多年冻土桩基础土体温度场数值分析

针对多年冻土区发生的桩基础冻害问题,利用大型有限元分析软件ABAQUS对多年冻土桩基础的温度场进行了数值分析研究,阐述了伴有相变的土体导热基本方程,确定了温度场计算的几何模型及热学计算参数,对温度场数值计算结果进行了分析。分析结果表明,多年冻土区桩基础冻害与桩周土体温度场有关,桩基础周围土体冻结开始与融化时,靠近桩体上、下表土的温度较其它点处的温度变化快。     

混凝土灌注螺纹桩设计参数的应用研究

采用静载试验及数值计算相结合的方法,分析混凝土灌注螺纹桩桩周土体应力分布情况、螺齿宽度、螺距等桩型参数对螺纹桩承载性能的影响,得出对螺纹桩承载性能的影响规律,以优化桩型设计参数。通过对工程造价的比较,表明螺纹桩与直桩在相同承载力下,造价大大降低。     

原状土人工冻结试验研究

完成了侧向人工冻结条件下,正弦和恒温两种冻结温度、开放和封闭条件下对含水率为23.5%和28%的原状粉质粘土的人工冻结试验。结果表明,含水率23.5%和28%原状土试样的温度场的整体发展趋势相同;自上而下人工恒温冻结试样的冻结锋面的推移要快于正弦冻结试样,在相同冻结温度模式下开放体系下恒温冻结试样冻胀量的增长非常迅速,正弦冻结试样冻胀量的发展较为缓慢。     

多年冻土区高压电塔热桩基础稳定性研究

通过数值方法对多年冻土地区高压电塔热桩基础的稳定性进行了研究.分析了冻土活动层完全冻结和融化时,设计荷载作用下热桩基础的位移变化,并与普通桩基础进行了对比.计算结果表明:在春分日(活动层完全冻结)桩顶水平位移为0.02mm,竖向位移为0.13mm,秋分日(活动层完全融化)桩顶竖向位移为0.31mm,最大水平位移为5.16mm,均小于设计允许值.春、秋分日的热桩荷载位移控制比值的最大值分别为:0.82,0.02均小于1.0,表明水平荷载是杆塔基础设计的控制荷载.在相同荷载条件下春分日热桩桩顶水平位移为普通桩的8%,竖向位移为普通桩的62%,秋分日则分别为普通桩的7.9%和1.4%,可知在冻土地区热桩基础的稳定性明显高于普通桩基础.     

季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验研究

为了研究季节冻土层对冻土墙温度场的影响,基于相似理论开展了季节冻土层影响下冻土墙温度场模型试验.通过水平冻结管形成季节冻土层,竖向冻结管冻结基坑侧壁土体,进行了6种度条件下季节冻土层温的温度场试验.使用无量纲非线性回归公式对试验结果进行了分析,并推导了季节冻土层作用下冻土墙的厚度扩展速度公式和交圈时间公式.结果表明,季节冻土层温度为-12℃,-3℃和无季节冻土层时冻土墙交圈时间分别为10.2,17.5和21 h,而从交圈到达到设计冻土墙厚度的时间分别为12.8,14.3和24.1 h.说明季节冻土层对减少冻土墙的交圈时间和增加交圈后冻土墙的厚度扩展速度都起到了有利作用.回归系数与季节冻土层温度之间具有明显的规律性,能够合理反应和解释试验现象.     

土层锚杆解决特殊条件下基础支护设计

土层锚杆技术经常被用于建设工程的护坡工程中 ,国家已制定了相应的技术法规。本文将该技术使用于结构环境极困难条件下的大型动力机器基础的邻近结构支护工程中 ,并在结构的加固构件未达设计强度、锚杆锚固体未达设计强度的条件下进入使用状态。本文结合工程中的实际 ,就其支护设计的具体问题进行探讨     

控制冻土融化容许值的建筑物通风管基础计算方法

根据传热理论,在现有JGJ118—98《冻土地区建筑地基基础设计规范》中采用的无通风管基础的冻土地基的最大融化深度的计算公式基础上,推导出有通风管基础按容许地基土逐渐融化原则设计的冻土地基最大融化深度的计算公式,首次提出了等效地面温度和等效地面温度系数的概念。首次建立室内采暖条件下通风管复合基础的传热数学模型,并在此模型基础上采用有限单元法对通风管复合基础进行数值模拟分析结合理论推导的方法,得出不同室内地面温度、不同通风管间距时的通风管基础中心下的温度沿深度分布曲线及54个等效地面温度数据,依据最小二乘法原理对以上数据拟合出工程广泛采用的通风管直径为300mm的通风管基础的等效地面温度系数计算公式,从而提出建筑物通风管基础通风面积计算方法,由实际工程设计验证了该计算方法的可靠性与实用性。     

滚压成型灌注螺纹桩承载性能研究

采用静载荷试验及数值计算相结合的方法进行了螺纹桩承载性能的研究.分析了螺齿宽度、螺距等桩型参数对螺纹桩承载性能的影响,对外径相同的直径桩与螺纹桩的承载性能进行了静载荷对比试验研究.螺纹桩单桩极限承载力较相同桩外径的直型桩极限承载力稍高,螺齿宽度对螺纹桩的极限承载力影响非常明显,随螺齿宽度的增加螺纹桩的极限承载力增大;螺距对极限承载力影响也较为明显,随螺距的减小,螺纹桩的极限承载力增大.螺纹桩在低荷载水平下,桩侧阻力沿桩身均匀发挥,桩端阻力较小,随荷载水平的增大,桩端阻力大幅提高,并提出螺纹桩承载力的计算公式.     

基于Stodola法和Gauss-Jordan法计算结构自振特性的研究

在结构动力分析中,计算体系的自振频率和振型是一项非常重要的内容。应用Stodola法可以求出体系的全部自振频率和振型。Stodola法在求解高频时,需要利用振型的正交性对迭代矩阵进行改造,为此,可通过Gauss-Jordan法求出清除矩阵,用清除矩阵右乘迭代矩阵,然后再进行迭代运算,从而保证迭代结果收敛到较高振型和频率。Gauss-Jordan法的引入,简化了整个计算过程,并且易于实现程序化求解。