水平往复荷载下砂性地基PHC管桩抗震性能分析

为研究水平往复荷载下砂性地基预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,采用有限元软件ABAQUS建立三维PHC管桩-砂土模型进行非线性分析。通过对比有限元分析结果和试验结果,验证了该模型的可靠性。通过在桩顶施加水平往复荷载,利用该有限元模型分析了PHC管桩滞回特性、位移延性、耗能能力和累积损伤,研究了轴压比、入土深度、砂土内摩擦角和孔隙比等因素对PHC管桩抗震性能的影响。计算结果表明,水平往复荷载下PHC管桩和桩周砂土逐渐产生塑性且塑性区逐渐扩大;减小轴压比或砂土孔隙比、增大入土深度或砂土内摩擦角均可改善砂性地基中PHC管桩的位移延性和耗能能力,降低PHC管桩的累积损伤,提高PHC管桩抗震性能;轴压比是影响PHC管桩抗震性能的重要因素。研究成果可为PHC管桩码头抗震设计提供参考。     

长江下游某通用码头散货泊位PHC-钢管组合桩钢管桩长度确定

针对长江下游地区某物流通用码头散货泊位处水体较深、软土（淤泥质粉质粘土）较厚等不利岩土工程条件,确定采用PHC-钢管组合桩作为地基基础,而确定组合桩中的钢管桩长度部分尤为重要。为此,在考虑土体软化特点、桩土接触关系、桩身沉降等基础上,采用FLAC3D软件构建了PHC-钢管组合桩—土模型,进而计算了6根PHC-钢管组合桩中不同钢管长度时的桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力。结果表明,钢管桩较短时,组合桩的极限承载力较高;改变钢管桩长度,使PHC管桩与钢管桩的接桩部位处于粉质粘土、粉细砂层时,轴力与侧摩阻力变化较大;接桩部位位于持力层时,缩短钢管桩长度会降低整桩极限承载力及接桩部位的侧摩阻力。通过对比分析钢管桩对组合桩桩身极限承载力、轴力、侧摩阻力的影响程度,最终确定组合桩中钢管桩长度5 m时为最优选择。     

汽轮机零部件多轴应力状态下的强度设计和寿命预测

介绍了汽轮机零部件多轴应力状态下的强度设计方法和低周疲劳裂纹萌生寿命预测方法,分析了汽轮机零部件多轴应力状态下稳态额定工况的极限载荷与分析设计判据,以及瞬态变工况强度的安定载荷与分析设计判据,提出了汽轮机零部件多轴应力状态下寿命预测使用的等效应力和等效应变正负号的确定方法,给出了汽轮机零部件多轴应力状态下的等效应力与等效应变的换算公式以及强度和寿命设计的安全系数.应用这些设计判据和安全系数,进行汽轮机零部件的强度设计和寿命预测,为汽轮机零部件的长周期安全运行提供了依据.     

基于截面配筋率的钢筋混凝土统一本构关系研究

为避免数值化分析中直接处理钢筋与混凝土之间的复杂关系,推导出钢筋混凝土构件轴心受压统一理论公式,做了不同配筋率与不同混凝土强度等级下的钢混棱柱体轴心受压试验,利用试验量测的荷载位移数据,结合Matlab曲线拟合工具的线性回归与拟合功能,建立了一种基于截面配筋率的能够描述钢筋混凝土材料力学性能的统一本构关系。对试验梁进行数值化分析表明,所建立的数值化模型应力应变特征与试验结果吻合较好,证明了该模型在钢筋混凝土实际运用过程中的可行性与适用性。     

