预应力弹性地基梁的设计方法

本文利用对弹性地基梁施加预应力，调整和控制梁的沉降和内力，使得基础梁的沉降均匀并减小内力。对基础施加预应力时，弹性地基梁除承受上部结构传下的荷载外，还有地基反力及预应力产生的等效荷载的作用，地基反力的分布和大小是随着预应力形式和大小而变化的。通过试算得到了较合理的预应力形式，并和普通弹性地基梁的计算进行了比较。     

弹性地基梁的有限元分析

指出弹性地基梁被广泛地应用于工业与民用建筑中,不同的地基模型对应着不同的特征方程,以Boussinesq地基为地基模型,利用有限元软件对地基梁的基底反力与沉降进行分析计算。     

弹性地基梁法中地基反力系数的新解法

弹性地基梁理论在工程中应用很广,但其地基反力系数的确定很不容易。在改进Vlasov双参数地基模型基础上,通过拟合处理,得到了弹性地基梁法中地基反力系数的解析表达式,从理论上阐述了其与地基和梁的特性、及梁的挠曲变形相关的性质。参数分析结果表明,地基反力系数与梁的长细比、地基刚度以及地基厚度密切相关：对于长梁（λL≥4）,地基反力系数变化不大。     

Pasternak地基上Timoshenko梁内力与变形的有限差分法

针对Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的内力和变形,建立梁的挠度微分方程,应用有限差分方法得到挠度的递推公式,根据地基梁两端点的边界条件,迭代求得梁上任意一点的挠度,再根据梁截面挠度、转角、弯矩、剪力的关系,求得Pasternak地基上常截面和变截面Timoshenko梁上任意一点的内力与变形。算例验证结果表明：常截面Timoshenko梁的内力与变形的有限差分解与解析解的相对误差低于0.6%,变截面Timoshenko梁内力与变形的有限差分解与幂函数逼近解、三角级数解非常接近,满足工程应用精度要求。Pasternak弹性地基上Timoshenko梁的有限差分法适用于各种跨高比的弹性地基梁,通过调整参数可适用于Pasternak弹性地基、Winkler弹性地基和Timoshenko梁、Euler梁的四种组合计算。     

基于软化地基和弹性地基假定的坚硬顶板力学特性分析

 传统矿压分析中将坚硬顶板下部软岩的支承作用简化为Winkler弹性地基,要较精确地分析覆岩的力学特性,该简化不能满足要求。鉴于软岩对顶板支承力峰位于煤壁前方的实际,对煤壁到支承力峰为软化地基、支承力峰前方为弹性地基支承的周期来压前坚硬顶板模型的力学特性进行分析。注意到软化地基与弹性地基交界处地基反力保持连续,是引入软化地基分析顶板问题的关键,提出一个软化地基支承力峰值确定法和2个支承力峰值精度验证法。据所提出的软化地基对顶板支承力表达式写出软化地基区段顶板挠度方程形式解,求得五段式顶板挠度方程形式解中全部积分常数。在算例中获得软化地基对顶板支承力峰值并对其精度予以验证,将分析结果与基于全弹性地基支承假定的顶板力学特性进行比较。得到如下认识：200～300 m埋深下全弹性地基支承假定的顶板在煤壁处受到的地基反力,是煤壁附近为软化地基支承的顶板在煤壁处所受地基反力的4倍。煤壁附近强大反力的支承使顶板弯曲程度小,弯曲范围小,弯矩峰超前煤壁的距离小,煤壁前方应变能储存区域及储存量小;软化地基支承的顶板在煤壁处的地基反力为前者的1/4。煤壁附近反力小使顶板通过加大弯曲程度和弯曲变形范围去抵抗顶板上覆荷载,这使得弯矩峰值和弯矩峰超前煤壁的距离有较大增加,煤壁前方应变能储存区域和储存量大为增加,顶板挠度比全为弹性地基支承的顶板挠度有全面、大幅度增加。煤壁前方顶板弯矩峰位置与顶板超前断裂距有关,基于软化地基和弹性地基假定计算的顶板弯矩峰位置,与现场监测到的顶板断裂位置接近,相应的顶板的内力、应变能和挠度特性描述,比基于全弹性地基支承假定的顶板力学特性更为贴近实际。     

