滞回阻尼土中大直径管桩纵向振动响应解析解

考虑土体材料的滞回阻尼和桩周土–桩–桩芯土耦合振动,对黏弹性地基中现浇大直径管桩纵向振动频域特性进行理论研究。假定桩为一维杆,土体为轴对称均匀黏弹性体。采用Laplace变换和分离变量的方法求得桩周土和桩芯土纵向位移频域解,然后利用桩土位移和应力连续耦合条件求得桩顶频域响应解析解。将所得解完全退化到实心桩的解,验证解析解的合理性。分析桩长、土体剪切模量和桩径对桩顶复刚度的影响,得到各参数对桩振动特性影响的规律。分析表明:桩长增大,桩顶复刚度的振荡幅值和共振频率均显著减小,但当桩长增大到一定桩长的时候,增加桩长基本没有影响。土体剪切模量越大,桩顶复刚度的振荡幅度越小,且桩周土剪切模量的影响比桩芯土更为显著。外径的增大或内径的减小,均会使桩顶复刚度的振荡幅值增大。     

路堤荷载下现浇X形桩复合地基承载特性数值分析

以江苏省南京长江第四大桥北接线工程N1标段现浇X形桩软基加固段为工程背景,建立了路堤荷载作用下现浇X形桩复合地基数值分析模型,开展了现浇X形桩复合地基承载机理的分析,并采用现场实测沉降曲线验证了分析方法的合理性.就填土期和运营期地基土固结对现浇X形桩桩身轴力和桩侧摩阻力的影响进行分析,探讨了褥垫层模量、褥垫层厚度、桩体模量、桩端土模量对桩身轴力、桩侧摩阻力和桩土应力比的影响.结果表明:随着路堤的填筑和地基土的固结,桩土应力比先快速后缓慢增加并逐渐趋于稳定,中性点逐渐下移;褥垫层模量和厚度的增加对调节现浇X形桩桩土应力分配有明显的作用;由于现浇X形桩为摩擦刚性桩,桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担,桩端土模量和桩体模量对桩身轴力和中性点位置的影响较小;路堤荷载下现浇X形桩的桩土应力比可在30左右,褥垫层模量建议取为20～50 MPa,厚度为30～50 cm.     

隧道仰拱及基底能量桩热致应力与换热效率现场试验

依托黄土塬区银川—西安高铁驿马一号隧道工程,在隧道仰拱和基底桩基内埋设换热管,搭建能源隧道仰拱-基底能量桩联合热泵系统,实测不同进口温度作用下换热管的进出口水温、隧道仰拱结构和基底桩基的温度、热致应力,探讨黄土塬区隧道仰拱结构及基底桩基的换热效率、热力响应特性与变化规律。结果表明:在现场特定条件下,进口温度与初始地温差值分别为4.7 ℃和14.7 ℃时,隧道仰拱结构温度升幅分别约为3.8 ℃和11.4 ℃,热致轴向应力分别为3.13 MPa和13.86 MPa,热致环向应力分别为2.85 MPa和9.93 MPa,隧道仰拱换热效率分别约为7.86 W?m^-1和24.15 W?m^-1; 单位温升条件下热致轴向应力和热致环向应力分别为0.44 MPa?℃^-1和0.35 MPa?℃^-1; 恒功率运行下仰拱基底能量桩换热效率随进口温度与初始地温差值的变化近乎为一条斜率k=4.1过原点的直线,换热效率维持在50～70 W?m^-1之间,与常规能量桩的换热效率规律基本一致; 桩基周围土体的力学性质受能量桩运行影响有限。     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。     

人工合成透明土的孔隙流体折射率试验研究

针对多种与熔融石英砂折射率相匹配的人工合成透明土无机溶液孔隙流体,系统研究了孔隙流体折射率随温度、浓度(或体积比)的变化规律。试验结果表明,无机物的折射率与无机物溶质的固体颗粒的折射率没有太大关系,而与溶解度即浓度有关系,与离子结构有很大关系,与分子量大小有一定关系;无机物的折射率随着浓度的升高而升高且呈线性变化;无机物的折射率受温度的影响不明显,但是随着温度的升高而降低且呈线性变化。     