高桩码头桩群水流阻力近似计算方法

针对港口建设可行性研究中高桩码头桩群阻力特征基础性研究数据缺乏的问题,引入群桩中单桩的纵向遮蔽影响系数和横向干扰影响系数,提出了桩群阻力计算公式;应用Fluent标准κ-ε紊流模型构建了码头桩群阻水模型,利用数学模型获得了顺水流纵向桩体的遮蔽影响系数、垂直水流横向桩体的干扰系数;同时采用物理模型,在30m×3m×0.26m(长×宽×高)的循环水槽中进行了高桩码头桩群模型试验。结果表明,桩群阻力试验值与计算值相接近,该公式可为实际高桩码头桩群涉水问题的应用研究提供借鉴。     

PHC管桩在湿陷性黄土地区的应用

高强度预应力混凝土管桩（PHC）广泛应用于高层建筑及水利水电工程基础。通过PHC管桩在西安地区工程中的施工情况、试验结果、经济性对比,探讨了在7度湿陷性黄土地区,高层建筑中PHC桩在采用合理的施工工艺条件下的可行性及注意事项。     

地震作用下某钢管桩码头排架结构耗能特性分析

为研究地震动强度对钢管桩码头结构耗能特性的影响,分析了江苏省某钢管桩码头排架在不同地震峰值加速度下的能量耗散特性,选取与抗震规范加速度反应谱符合程度较好的两条实际地震波和一条人工波作为设计地震动,采用循环荷载作用下的p-y土弹簧模拟桩土相互作用。计算结果表明,在地震动峰值加速度确定的条件下,根据所提方法选择的三条地震波输入结构的总能量大小比较接近;地震作用下,钢管桩码头结构主要耗能形式是阻尼耗能,占比高于80%,滞回耗能占比较小,说明结构损伤程度较低,抗震性能较好;大震情况下损伤主要发生在陆侧第一根桩基,入土深度对桩基滞回耗能分配有较大影响。     

纵向水平地震作用下全直桩码头结构Pushover分析

为研究全直桩码头结构的抗震能力,以江苏某全直桩码头结构段为例,采用SAP2000软件对结构进行了纵向静力弹塑性分析,讨论了不同桩基刚度等因素对Pushover分析结果的影响,得到了荷载因子-顶点位移关系曲线、桩身高度-纵向位移曲线、码头结构的屈服次序和位置及桩基内力等规律。结果表明,桩径的增大可提高结构所能承担的极限水平荷载;纵向水平地震作用下桩基以纵向受弯破坏为主,桩基纵向弯矩由海侧向陆侧逐渐增大;塑性铰一般由陆侧向海侧发展,同一排桩沿纵向由一端向另一端发展,同一桩基由底端向顶端发展。     

动态三轴压缩下混凝土的能量演化规律

为探究复杂应力状态下混凝土变形破坏过程中的能量演化规律、揭示混凝土变形破坏的本质特征，利用静动力三轴仪进行不同应变速率(10^-5、10^-4、10^-3、10^-2/s)与不同侧向围压下(4.5、6.0、9.0、12.0 MPa)的混凝土三轴动态力学试验，研究了动态三轴压缩下混凝土的总能量密度、弹性应变能密度和耗散能密度随轴向应变的演化规律，进一步分析了应变速率和侧向围压对混凝土能量演化规律的影响。结果表明，随轴向变形的增加，混凝土的总能量密度和耗散能密度呈非线性增加，弹性应变能密度先增大后减小。应变速率和侧向围压的增大均提高了混凝土的单位储能极限，且混凝土的储能极限表现出较强的速率敏感性；储能极限与侧向围压近似呈线性关系；随侧向围压的增大，混凝土储能极限的速率敏感性呈降低趋势。     

大梁水库大坝饱和砂砾料重塑土液化特性及应变发展模式分析

通过对大梁水库大坝砂砾料重塑土进行动三轴试验,分析了该重塑土在动荷载作用下的力学特性,发现在不同围压、不同固结应力比条件下砂砾料的动强度与振动周数之间均可用乘幂函数进行拟合。在等压固结时轴向应变在动荷载作用下存在一个"临界应变点",该点处的动孔压比约为0.8;而在偏压固结时,轴向应变的增长较平稳,无明显临界应变点。不同固结比条件下动剪应力比与动孔压比变化规律为等压固结时,动孔压比增长较快,且动孔压比能够达到1.0,而偏压固结时最大动孔压比仅能达到0.7左右。     

