考虑散体拱效应的筒仓仓壁侧压力计算方法

散体储料中水平拱对筒仓仓壁侧压力的影响较大,以筒仓仓壁面、平衡拱面和滑动面所包围的储料作为隔离体模型探究仓壁侧压力,对隔离体中单位微元受力分析,提出了考虑粮拱效应的筒仓仓壁侧压力计算方法,并将其仓壁侧压力计算结果与其他未考虑粮拱效应理论、有限元结果、实仓试验结果进行对比分析。结果表明：相较于其他未考虑粮拱效应的理论、有限元结果,该计算结果略大,说明粮拱效应会使仓壁侧压力有一定程度的增大;仓壁侧压力计算结果与实仓试验结果基本吻合,一定程度上验证了该计算方法的有效性。研究结果可为解决筒仓结拱、筒仓超压等问题提供理论依据。     

微型桩加固堆积层膨胀土滑坡桩间土拱效应试验研究

基于相似理论,在1 200mm×1 200mm×1 000mm的模型框架中设计制作了微型桩加固滑坡模型.选用从陕南地区采集的膨胀土为滑体材料,在滑面以上微型桩前不同深度处,埋设土压力盒,测量滑坡形成过程中土压力,对土拱效应进行了研究.结果表明：降雨阶段的土拱效应较弱;随着土深的增加,微型桩前土拱压力增大;桩间距增大,桩前土拱效应逐渐减弱.最佳土拱效应时,桩间距为（8～10）d（d为桩径）.     

基于土拱效应的抗滑桩桩距优化设计

抗滑桩桩距的大小直接影响抗滑桩结构和工程造价。以杭长铁路某边坡为例,采用单排抗滑桩支护方式进行加固,结合现场监测与数值模拟方法研究不同桩距时的桩间土拱效应、桩身应力及边坡安全系数的变化规律,从经济与安全两方面综合考虑选取最优桩距,优化后桩距从5.16m增为5.5m,经济上可节约11%。     

疏桩的承载性能和土拱效应

疏桩在软土地区的应用可以分为两个方面：疏桩复合地基和疏桩基坑支护。本文针对疏桩基础中的摩擦桩,采用弹性力学中的Mindlin-Geddes解和Boussinesq解联合求解的方法,分析了疏桩基础的附加应力场。通过对比不同桩间距下的桩土荷载分担比的变化规律,分析了软土地区疏桩间距的合理范围。同时对疏桩水平方向上存在的土拱效应,采用三维有限元数值方法模拟了桩间距对疏桩成拱的影响,得出了产生土拱的最大桩间距范围在6～8d之间。针对疏桩复合地基的沉降控制计算方法,本文总结出应用Poulos弹性理论法计算单桩沉降和复合地基方法计算群桩沉降。     

考虑时效和土拱效应桩 锚基坑土压力计算方法

根据横向受荷桩的p-y曲线方程,引入时间效应因子,考虑到土拱效应对桩-锚支护结构土压力的影响,提出了一种新的土压力计算方法.该方法既考虑了支护结构位移非线性的影响,又包含了时间效应和土拱效应对土压力的贡献.算例表明,该方法与实测结果比较相符.对墙土摩擦角部分发挥和全部发挥对土压力的影响进行了探讨.结果表明,墙土摩擦角的发挥程度对锚杆处的土压力有一定的影响.为安全起见,建议在涉及土拱效应的工程计算中,按墙土摩擦角充分发挥进行计算.     

考虑土拱效应挡土墙绕墙底转动的主动土压力

采用库仑土压力理论的假设,通过研究刚性挡墙绕墙底转动极限状态土体内主应力拱形状,计算了土层平均竖向应力和剪应力,得到了对应于不同内摩擦角和墙土摩擦角的侧土压力系数和水平摩擦系数的理论公式。将其用于水平微分单元法求解挡墙绕墙底转动时的主动土压力,得到了挡土墙主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的理论公式,分析了填土内摩擦角和墙土摩擦角对土侧压力系数、水平摩擦系数、土压力强度、土压力合力、土压力合力作用点的影响,并与模型试验数据进行了比较。     

基于应力叠加的群桩效应系数的研究

根据附加应力叠加原理，逐步推导得到不同布桩形式的群桩效应系数计算公式。计算表明，当桩数、桩长、桩径相同时，单位承台面积上的群桩效应系数，呈梅花形布桩的最大，呈矩形布桩的次之，呈正方形布桩的最小。因此，呈梅花形布桩群桩是较好的选择。这为苏通长江公路大桥主桥超长大直径群桩基础选择呈梅花形布桩提供理论依据。     

深基坑空间效应机理及考虑其影响的土应力研究

以坑周土体为研究对象,根据土体中土拱效应及滑裂面的相对位置关系分析深基坑工程空间效应的形成机理;根据受空间效应影响土体微元和不受空间效应影响土体微元的应力状态,推导考虑空间效应的支护结构土正应力计算公式.研究表明:空间效应的本质为坑周土体中的拱效应对支护土正应力和变形等特性的影响,研究空间效应时采用基坑长深比更合理;考虑空间效应的土正应力计算公式可以精确地计算支护结构上某点处的土正应力值,是关于该点深度和至坑角距离的二元函数,弥补了基坑设计规范中土正应力计算公式只与深度相关的缺陷.算例表明,该公式可以反映支护结构上土正应力的整体分布情况.     

