自锚式悬索桥主缆锚固段试验模型加载反力系统

为研究主跨600m自锚式悬索桥主梁主缆锚固段的力学性能和传力机理,需进行总荷载达1 296t空间加载的大型缩尺模型力学性能试验。通过方案设计、理论分析,提出了1套由千斤顶、纵向反力架、侧向反力架及竖向反力架组成的空间加载反力系统。加载方案将实际模型的主缆拉力改为等效加载的推力,以主缆散索锚固段作为加载点,并设计钢箱-混凝土组合加载承压垫块,采用4台千斤顶搭配纵向反力架对试验模型进行空间加载,模拟实际加载效应;为平衡试验模型因承受偏心加载而产生的水平分力,并限制模型侧向水平位移,加载反力系统设置侧向水平反力架;通过竖向反力架来平衡千斤顶空间加载产生的竖向分力,避免模型锚固横梁下部与支座脱离;采用抗剪锚杆群将加载反力有效传递至反力地板。对试验模型及加载反力系统的各部分构件、接触方式及边界条件进行非线性有限元分析。理论分析结果与试验实测结果比较表明:该加载反力系统受力明确,反力体系在2.0倍设计最大主缆力工况下处于弹性受力状态,具有足够的承载力且刚度满足要求,可安全有效地对试验模型进行加载。     

软黏土地层盾构隧道开挖面稳定性离心试验研究

针对软黏土地层中隧道开挖面稳定性开展离心模型试验,由远程控制模型推进模拟隧道开挖面被动渐进破坏。通过数字图像处理分析技术对开挖面被动渐进破坏模式进行了探究,结合相应数值模型对比,分析了开挖面极限支护压力以及地表变形规律。研究结果表明:在开挖面被动破坏状态下,隧道仰拱处首先出现与水平方向近似成45°+φ/2向上发展的滑动破裂带,当其发展接近隧道拱顶时,拱顶滑动破裂带形成,两滑动破裂带呈漏斗状向上逐步发展至地表;随着模型向前推进,开挖面压力前期呈现线性快速增长趋势,随后土压力增速逐步减小,开挖面压力值最终趋于稳定,分析确定软黏土地层开挖面被动破坏状态下的支护压力可控制在1~1.9倍的静止土压力;开挖面被动破坏会引起前方地表产生隆起。     

软土地基刚性桩复合地基动力离心模型试验

采用离心机-振动台系统对饱和软土地基中连续地震作用下上部结构-性桩复合地基体系的抗震问题开展试验研究。试验分析了结构和基础模型在水平输入地震作用下的加速度、位移以及桩身应变等响应规律。结果表明,基础板与桩顶之间设置砂垫层利于削弱传递到上部结构的水平地震力作用,发生较大地震时能有效减小上部结构的加速度响应;地震结束时基础瞬时沉降随地震强度增加而增大,但震后长期再固结沉降随地震强度变化不大;受周围土体地震软化行为影响,群桩荷载分担比例在震后有所降低;桩身峰值弯矩沿桩长分布形式明显不同于传统桩基础,且弯矩峰值较常规桩基减小不少。     

隧道中气囊阻漏的工作机理及模型试验研究

近年来,地下隧道工程发展迅速,在建设和使用过程中的突发事件也层出不穷。地下隧道常经过含水丰富的土层或岩层裂隙发育地带,因此容易发生渗漏或者涌水突泥的问题。为减少工程损失,需尽快将涌水区隔离,为进一步的处置争取时间。采用大尺寸橡胶气囊进行隧道挡水,是通过快充而膨胀的气囊与隧道内壁之间产生的摩擦力抵消水压力,将水阻隔在气囊一端,避免涌水面积扩大。本文假设气囊材料不可拉伸,内部气体满足理想气体状态方程,通过分析气囊的受力情况和边界条件,对气囊在充气过程中和一端有外力时的形状和受力特点试验和理论研究,得到气囊受到外压时整体形状和内部气压的理论公式,以及外压与内压的关系,提出气囊阻水的设计计算方法。通过模型试验对变化规律、公式和气囊失稳方式进行了对比分析,研究结果表明,隧道中气囊正常工作需同时满足3个控制条件:(1)一端的外压必须小于气囊的内压;(2)气囊的张拉力必须小于气囊材料的抗拉强度;(3)外荷载推力必须小于气囊与隧道壁之间的最大摩阻力。通过理论研究所得的气囊失效机理和内压增长规律与模型试验所得结果有较高的一致性,研究成果可作为隧道中大尺寸胶囊设计的依据。     