三维粒状脆性材料颗粒破碎的数值三轴试验

针对脆性材料颗粒破碎的三维力学问题,从细观力学角度,以颗粒极限拉应力作为颗粒破碎的判别标准,进行了考虑颗粒破碎的堆石料大三轴排水剪试验的数值模拟,直观揭示了堆石料在三轴应力状态下的变形过程和细观机理。结果表明,基于颗粒流方法的数值模拟可再现堆石料室内试验的应力—应变及体变曲线、围压依赖性、剪胀性及结构变化等。     

掺软岩粗粒料的湿化试验研究

堆石料填筑完成后,初次蓄水可造成不可忽略的湿化变形。采用GDS土动三轴仪对软岩含量为20%的粗粒料进行单线法和双线法湿化试验,获得了不同围压、应力水平下试样的湿化应力应变关系及其轴向变形,并对比研究了单线法和双线法的湿化变形经验公式的差异。结果表明,掺软岩粗粒料三轴剪切应力应变曲线均为应变软化型,湿化应变随围压和应力水平的增大而增大,且与应力水平呈指数型关系;在应力水平较小时,单线法和双线法湿化应变计算的经验公式计算值差距较小,在应力水平较大时,双线法经验公式计算值比单线法大。     

柴油机滑动主轴承磨损的应变法监测

以 4 12 0 SG型柴油机为例 ,计算了在不同轴承间隙下轴承的负荷、主轴颈轴心轨迹和纵向油膜力。通过模拟试验实测了第 4档主轴承在不同轴承间隙状态下的纵向应变 ,对比了纵向应变与纵向油膜力 ,分析了纵向应变时域和频域特征 ,确定了应变信号与主轴承间隙之间的关系 ,从而证明了用应变法监测柴油机滑动主轴承磨损状态的可行性。     

浇筑式沥青混凝土动应力-应变试验及影响因素敏感性分析

以新疆某心墙浇筑式沥青混凝土材料为例,对其进行动三轴试验,研究了浇筑式沥青混凝土动应力-应变骨干曲线的变化规律及不同围压、主应力比和振动频率对浇筑式沥青混凝土动应力-应变骨干曲线的影响,并基于正交设计方案,以动应力为考察指标,分别采用极差和方差分析法分析了围压、主应力比和振动频率的敏感性。试验结果表明,浇筑式沥青混凝土材料动应力-应变骨干曲线变化基本符合双曲线规律,围压和主应力比对动应力-应变骨干曲线的影响较大,随围压和主应力比的增加,沥青混凝土的动强度明显增大;振动频率对浇筑式沥青混凝土材料动应力-应变骨干曲线的影响较小,不同频率下的骨干曲线均集中于狭窄的分布带内,高振动频率的动强度略大于低频下的动强度。围压和主应力比对动应力的影响比较显著,是影响动应力的主要因素,振动频率对动应力的影响不显著,影响因素的敏感性依次为围压、主应力比和振动频率。     

地震作用下高桩码头钢管桩塑性区及损伤特性研究

为研究地震峰值加速度和钢管桩径厚比对高桩码头钢管桩塑性区及损伤特性的影响规律,选取径厚比分别为64、82、100的三种钢管桩,采用p-y土弹簧模拟桩土相互作用,分析了三种钢管桩全直桩码头结构在不同地震峰值加速度下的动力时程,并根据桩身截面的最大应变判别其塑性区域及地震损伤水平。计算结果表明,钢管桩塑性区出现在桩顶和淤泥质粉质粘土层中,桩顶塑性区长度在0~2.09 m范围内,土内塑性区处于泥面以下3.2~8.7m的范围内。随着地震峰值加速度的增加,钢管桩塑性区长度和损伤程度呈上升趋势,在三种钢管桩中,径厚比为100的钢管桩塑性区长度和损伤程度相对较小。     