考虑竖向附加力和温度应力作用的双层井壁结构优化计算

为分析竖向附加力和季节性温度应力对井壁应变和应力发展规律的影响,并对井壁结构进行相应的优化,利用有限元软件ABAQUS建立了某双层立井井壁在自重、水平地压、竖向附加力和季节性温度应力共同作用下空间受力模型.通过相似理论分析可确定在既定井壁温度场条件下,井筒内、外壁受力状态主要受3个可变因素(外壁与内壁的厚度比Do和Di弹模比Eo/Et以及内、外壁之间摩擦系数μ)的影响.通过L9(34)正交数值试验,获得了以上3个因素对井筒内、外壁受力大小的影响程度.根据正交试验结果可知,选择合适的内、外壁摩擦系数并提高外壁与内壁厚度比可改善双层井壁的整体受力状态.     

非饱和土诱导减载涵洞的竖向土压力研究

为准确计算诱导减载涵洞的主要荷载,采用圆弧小主应力轨迹描述诱导减载涵洞上方回填土拱效应,以推导考虑土拱效应的滑移面土压力系数表达式,继而基于非饱和土的双应力状态变量强度理论确定滑移面摩擦切应力,建立诱导减载涵洞顶部的竖向土压力解析解,结合等沉面高度求解给出应用步骤,最后对比文献现场实测进行正确性和适用性验证,并定义减载率分析基质吸力及分布形式、吸力角、减载材料厚度和变形模量等因素的影响特性。结果表明：所得涵顶竖向土压力解析解可合理反映基质吸力及分布形式、土拱效应、减载材料性能和等沉面高度的综合影响,完善了诱导减载涵洞设计理论;非饱和土强度提升使摩擦作用增强与等沉面下降同时发生,基质吸力和吸力角对减载率具有双重影响,表现为减载率均先增大后减小,且均布吸力下双重影响更为明显;减载率随减载材料厚度增加而非线性增大并趋于稳定,但随减载材料变形模量增加非线性减小。     

PC箱梁腹板竖向预应力扩散效应测试分析

为了研究箱梁腹板在竖向预应力作用下的应力扩散效应,将箱梁腹板视作狭长矩形薄板,以多对力作用在该薄板模拟腹板在竖向预应力作用下的应力场,导出竖向正应力的解析解,并采用最小二乘法原理得其数值解。引入应力均匀度参数λ和应力水平系数κ,计算得相应截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值对竖向预应力筋间距s较为敏感;在保证λ值和κ值大于0.95的前提下计算得适合工程精度的腹板竖向预应力扩散角α,并进行多项式拟合。通过实桥测试腹板竖向应力扩散效应,同时采用有限元软件模拟计算,结果表明在竖向预应力筋作用下,腹板应力扩散效应明显,在腹板的上部和下部,两根竖向预应力筋之间存在应力空白区,在腹板中部竖向应力都比较均匀。     

双排桩多层土拱效应分析及计算理论

为了解决滑坡推力在双排桩上的分配及前排桩桩土土抗力确定等问题,从双排桩的多层土拱效应入手,分析了2种类型的土拱(端承拱、摩擦拱)在拱脚处的力学特性,推导出2种类型的土拱所能承载的极限承载力,然后对滑坡推力在前排桩的分配、桩前土抗力、前后排桩间距等问题进行研究分析,得到如下结论:当双排桩能够完全抵挡滑坡推力时,桩前土抗力几乎不存在,后排桩承担的滑坡推力大于前排桩承载的滑坡推力;当双排桩不能够完全抵挡滑坡推力,桩前土体存在抗力,前、后排桩承载的滑坡推力相同;且前、后排桩间距不应小于前排桩端承拱的矢高加半个拱厚.最后通过算例对得出的结论进行了验证.     

