桩与桩侧土之间的非线性滑移破坏的数值分析

根据桩与桩侧土的非线性剪切特征，采用接触单元来模拟桩与桩侧土之间的非线性滑移破坏，运用虚位移原理推导了桩-土三维等厚度接触元的单元刚度矩阵，较好地模拟桩与桩侧土之间的非线性滑移破坏。既考虑了剪力的传递，又考虑了相对位移，同时也研究了桩长、桩体弹性模量和桩径对桩轴力分布的变化规律的影响。通过实例计算，分析得到一些有益的结果：增加桩长可减少桩的端阻力；对于短桩，提高桩体弹模，虽然能提高桩体刚度，但对提高桩端阻力的影响较小；而对于超长桩，增大桩体弹性模量能增大桩轴力；不管短桩还是长桩，随着桩径的增加，桩轴力都在减少．实例表明，采用适当的桩长、桩径可充分发挥桩的作用。同时也表明了该方法的有效性和正确性。     

夯实水泥土桩复合地基桩土应力比影响因素分析

桩土应力比是一个非常复杂的参数,影响因素很多,采用试验方法很难全面了解各种因素对其影响的规律.本文在夯实水泥土试块无侧限抗压强度试验的基础上,对影响夯实水泥土桩单桩复合地基桩土应力比的诸多因素进行了有限元分析,结果表明:桩土应力比随桩长、桩身弹性模量、垫层弹性模量以及桩端土的弹性模量的提高而提高,随桩径、桩周土的弹性模量、垫层厚度的增大而降低.此结果可以作为工程上对夯实水泥土桩复合地基进行优化设计以降低工程造价的依据.     

夯实水泥土桩复合地基桩土应力比影响因素分析

桩土应力比是一个非常复杂的参数,影响因素很多,采用试验方法很难全面了解各种因素对其影响的规律.本文在夯实水泥土试块无侧限抗压强度试验的基础上,对影响夯实水泥土桩单桩复合地基桩土应力比的诸多因素进行了有限元分析,结果表明：桩土应力比随桩长、桩身弹性模量、垫层弹性模量以及桩端土的弹性模量的提高而提高,随桩径、桩周土的弹性模量、垫层厚度的增大而降低.此结果可以作为工程上对夯实水泥土桩复合地基进行优化设计以降低工程造价的依据.     

素混凝土桩与土工格栅联合加固路基应力传递特性分析

采用有限元分析程序ANSYS对素混凝土桩与土工格栅联合加固路基中土工格栅的应力、土工格栅的应力传递特性、桩土应力比进行了分析研究,得出了桩和桩间土的弹性模量及桩间距对桩土应力比的影响效果,为这种地基加固技术的理论研究和工程应用提供了依据.     

水平荷载作用下单桩的虚拟桩解法及参数

根据Muki&Sternberg的虚拟桩方法,将水平荷载作用下单桩的问题分解为弹性半空间扩展土和一根虚拟桩的叠加,其中虚拟桩的弹性模量等于桩的弹性模量与土的弹性模量之差。基于水平位移协调条件推导出求解桩土间相互作用所需要的第二类Fredholm积分方程,通过广义胡可定律推导出该积分方程间断点的显式解,从而提高了Fredholm积分方程的数值计算精度并简化了计算程序的编写,根据Mindlin解推导出位移影响函数,简化了位移函数的推导过程。参数分析表明,桩土弹性模量比对单位水平力作用下桩身最大弯矩的位置有明显的影响,随着桩刚度的增加,桩身最大弯矩的位置随之加深。     

不同工况下抗滑桩边坡的位移应力三维有限元分析

为得出抗滑桩加固的边坡在不同工况下的特性变化,文中基于MIDAS三维有限元分析软件,分析了在不同弹性模量和不同堆载作用下抗滑桩边坡土体的位移应力变化。结果表明:不同弹性模量及堆载变化下,位移及应力随桩身变化不同,桩身7m处的应力及位移最大,弹性模量及堆载越高,土体土拱效应越明显,本文结论可为抗滑桩的应用提供依据。     

水泥土桩单桩承载力影响因素的探讨

将克拉夫-邓肯模型作为传递函数分析了水泥土桩单桩承载力影响因素，结果表明，桩长、桩端阻力、桩身弹性模量、及桩-土摩擦系数对水泥土桩单桩承载力有不同程度的影响，且影响规律是不同的。得出的结论对水泥土桩的理论研究及工程应用具有一定的意义。     

位敏传感器PSD应用系统的设计

对一种新型位置传感器－ＰＳＤ的结构、特性、检测电路和应用系统的设计进行了较为详细地介绍，这种传感器与ＣＣＤ点阵式位置传感器相比，具有响应时间快、外围电路简单、分辨率高、以及不受入射光束和焦点偏离的影响等特点．     