磁性岩土相似材料物理力学性能试验研究

地质力学磁力模型试验能够模拟实际工程中的复杂情况,从而确定现场中难以确定的问题。而磁性岩土相似材料与原型材料的力学性能参数是否相似,是地质力学磁力模型试验是否可靠的重要因素,为了保证模型试验结果的可靠性,需要对磁性岩土相似材料进行试验研究。由于岩土中岩体与结构面力学性能相差很大,将岩土相似材料分为岩体相似材料与结构面相似材料分别研究,选取铁粉、石英砂、粘土为岩体磁性相似材料,选取铁粉、重晶石粉、石膏为结构面相似材料。测量相似材料的密度、抗压强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比等力学性能参数,研究材料含量与物理力学性能变化之间的规律,为地质力学磁力模型试验提供指导。     

砂土地基中根式抗拔桩承载性能模型试验

为探究根式基础在抗拔承载工程应用优势,文章针对砂土地基中等截面桩和根式桩进行了模型试验,模型桩选用砂纸界面并施加上拔荷载进行试验,得到桩身轴力变化曲线、桩周80mm砂土地基土应力变化曲线,计算得到桩身轴力及桩周砂土地基主承载区。根据试验结果得出桩土界面粗糙度越大抗拔桩极限承载力越高,根式桩在根键截面位置处出现轴力骤减趋势,根键布置使得桩周砂土地基主承载区下移,并进一步分析得到根键交错排列方式有助于提高根键发挥效率和抗拔承载力。     

我国离心模拟试验技术的现状和展望

<正> 一、概况 离心模拟试验技术是岩土力学和岩土工程领域中的一项新技术。对这项技术的研究,国外在30年代就已起步。由于离心模拟技术的独特优点,对模拟以自重为主要荷载的岩土结构物的性状特别有效。因此国内几家科研单位也于80年代初开始研制离心机,致力于发展我国自己的离心模拟试验技术。1991年6月在上海铁道学院举行的第二届全国离心模拟试验技术学术讨论会是近四年来我国在该项技术发展的一次检阅。     

秦岭特长公路隧道火灾温度场分布试验研究

特长公路隧道火灾，补救图难，易造成严重损失，是影响隧道安全运营的一个关键因素。借助火灾模型试验，以火灾规模和通风风速作为两个主要的影响因素，研究了火灾时隧道内温度场的纵向及横向分布规律，以及火灾时温度场的扩散范围。并根据试验成果对秦岭隧道结构的防火措施、设备的布置方案、火灾时通风风速的设定以及行车距离的限制等给出了合理的建议。     

混凝土空心砌块芯柱与构造柱体系模型试验的研究

为了研究 8度区建造小砌块砌体房屋的抗震性能 ,我们先后进行了两幢模型房屋的静力和振动台激振试验。试验结果表明 :(1)采用常规的芯柱体系 ,8度区建造六层小砌块房屋可以满足设防要求 ;(2 )采用芯柱和构造柱组合承重体系 ,8度区建造九层小砌块配筋房屋 ,可以满足抗震设防要求 ;(3)采用芯柱和构造柱承重体系 ,比常规的芯柱体系具有明显的优越性 ,值得大力提倡和推广     

土工离心模型试验及其应用的发展趋势

土工离心模型试验及其应用的发展趋势濮家骝（清华大学水电系，北京，１０００８４）１概述在许多工程学科中，常常需要用小比尺的物理模型去揭示和分析现象的本质和机埋，以验证理论和解决工程实际问题，如水利工程中的水力学模型，航空工程中的风洞试验都是行之有效的物...