底脚基础荷载对隧洞衬砌设计的影响

在现有建筑物的紧下面开挖隧洞,或在现有隧洞附近兴建新的建筑物,在确定设计荷载时,必须考虑建筑物基础应力的传递。本文就园形隧洞附近有底脚基础的情况研究了荷载传递对隧洞与围土相互作用的影响。研究系以在波恩鲁尔大学土工离心机上所作的一系列物理模型试验为基础。把试验结果同隧洞设计通常采用的电算结果作了比较。对离心模型试验和电算的边界条件作了说明。针对隧洞设计,对主要研究结果作了解释。     

底脚基础荷载对隧洞衬砌设计的影响

在现有建筑物的紧下面开挖隧洞,或在现有隧洞附近兴建新的建筑物,在确定设计荷载时,必须考虑建筑物基础应力的传递。本文就园形隧洞附近有底脚基础的情况研究了荷载传递对隧洞与围土相互作用的影响。研究系以在波恩鲁尔大学土工离心机上所作的一系列物理模型试验为基础。把试验结果同隧洞设计通常采用的电算结果作了比较。对离心模型试验和电算的边界条件作了说明。针对隧洞设计,对主要研究结果作了解释。     

饱和中密砂地基中浅基础承载力与变形特性模型试验研究

采用土工鼓式离心模型试验技术,针对饱和中密砂地基的荷载-位移关系、地基承载力系数与基础宽度的关系以及基础尺寸效应等问题进行了研究,对离心模型试验结果的分析方法进行了改进。研究结果表明在有基础埋深情况下,当砂土相对密实度增加时,竖向荷载-位移曲线的斜率在V/D=0.15以后的变化趋势比较明显;随着基础宽度的增加,竖向荷载-位移曲线的初始斜率逐渐增加;将确定地基承载力特征值时所采用的V/D设定在0.015~0.05的范围内时,试验得到的承载力系数N_γ与承载力公式的结果比较接近;当基础宽度>2.0 m时,承载力系数的基础尺寸效应随着地基相对密度的增加而逐渐明显。     

土工离心机振动台及其试验技术

利用土工离心机振动台进行模型试验是研究土工材料及其建筑物在地震荷载作用下动力特性的有效手段.这一先进的地震模拟方法在国外已得到大量应用,在国内却刚刚起步,为此中国水利水电科学研究院计划在现有大型土工离心机基础上,建设一台高性能的离心机振动台.本文分析了部分国外离心机振动台的主要特点和研究现状,介绍了中国水利水电科学研究院拟建的离心机振动台及其主要技术参数,同时介绍了动力离心模型试验所需的相关附属设备和试验技术.     

岸坡稳定的离心模型试验和有限元计算分析

结合上海宝山钢铁连铸工程基础的静、动力稳定问题，同时有采用土工离心模型试验和有限元计算进行分析，两种方法的结果能相互印证，其结论更具说服力。     

岸坡稳定的离心模型试验和有限元计算分析

结合上海宝山钢铁连铸工程岸被基础的静、动力稳定问题，同时采用土工离心模型试验和有限元计算进行分析，两种方法的结果能相互印证，其结论更具说服力。     

基于LXJ-4-450平台的土工离心模型试验研究

土工离心机是岩土工程领域最有效的物理模拟手段之一。近年来,随着现代液压、电控及测试技术的飞速发展,土工离心模型试验技术水平显著提升,应用领域也不断拓展。本文基于中国水利水电科学研究院的LXJ-4-450离心模拟试验平台,对新型机载设备及相应的试验成果进行总结,综述了近年来土工离心模型试验的研究进展。具体而言,研制了模拟污染物迁移的离心试验装置,探讨了污染物在土壤中的迁移机理;研制了离心模拟爆炸试验装置,验证了冲击波及气泡脉动在超重力场下的相似关系;研制了离心模拟溃坝试验系统,揭示了土坝漫顶破坏机理;此外,配置了世界首台水平、垂直双向离心机振动台,揭示了饱和砂土地基液化机理及地震动传播规律;开发了基于液压系统的离心模拟试验大荷载施加方法;最后,对中国水科院新建的大型土工离心机试验平台进行了介绍。     

无纺土工织物加固堤坝的离心模型试验

无纺土工织物加固堤坝的离心模型试验中,采用倾斜模型和对模型施加垂直荷载.试验结果表明:增加无纺土工织物的加筋长度能够加强堤坝的稳定.假设圆弧滑动面的稳定分析说明了与离心模型试验很好的一致性.     