考虑滑移效应的体外预应力波形钢腹板梁桥的应力增量

体外预应力筋的应力增量在波形钢腹板梁桥理论中至关重要。在已有的应力增量计算方法中,适用于波形钢腹板梁桥的方法相对较少,考虑预应力筋滑移效应的更少。为研究适用于波形钢腹板组合梁体外预应力筋应力增量的计算公式,考虑在转向块处体外预应力筋与混凝土之间滑移效应的影响,通过分析预应力筋的变形和结构整体变形的几何关系,推导出对称荷载作用下的应力增量计算公式。结合现有试验数据,利用Ansys建立了实体模型,使用非线性弹簧单元Combin39来实现预应力筋的滑移效应;并将求得的计算值与试验值和模型值进行比对分析。结果表明：推导的应力增量公式计算值与波形钢腹板组合梁试验值吻合较好,验证了该方法的适用性;考虑滑移效应影响时,结构的整体挠度和应力增量增大,承载能力降低。     

竖向荷载作用下夯实水泥土楔形桩桩身峰值应力变化规律研究

运用数值模拟与试验验证相结合的方法,研究竖向荷载作用下夯实水泥土楔形桩桩身峰值应力变化的规律。研究结果表明,当楔形桩楔角相同时,桩身峰值应力所对应的深度基本为一个定值,且与竖向荷载大小关系较小,进而提出桩身峰值应力深度比的概念;桩身峰值应力深度比与楔形桩楔角的关系,在数值上可以近似用直线与抛物线分段拟合,且拟合程度较高。     

考虑应力松弛效应的球头-锥面密封性能分析

建立了考虑应力松弛效应的球头-锥面密封有限元模型,并采用这一模型获得螺母残余预紧应力及球头-锥面间接触应力随蠕变时间的变化规律. 在此基础上,依据Roth提出的泄漏模型推导出考虑应力松弛效应下球头-锥面密封泄漏率的计算公式,并采用这一公式获得不同工况参数下考虑应力-松弛效应的球头-锥面密封泄漏率随蠕变时间的变化规律. 本文在球头-锥面密封性能分析中实现了应力松弛效应影响的嵌入,这一研究不仅有助于球头-锥面密封性能分析技术在其工程分析设计中的实用化,也在一定程度上对球头-锥面密封性能研究理论体系和方法有所完善.     

不同应力状态土的动强度问题

土的动强度与静强度之关系 ,国内外学者的研究成果不尽一致 .通过工程实践及试验 ,土的动强度与土体的原位应力状态直接相关 .当K0 (=σ1/σ3)等于 1 0时 ,土的动强度最低 ;不论K0 >1 0或K0 <1 0时 ,即土体存在偏应力时 ,土的动强度都随之增长 .K0 又随土的固结状态之不同而不同 .因此 ,研究土的动强度必须与研究土的原位应力 (土的固结状态 )同时进行 ,并按土的原位应力状态进行土的动强度试验才能得到满意的结果     

基于Mindlin解的单桩侧阻应力系数埋深效应初探

Geddes解采用的集中荷载,起始点在弹性半无限空间表面.应用于工程实践时,计算埋深较浅桩在土中产生应力的影响误差较小,随着建筑群桩基础埋置越深,有的已超35 m,误差会更大.此外基桩侧阻模式分布比较复杂,常常需要分解为几个基本侧阻形式,有的侧阻应力起点并不在地表.以Mindlin解为基础,参考Geddes解,将积分起点设在距离空间表面一定深度a处,从而得到具有埋深a的Geddes解析解,并与原Geddes解进行了简单比较.相对于沿袭Geddes解的做法,本计算式显然更为精确.     

抗滑桩桩间土土拱效应有限元分析研究

采用二维有限元技术分析矩形抗滑桩桩间土土拱效应问题,得知在一定的桩间距下桩土效应较为明显,并通过案例对桩间距和桩问土粘聚力对桩土效应的影响作了分析,提出土拱效应的存在条件,土的性质对土拱效应的影响,得出工程实际中合理的桩间距.     

抗滑桩的桩间土拱和临界间距的探讨

在抗滑桩桩间土拱力学特性分析的基础上，提出了以桩间土体的Mohr-Coulomb破坏准则、土体的力学平衡和桩间土体的绕流阻力计算共同控制来确定临界桩间距的方法，并得到了较为合理的桩间距的计算公式。定量说明了在其他因素不变的情况下，临界桩间距随桩后土体的粘聚力和内摩擦角的增大而增大，随桩后滑坡推力的增大而减小。最后以一工程实例说明了桩间距的计算过程，得到了比较合理的结果。     

基于Terzaghi方法的桩承式路堤中土拱效应算法改进

在桩承式路堤土拱效应分析中,考虑路堤填土实际处在极限主动平衡状态与静止平衡状态之间的工作状态,基于对Terzaghi土拱效应模型的改进,得到了桩土应力比和等沉降面高度计算式,其中取静止土压力系数和主动土压力系数之和的一半作为模型中土体的侧向土压力系数。研究结果表明：改进的桩土应力比理论计算值总体上与实测值非常接近,说明了该模型具有一定的合理性。