采煤塌陷区水面漂浮式光伏电站的锚固系统结构分析

在采煤塌陷区水域建设水面漂浮式光伏电站，可有效利用闲置废弃的水域，解决了在电力缺口较大且土地资源紧张的地区建设传统地面光伏电站的难题。水面漂浮式光伏电站中，光伏方阵在风荷载、波浪荷载和水流力的作用下，会产生较大的水平荷载，其锚固系统的设计成为难点，同时也是漂浮系统能否可靠工作的关键点。以某采煤塌陷区水面漂浮式光伏电站为例，对比分析了其锚固方案分别采用预应力高强度混凝土(PHC)管桩和普通重力式混凝土锚固块时的构造设计及经济性，并分析了与两种锚固方案配套使用的钢丝绳构造，最终选出最具经济性的锚固方案。分析结果表明：1)通过计算，锚固方案采用PHC管桩时，锚固设计主要由水平承载力控制；2)为适应光伏方阵在水位变化时产生的位移，锚固方案采用PHC管桩时，其桩头可采用“抱桩器+上下限位”的构造设计；锚固方案采用普通重力式混凝土锚固块时，需要在钢丝绳下增加一段弹力绳；3)在锚固点数量相同的情况下，在平均水深约为5 m的浅水区域，锚固方案采用PHC管桩可以提供更强的锚固力，且经济性较好。     

蒸压加气混凝土砌块单轴拉伸力学性能研究

为了研究蒸压加气混凝土砌块(AACB)在静力状态下单轴拉伸的力学行为，通过对不同密度的AACB进行单轴拉伸试验，分析了AACB抗拉破坏特征、破坏机理，并探讨了其抗拉强度、弹性模量在不同密度下的变化规律及单轴拉伸强度与孔隙率、抗压和劈裂拉伸强度关系的相关公式。试验结果表明，随着AACB的密度增大，其拉伸屈服强度、弹性模量逐渐提高并呈幂函数增加，然而拉伸屈服应变却逐渐减小；AACB材料在单轴拉力作用下的宏观破坏主要由材料受拉损伤机制控制，并表现出明显的脆性破坏特征。基于多孔材料理想预测模型及试验结果回归分析，拟合得到试验条件下AACB单轴拉伸强度与孔隙率半经验公式及修正系数，并提出AACB抗拉强度与其抗压强度、劈裂拉伸强度的换算关系。     

基于应变的螺栓拧紧轴力测量研究

本文采用先进的螺栓拧紧试验机,以及应变测量系统配合试验,对螺栓拧紧过程中的轴力与应变的关系进行了测量,拟合出二者之间的关系式,并应用于实际装机状态下的测量中,得出较为准确的螺栓拧紧轴力结果。     

核电低压转子钢30Cr2Ni4MoV低周疲劳性能研究

对30Cr2Ni4MoV进行了拉伸试验和低周疲劳试验,对30Cr2Ni4MoV的拉伸性能进行了分析,得到了大直径转子不同部位力学性能的分布特征和30Cr2Ni4MoV的塑性模量。采用应变控制对30Cr2Ni4MoV进行不同应变幅的低周疲劳试验,结果表明,30Cr2Ni4MoV有明显的循环软化特征,30Cr2Ni4MoV转子钢的芯部与表面低周疲劳性能体现出较好的一致性,并拟合得到该材料Manson-Coffin公式与应变-寿命三参数公式。两种拟合公式都能较好地拟合原始数据,应变-寿命三参数公式能更好地反映材料高周疲劳性能。     

基于应变的螺栓拧紧轴力测量研究

本文采用先进的螺栓拧紧试验机,以及应变测量系统配合试验,对螺栓拧紧过程中的轴力与应变的关系进行了测量,拟合出二者之间的关系式,并应用于实际装机状态下的测量中,得出较为准确的螺栓拧紧轴力结果。