土工格栅层间距对地基承载力影响细观研究

土工格栅加固地基已经成为一种常见的地基加固方式,其中土工格栅层间距的合理布置直接影响了土工格栅地基的承载力和建造价格。通过在已有加筋土地基模型试验采用PFC2D软件建立土工袋格栅加筋土地基颗粒流计算模型,研究土工格栅加固地基作用机理以及土工格栅层间距布置对地基承载力的影响。结果表明:土工格栅加筋土地基颗粒流模型计算结果与已有模型试验结果基本一致,验证了计算模型的合理性;土工格栅利用自身抗拉能力,能够显著提高地基承载力;随着土工格栅布置层数增多和层间距减少,地基承载力不断增大,增大幅度逐渐减小。研究结果可以为土工格栅加固地基设计及验算提供参考。     

水平荷载下底梁式全直桩码头横向荷载传递规律

针对常规内河全直桩高桩码头抵抗水平力差的缺点,提出了底梁式全直桩高桩码头结构,并对此结构进行了室内模型试验和数学模型试验.在室内模型试验中首先利用方程分析法和量纲分析法作相似分析,得到试验模型相似参数,然后通过一系列的前期土工模型试验对模型材料进行配制和选定,并在此基础上进行水平荷载作用下的码头结构-桩-土的试验.通过对比分析两种方法在水平荷载作用下结构的桩身位移、应变、弯矩和剪力,以及横梁和靠船梁的轴力,从而探讨结构的横向荷载传递规律.结果表明底梁式全直桩码头能较好地抵抗水平力的作用,可供同类工程设计参考.     

船锚在软土中的运动形式研究

船锚在软土中由于风浪的作用会随着船舶而移动,这可能会造成海底预埋电缆被损坏。堆石保护是当前普遍采用的对海底电缆进行保护的方法,但是对这种保护措施至今还没有成熟的施工规范。为了完善海底电缆堆石保护的各项设计参数,研究船锚在软土中的运动规律是非常必要的。在锚爪二维非线性有限元分析的基础上,建立了船锚运动轨迹与其屈服荷载之间的本构关系,结合锚链在软土中的研究成果,提出一种新的船锚运动轨迹预测计算方式。最后,根据荷兰Deltares科研所计划实施离心机试验的计算参数,对试验结果作出模拟预测：     

拱坝-坝肩整体动力稳定性的离心模型试验

采用离心模型试验方法研究拱坝-坝肩系统的动力抗滑稳定,以及拱坝在动力荷载作用下的破坏机理。采用以脆性材料制作的模型拱坝进行离心模型动力试验,测定模型拱坝在谐波荷载作用下的动力反应,得到了结构从完整到破坏的全过程,揭示了模型拱坝的动力反应特性和破坏机理。试验结果同时表明,离心模型动力试验对于研究拱坝-坝肩系统的静、动力稳定是一种有效的手段。     

海上电气平台动力模型试验设计

为了满足海上大型风电场的开发需求,有必要建立系统的海上电气平台设计和安全评价体系,其有效性需要通过海上电气平台整体结构动力模型试验进行验证。联合考虑弹性相似律和弗劳德数(Froude)相似得到水弹性相似律,以水弹性相似律为基础得到电气平台各参数之间的相似关系,完成海上电气平台整体结构试验模型的设计。在海上电气平台动力模型试验中引入水弹性相似律保证了结构原型与模型间的动力特性以及水环境的相似关系;并通过引入牛顿相似律对冰荷载进行了相似转换。采用海洋平台分析软件SACS分别建立海上电气平台原型和模型的有限元数值模型,开展原型和模型结构响应分析和动力特性分析,同时依据数值分析结果对水弹性相似律进行了验证。     

