的变形有显著增加,塑性变形首先在坡脚出现,随着时间推移逐步向坡肩发展。坡体位移主要集中在斜面位置,坡面位移最大往土体深部位移逐渐减小。抗滑桩对于治理蠕变变形有良好的效果,不仅显著减少了桩后土体的水平变形值,也降低了桩后土体的变形影响深度。抗滑桩桩前土体仍然产生了向下的失稳滑动变形,该部分土体和桩是脱开的,桩后土体产生了绕桩滑动。蠕变变形导致抗滑桩上的土压力比常规分析中所假设的桩前被动土压力和桩后主动土压力要复杂。     

悬臂桩支护结构变形的有限元分析

结合实际工程,采用有限元分析软件MIDAS/GTS对悬臂式排桩支护结构的内力、位移进行了分析和计算,得到了悬臂式支护结构在基坑开挖过程中桩身侧向位移和受力弯矩的分布特点。     

基于PLAXIS的某深基坑桩锚支护结构的数值分析

运用Plaxis有限元软件对某深基坑桩锚支护结构进行了开挖过程的模拟,并对围护桩水平位移及锚索内力的计算值与实测值进行比较分析。结果表明:支护结构的位移及内力都处于可控状态,桩锚支护结构用于宽大深基坑是可行的;围护桩水平位移计算值与实测值的变形曲线基本一致,锚索内力的变化趋势基本相同,通过Plaxis进行的基坑开挖模拟计算是可行的。     

对桩承结构上下部水平抗震理解的联合预估

结合平面动力有限元与简化三维集中质量法(S-R模型)对水平地震作用下的群桩-土-结构体系的动力性能进行了理论预测,可用来计算不同构型、桩数、土层属性下的结构系统动力反应。算例分析表明,由于土与基础的参与,考虑相互作用后结构位移及层间位移反应增大;受结构、桩基础及土层属性等多因素影响,结构内力在某些地震频谱作用下反而会有所增加,而固基情形下的加速度反应谱曲线对相互作用的反应结果并不一定形成包络,两种方法在对相互作用结构进行动力反应的量化数值分析和定性评价上均有良好的一致性。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.