高压旋喷桩法在既有高速公路软基治理中的应用

结合江苏省沿海高速公路软基工程实例,介绍了高压旋喷桩法的加固机理、设计方法、施工工艺以及质量控制方法,对施工过程中的路面隆起情况进行监控分析。研究表明,高压旋喷桩技术可以有效处治既有高速公路软基工后沉降问题。本工程实例为后续类似工程优化设计和质量监控提供参考。     

水平荷载桩室内模型试验系统研究

水平荷载下桩周土体的变形特性直接影响桩基的整体水平向承载力特性,然而常规试验手段下,水平荷载下桩体变形特性可以获得,而桩周土体的变形特性很难获得。因此,设计一套基于透明土材料和PIV(particle image velocimetry)技术的水平加载系统及其光学量测系统(主要包括光学平台、CCD(charge-coupled device)相机和线性激光器等),对水平受荷桩在加载过程中桩周土体位移场的发展变化进行非插入式量测;同时通过多切面的土体位移场的测量,得到水平受荷桩桩周土体变形的三维位移场,并与数值模拟结果进行对比分析。试验结果表明,桩顶荷载–位移关系表现为陡降型关系曲线,与典型的密实砂土中水平受荷桩的承载特性类似;在试验条件下,桩体表现为刚性转动破坏,转动支点约在基桩埋深的78%处。     

冻融循环下粉砂中螺旋锚抗拔稳定模型试验研究

目前螺旋锚基础在寒区电力工程中得到初步应用，然而季冻区螺旋锚的冻拔稳定性研究有限，尤其缺少针对输电线路基础受力工况的冻融循环试验研究。因此，针对粉砂中螺旋锚冻拔性能进行了室内封闭系统单向冻融循环模型试验，探讨锚几何尺寸、锚顶约束条件、冻融循环次数及冻结边界温度对螺旋锚冻拔位移发展规律的影响。结果表明，锚盘埋于冻深线以下时，冻拔位移量与锚的抗拔承载力基本相关，未冻土中锚的上拔承载力越大，其冻拔位移越小；承载力相近时，锚盘间距小对抗冻拔有利。锚顶自由时，升温锚顶位移部分恢复；而锚顶作用上拔荷载时，升温过程中上拔位移仍持续发展。大盘径锚和小间距多盘锚抗冻拔效果好，在第3次冻融循环后位移增量趋于稳定。在封闭系统下，相同的冻结时间，冻结边界温度降低会增大锚杆切向冻拔力，从而加剧冻拔位移的发展。所得结论可为季冻区螺旋锚基础设计提供一定参考。     

砂土中浅埋圆或螺旋形锚板上拔承载机理数值分析

针对圆形锚板及螺旋锚基础承载力问题,基于欧拉-拉格朗日单元耦合分析方法,采用可考虑应变软化的改进Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,对砂土中圆锚拉拔过程进行数值模拟.在与单盘螺旋锚离心机试验结果对比验证数值模型有效性的基础上,探讨不同密实度砂土中锚板的拉拔破坏机理,并分析浅埋圆锚的破坏滑裂面形式,以及滑裂面上土体强...     

土木、水利与海洋工程专业工程地质课程思政设计与教学实践

“守好一段渠、种好责任田”，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，是目前高校思想政治教育的重要内容。工程地质课是土木、水利与海洋工程类本科专业基础课，结合课程教学内容与特点，分析了融入课程思政的必要性和迫切性。依托课程知识点挖掘并设计相关思政元素，通过开展实践教学，推进了工程地质一流本科课程建设，研究结果可为土木、水利与海洋类专业的课程思政教学和工作提供借鉴与参考价值。