循环荷载作用下软土中吸力锚变形过程拟动力算法

针对静荷载与循环荷载共同作用下软土中张紧式吸力锚的变形失稳过程进行了研究,通过拟动力有限元法模拟了静荷载和循环荷载共同作用下模型锚变形过程,验证了拟动力算法的可行性。分析过程中采用考虑循环荷载作用历史的等效线性黏弹性计算模型描述饱和软黏土不排水循环动力响应,依据蠕变理论描述土单元的循环累积应变响应。基于ABAQUS有限元软件,借助拟动力黏弹塑性模型提出了一种既能描述土体循环动力响应又能获得土体变形循环累积过程的拟动力算法。通过编制脚本程序PYTHON,将计算土体循环动力响应的过程与分析土体变形累积的过程连接起来,使计算机自动完成整个拟动力有限元算法的分析过程,最终实现了不通过详细跟踪循环荷载作用历史即可获得软土中吸力锚在循环荷载作用下变形逐渐循环累积至失稳过程的拟动力算法。     

钢纤维混凝土背管结构模型试验研究

结合三峡电站厂房背管结构的优化设计,对背管结构进行模型试验研究。在进行材料试验的基础上,分别进行了常规混凝土、钢纤维混凝土和少筋混凝土试验,重点研究了背管结构的初裂荷载、极限荷载、混凝土应变、钢筋和钢衬应力,比较了背管结构采用钢纤维混凝土与常规混凝土的特性,分析了钢纤维混凝土与钢筋相互作用机理。试验结果表明：在同等条件下,采用钢纤维混凝土可以明显提高混凝土结构的抗裂能力,但混凝土结构的限裂作用仍然主要依靠钢筋,两者结合使背管结构工作特性更好。     

高水头船闸输水阀门非恒定流减压试验方法探讨

对船闸输水阀门非恒定流减压试验方法及其成果进行了初步评估。阐述了船闸输水阀门非恒定流减压试验方法提出的缘由。简要地介绍了国内外首座船闸专用非恒定流减压试验设备。总结了非恒定流减压试验的特点，并对恒定流与非恒定流两种减压试验方法的差异进行了初步分析和比较。     

桩-软岩复合地基流变机理缩尺模型试验研究

桩-软岩复合地基承受上部载荷时,时效变形预测依赖于对其流变机理的认识以及对流变模型的合理描述,为分析其流变机理,通过桩-软岩复合地基缩尺模型载荷试验,研究了桩身应力、桩底压力、承台下软岩压力以及软岩深部变形时效特征,对桩-软岩复合地基流变机理进行了系列试验研究。桩底压力以及桩间软岩变形时效特征明显,桩-软岩复合地基在工程荷载作用下的衰减蠕变可采用5参量广义开尔文模型进行描述,其流变参数为E_H=1.1 GPa,E₁=7.05 GPa,η₁=929 GPa·h,E₂=9.03 GPa,η₂=28 GPa·h,与软岩地基比较,桩-软岩复合地基流变参数明显提高。     

基于抗弯刚度和柔度曲率的小比例U形梁模型损伤识别

依据模型试验的相似理论设计出合理的U形梁试验模型,分别以抗弯刚度和柔度曲率为识别参数,进行短期荷载下的静力试验和环境激励下的动力特性试验,对试验结果进行了对比分析,完成对该模型实例梁的结构性能评价,为今后U形梁质量的检测和健康监测提供了参考和借鉴。     

高坝泄流诱发坝区及场地振动的振源分析研究

以某水电站泄洪诱发坝区及周边场地振动为背景,采用了水力学模型试验、数值模拟计算与水弹性模型试验相结合的技术路线,建立了有限元模型。根据不同荷载振源对模型分别加载计算,依据能量准则判别不同振源对坝区振动的贡献比例,同时建立水弹性模型,测得不同工况下的加速度响应值与模型计算结果进行对比分析。结果表明,孔口处高低坎脉动荷载是诱发坝体地基以及场地振动的首要振源,导墙和底板荷载是第二主振源,通过调节泄流方式和加固底板导墙可以从振动源头上进行控制。