考虑水平摩阻力的弹性地基梁非线性分析

基于传统文克尔弹性地基梁理论,考虑梁土间的摩阻效应、梁的纵横向变形耦合及变形的几何非线性,建立出相应的弹性地基梁挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出了对称荷载作用下有限长梁的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。在此基础上,分析探讨了外加荷载、地基梁刚度、梁与土体之间的水平摩阻力、竖向地基反力系数等因素对地基梁位移及内力的影响。分析结果表明:水平摩阻力并不影响地基梁位移及内力的整体变化发展趋势,但将导致地基梁位移及内力值的降低,且水平摩阻力越大,其对地基梁位移及内力的影响也就越大,此外,当地基梁抗弯刚度越大,水平摩阻力对梁位移及内力的影响反而越小。     

用级数分析弹簧地基上梁的实用方法

本文用幂级数表示地基反力分布,对离散化梁段用梁的初参数挠度曲线方程,建立了低阶矩阵形式表示的求解地基反力的变形协调通式及内力算式。适用性较广,使用较方便,也有利于弹簧地基上框架分析的简化.     

深基坑支护结构-土非线性共同作用弹性地基反力法

为使深基坑支护设计考虑支护结构-土的非线性共同作用,将地基土的水平基床系数视为深度和围护墙位移的非线性函数,建立作用于围护墙上的土压力增量的计算模型。进而根据一般弹性地基梁的挠曲微分方程,推导出考虑非线性共同作用的弹性地基梁的挠曲微分方程,并在分析深基坑开挖与回筑全过程中各工况支护结构的受力与变形特征的基础上,给出非线性共同作用弹性地基反力法的计算模型与求解方法。工程算例表明,该方法比现行规程设计方法得到的围护墙计算位移更接近实测位移,且计算参数的确定更为方便,具有较强的实用性。     

锁脚锚管受力分析的双参数弹性地基梁模型

 针对Winkler地基梁模型的固有缺陷,将能够反映地基连续性的Pasternak双参数地基梁模型引入到锁脚锚管–钢拱架的联合承载分析中,考虑锁脚锚管与钢拱架之间的变形协调与荷载传递,采用结构力学和弹性地基梁理论推导锁脚锚管挠度、剪力、弯矩和地基反力的解析表达式。分别通过算例和工程实例考察不同地基基床系数和剪切刚度对锁脚锚管力学行为的影响规律,并与Winkler地基梁模型进行比较。结果表明：基床系数越小,2种模型计算所得锁脚锚管剪力、弯矩以及地基反力等的差异越明显;由双参数模型所得的地基反力数值较大,而且分布范围更小,主要集中在锁脚锚管端部附近区域;由双参数模型所得的隧道下沉量要小于Winkler模型的计算值。给出了适当减小锁脚锚管长度,并增大其直径的建议。研究成果可为软弱围岩隧道支护设计提供理论参考。     

局部均布荷载作用下软土盾构隧道结构分析

通过对集中荷载作用下弹性地基梁挠曲曲线函数进行积分,推出局部均布荷载作用下软土盾构隧道结构简化为弹性地基梁进行纵向结构分析时的挠度、转角、弯矩、剪力及地基反力的解析表达式,并对上海典型地质条件下的盾构隧道结构进行计算,得出其隧道结构纵向各个位置挠度、转角、弯距、剪力及地基反力的值,对局部均布荷载作用下软土盾构隧道结构纵向设计具有指导意义。     

超高层筒中筒结构桩筏基础共同作用现场实测与数值分析

通过对陕西省邮政电信网管中心大楼桩筏基础的沉降观测及反力的部分现场实测结果的分析,利用大型有限元软件ANSYS ,地基土采用弹塑性本构关系,筏板采用中厚板理论,建立了超高层筒中筒结构、桩筏基础和地基土的三维有限元模型,进行了三者在竖向荷载作用下共同作用的非线性数值分析,对黄土地区超高层建筑桩筏基础的沉降、受力和桩土分担比进行了探讨。分析表明:基础沉降、桩土荷载分担比等实测结果与数值分析吻合较好,在黄土地区建设超高层建筑采用超长灌注桩对于减小基础沉降有显著效果;筒体结构对基础刚度贡献的影响范围约为8层;筏板内力分布复杂,与上部结构形式和布桩方式等因素密切相关,且筏板悬挑端部弯矩很大。     

考虑桩身非线性压缩的单桩沉降解析算法

桩顶沉降是桩基的主要控制参数。均质土和成层土中单桩桩顶沉降由桩端力引起的沉降、桩侧阻力引起的沉降和桩身压缩引起的沉降三部分组成。针对摩擦桩桩身压缩引起沉降的现有算法没有考虑到其非线性压缩,基于剪切位移法,考虑桩身非线性压缩,从理论上推导它的计算方法,进而得到单桩的沉降。经过对工程实例的计算与实测对比分析,证明了该方法具有较高的精度和可靠性,同时表明,桩身压缩引起的沉降占总沉降较大时,应考虑桩身的非线性压缩。最后对影响单桩沉降的因素进行分析,结果表明桩侧土破坏比、抗剪强度是影响单桩沉降的主要因素。     

