柔性长短桩组合型复合地基离心模型试验研究

开展了柔性长短桩组合型复合地基和传统的等长桩复合地基2组离心模型试验,研究路堤荷载下柔性长短桩组合型复合地基的加固机理。试验中路堤表面关键点处设置位移计,布设分层沉降标示点,在土层不同深度处埋置孔压传感器和土压传感器等。试验结果表明：长短桩组合型复合地基中长桩的桩土应力比明显增大,并且在总桩长相同的条件下比等长桩复合地基更利于控制总沉降和侧向位移。     

软土中大直径超长群桩位移的实用计算方法

从单桩m法入手,提出了软土中大直径超长群桩位移计算的方法。将单桩分析与承台以及群桩分析结合起来,考虑了底部转角、有效桩长的作用,以及大直径超长群桩受水平力转动所引起的弯曲和压缩的影响。利用Matlab软件,对所推得的公式进行编程,计算验证,讨论了不同桩距和不同桩径时的各种情况。将计算结果代回单桩公式中,可得桩身的位移和应力曲线,整个计算方法成为一个闭合循环的求解过程。以安徽省某长江大桥锚碇基础的群桩为例,选用实际数据进行分析计算,并与三维有限差分法的计算结果进行对比,发现该方法具有较高的实用价值。     

软弱土层自由场动力离心模型试验

软弱土层中自由场地震响应离心模型试验中,采用层状剪切箱,研究了软弱土层中不同强度地震荷载作用下场地的响应。研究结果表明：地基土的地震响应与地震强度条件密切相关,地表地震加速度放大系数随着基岩入射地震强度的增大而减小,并且对土体的侧向位移和地表沉降等存在显著影响。     

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E₅₀^ref对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。     

山区超高加筋土路基力学行为的有限元分析

以十堰至房县高速公路为例, 采用弹塑性有限元程序, 对山区某超高加筋土路基修筑过程中的双向位移、土压力、剪应力以及加筋体轴力与位移分布等力学行为进行数值分析。研究结果表明:① 加筋体内及加筋体后填土内侧向土压力不大, 垂直土压力主要为填土自重应力;② 加筋土路基底部混凝土圬工挡墙承受较大的侧向压力, 墙趾承受较大的压力与剪应力, 应保证基础平台的稳定性;③ 加筋体最大拉力出现在路基底部, 墙面最大水平位移出现在路基中部, 底部格栅后端承受一定的压应力, 可通过对混凝土圬工挡墙后的填土进行压实控制。研究成果可为山区超高加筋土路基设计方案提供参考, 同时对其他类似工程的数值分析具有一定的理论借鉴意义。     

基于有限体积法的三维CFD-DEM耦合方法

本文基于有限单元法对流体控制方程进行离散,并与离散单元法进行三维流固耦合计算。首先,针对多孔介质土体选取合适的控制方程,包括流体运动方程、颗粒运动方程及流固相互作用方程。然后将编译的计算流体力学程序引入离散单元法中进行耦合计算。最后,针对单颗粒沉降进行了数值模拟,结果表明:颗粒在刚开始下落时,速度增加较快,然后增加速率逐渐变缓并趋于稳定;随着颗粒的不断下降,其所受拖拽力随着时间先迅速增加,然后逐渐与浮重力一致;颗粒下降速度稳定后,水压(扣除静水压力)在颗粒附近呈蝶翼状分布,且颗粒上方为负压,下方为正压;颗粒下方水流向两侧外流,而上方水流向颗粒上方汇聚。以上研究结果表明此次编译的计算流体力学程序能够很好地和离散单元法进行耦合,并可用于研究多孔介质流固耦合问题。     

K0应力条件下砂土小应变剪切模量研究

利用带弯曲元波速测试的三轴仪对不同密实度下饱和丰浦砂进行了侧向静止土压力系数K₀固结试验,旨在得出丰浦砂在不同密实度下K₀值,并通过弯曲元波速测试计算K₀固结条件下饱和砂的小应变剪切模量。研究表明:随着砂土密实度的增加,K₀变小。同时,确定了K₀固结下砂土的小应变剪切模量G₀随有效围压和密实度的变化,并确定了G₀预测公式中的参数A和n的值。基于试验成果,进一步尝试建立了丰浦砂K₀系数和其小应变剪切模量G₀的关系。     

基于协同破岩的TBM刀盘优化策略

岩石隧道掘进机工作时的刀具受力情况是影响刀盘破岩性能的关键。为了分析滚刀之间的协同破岩效应,提出3种基本的协同破岩模式,并将多把滚刀协同破岩过程等效为3种破岩模式的组合。不同破岩模式下,滚刀切割岩石的先后顺序不同,结合线性切割试验,证实了不同模式下3种滚刀力等级的大小关系。以引汉济渭岭北隧洞TBM工程为背景,研究得出名义磨损量与破岩模式的叠加效应具有较强的相关性,其中,由内而外模式占比与滚刀名义磨损量具有明显的正相关性,据此提出了考虑刀具磨损量的TBM刀盘刀具优化策略。     

海上风电机组基础浪致疲劳分析

给出了海上风电机组基础波浪荷载导致的疲劳损伤计算方法。基于随机波浪理论,依据海浪谱将随机波浪转换为一系列线性波的组合,由Morison方程计算得到波浪荷载并进行线性化。根据线性波浪荷载作用下结构的动力分析,求得结构响应并计算得到频域范围内的结构应力传递函数。根据海浪谱和应力传递函数,进而得到结构的热点应力谱。由某海域的海况分布,依据Miner线性累计损伤准则,通过假定结构长期热点应力分布为短期Rayleigh分布的组合,计算得到结构在设计周期内的累计疲劳损伤。以某单桩基础为例,验证了计算方法的可行性。计算方法对海上风电机组基础的浪致疲劳设计具有参考价值。     

模型固废三轴固结不排水剪试验及孔压分析

采用草炭、石英砂、高岭土按质量比0.5∶1∶1及1∶1∶1人工配制模型固废。通过应力路径三轴仪,对模型固废开展了固结不排水三轴剪切试验研究,获得其强度特性及孔压变化特性。通过两种不同草炭含量模型固废试验结果对比表明,高草炭含量模型固废在相同应变条件下的剪应力比低草炭含量的大,说明草炭含量增加将使得固废内部颗粒相互作用增强,更有利于其强度发挥。根据不排水剪切过程中孔压的变化特性,获得了草炭含量对孔隙水压力系数的影响规律,得出了固废达到破坏条件时该系数的范围,并与以往真实固废的试验结果进行了对比。