基于参变量变分原理的地基梁位移非线性分析

提出一种分析地基梁非线性位移的新方法。首先采用分段线性函数对非线性的基底压力(p) -基底沉降(s)关系曲线进行拟合,通过引入控制变量,得到p-s曲线统一表达式。根据地基梁模型能量泛函,结合参变量变分原理和分段线性地基模型中的互补条件,导得一个标准的线性互补模型。该模型可用较为成熟的规划算法进行求解,使地基梁位移非线性求解问题转化为一个标准的数学问题。在对该法的合理性进行验证后,详细推导了集中荷载作用下地基梁位移的非线性求解方程,并对其进行求解。在此基础上,对线性与非线性计算的差异及影响非线性计算结果的因数进行分析,得到如下主要结论：考虑非线性影响时,地基梁位移曲线不均匀沉降增大,地基梁内力增大;随着p-s曲线非线性程度增加以及p-s曲线上进入非线性段临界压力值的减小,非线性影响越明显;荷载大小及梁与地基的相对刚度均会影响地基梁位移分布形式。     

谈几种常用本构模型在强夯沉降计算中的应用

以厦门航空港区港联动区与货运配套区围填工程强夯地基处理为例,结合分层总和法的地基沉降量计算理论对地基沉降量计算进行应用,并采用线弹性模型、非线性弹性模型、弹塑性模型三种类型的四个模型进行强夯处理后场地工后沉降二维有限元分析,对各不同模型进行了分析对比,以期为类似地基处理工程研究、设计提供借鉴。     

高速公路空心梁桥的拼宽设计

通过对一座预应力混凝土空心梁桥进行拼宽分析,确定了新老空心梁混凝土收缩、徐变差异、基础沉降差异和汽车荷载对拼接缝和老桥的影响,指出了铰接空心梁拼接刚接空心梁是可行的。     

上部结构、梁板式矩形筏基和地基共同作用解析分析

将弹性地基上的梁板式矩形筏基视为十字交叉梁与平板组合体系,上部结构刚度简化为等效刚度板,采用半数值、半解析方法,通过梁、板、柱以及地基之间力与位移平衡协调分析,可得到考虑上部结构刚度时梁板式筏基与地基共同作用的半数值、半解析解。该方法收敛性较好,未知量少,便于实际应用。算例结果表明,上部结构刚度对梁板式筏基的变形和内力影响显著。工程实例表明,该方法具有较好的适应性,特别是对于常规的岩土工程勘察资料,可采用插值的方法进行地基沉降系数计算。     

津滨轻轨连续箱梁沉降控制及徐变理论分析

通过支架和地基沉降观测以及混凝土徐变理论分析，为轻轨现浇连续箱梁施工提供预拱数据，从而控制箱梁的沉降及变形，保持箱梁的线形，保证工程质量，并为同类现浇桥梁工程提供有效借鉴。     

深厚软土工后沉降预测及其参数的反分析

本文提出了考虑土体参数非线性变化对固结过程影响的改进一维固结模型,利用实测的软土地基沉降资料反演软土层的主要特性参数,进而利用改进的固结理论所建立的计算模型进行地基的沉降过程和总沉降的计算。根据广东某工程的实测沉降资料,利用所建立的计算模型反演计算有关参数和地基沉降过程,经与实测结果进行比较,发现二者吻合较好,说明改进的理论模型是合理的,具有实用价值,可供同类工程借鉴和参考。     

某建筑群基础注浆加固试验与实践

南通市某4幢2层框架建筑群外立面增加了仿古木建筑屋顶,上部荷载的增加将导致结构承载力不足和较大的沉降变形。为有效解决上述问题,对原结构的部分基础和屋面梁进行加固处理。对施工中提出的基础植筋加固方法进行了分析;通过模拟试验验证基础注浆加固的可行性,总结了注浆加固在该建筑群实施的经验。     

软弱地基基础刚性组合梁的作用与理论推导

本文从实际出发 ,对软弱地基基础刚性组合梁的作用和理论推导作了阐述 ,通过实践和时间的检验 ,验证了软弱地基基础设置刚性组合梁 ,能有效地将上部结构的荷载均匀地传递给地基 ,地基沉降均匀 ,地基基础安全可靠 ,理论推导与实际吻合