镍铁渣–黏土–水泥改性土力学特性试验及修正的邓肯–张模型

为研究镍铁渣-黏土-水泥(FNSCC)改性土的力学特性,开展了不同镍铁渣掺入比、含水率及养护时间下FNSCC改性土不固结不排水三轴压缩试验;获得了不同工况下FNSCC改性土试样的应力-应变关系曲线及割线弹性模量,分析了其力学特性影响机理及破坏模式,基于试验结果,建立了适用于FNSCC改性土的修正邓肯-张本构模型。研究结果表明：FNSCC改性土的应力-应变曲线具有明显的应变软化特征;其峰值强度随镍铁渣掺入比减小和养护时间增长而增大,随含水率的增加先增大而后减小。随着镍铁渣掺入比的增大,FNSCC改性土试样的破坏模式由鼓胀破坏向剪切破坏转变;含水率为15%左右的试样,鼓胀破坏特别明显;而随养护时间增长,其破坏模式则由鼓胀变形等塑性破坏向局部张裂等脆性破坏转变。FNSCC改性土的割线弹性模量随轴向应变增加而减小,轴向应变小于2%时,镍铁渣掺入比、含水率及养护时间对割线弹性模量的影响较大;而当轴向应变大于2%后,各因素对割线弹性模量的影响很小。修正的邓肯-张模型能较好地反映FNSCC改性土的应变软化现象;该模型中参数m、n及?与围压近似呈线性关系,模型参数m受FNSCC改性土配比的影响最大,养护时间次之,含水率最小。由修正邓肯-张模型计算得到的曲线与实测曲线吻合较好,验证了该模型拟合参数的合理性。     

高炉矿渣粉煤灰联合处理黏性土最佳配合比试验

目的 研究高炉矿渣、粉煤灰与黏性土混合土材料的力学特性,提出混合料的最佳配合比,为高炉矿渣、粉煤灰在软土地基处理中的应用提供理论依据.方法 利用应变控制式三轴剪切渗透试验仪,对不同配合比的高炉矿渣、粉煤灰、黏性土的试件进行不同龄期和围压下的不排水、不固结三轴压缩试验.结果 混合料的主应力差、割线弹性模量随着配合比的增加出现了先增大后减小的抛物线规律.当高炉矿渣和粉煤灰配合比含量在2:8～3:7时,主应力差和割线弹性模量达到最大值.结论高炉矿渣和粉煤灰联合对黏性土进行处理,可有效地提高地基承载力,降低基础沉降量.     

局部修复钢筋混凝土柱的力学性能研究

对采用不同修复材料的轴心受压局部修复钢筋混凝土柱的力学性能进行了实验研究和ANSYS非线性有限元模拟分析,研究了修复材料与修复柱本体浊凝土的弹性模量比n,强度比α,修复柱修复时的卸载程度等因素对局部修复后钢筋混凝土柱力学性能的影响,提出了修复材料与修复柱本体混凝土的弹性模量与n是导致局部修复钢盘混凝土柱力学性能不相容的最主要因素,弹性模量比n与强度比α共同决定修复柱的极限承载力。     

广州地区软土应力应变特性研究

本文对广州地区淤泥质软土固结排水剪切的归一化性状进行研究，在此基础上提出了一个适合于描述该类软土应力应变特性的本构模型，该模型参数少，且易于确定，对于其他地区的软土，模型也具有一定的适用性。     

循环加卸载下纤维增强泡沫轻质土变形特性

为了研究聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的损伤变形特性,选用UNSAT非饱和土三轴仪开展50 kPa围压作用下的循环加卸载试验. 以泊松比、弹性模量提高率及弹塑性变形趋势为参数,分析不同纤维质量分数条件下聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的力学特性和变形规律. 研究结果表明：当纤维质量分数达到0.50%~1.00%时,初次弹性模量提高率为56.88%~69.43%,纤维对泡沫轻质土内部初始缺陷的改善作用最佳;纤维增强泡沫轻质土试样的弹性模量提高率随着循环次数的增加呈先增大后减小的趋势,泊松比随着循环次数的增加而增大,在经历最初的2、3次循环荷载作用后趋于稳定直至试样破坏;随着循环次数的增加,纤维增强泡沫轻质土的轴向弹性应变与总应变之比逐渐降低,试样内部损伤变形逐渐累积.     

桩土联合工作性状的研究——三维等厚度接触单元模型

根据桩侧土的剪切非线性性质,推导了桩 土三维等厚度接触单元的单元刚度矩阵,并以工程实际的层状地基为例,研究讨论了在竖向荷载作用下桩长、桩端土层压缩模量及桩体弹性模量等因素对此等厚度接触单元工作性状的影响.结果表明,所提出的接触单元能够很好地模拟在竖向荷载作用下桩与桩侧土体之间滑移破坏的发展情况.     

钢绞线弹性模量的理论计算及其影响因素分析

根据钢绞线的几何特点推导出了钢绞线弹性模量的理论表达式，提出了钢绞线的形状系数概念，并且分析了钢绞线弹性模量的影响因素。钢绞线的内丝和外丝半径、捻距等几何参数对弹性模量的影响是主要因素，捻距越小弹性模量的损失越大，反之越小，因此在进行钢绞线的力学分析时将其等效成等截面圆杆是不恰当的。     

含柔性垫层的刚性挡土墙土压力计算方法

在刚性挡土墙与填土之间设置柔性垫层能减小作用于挡土墙的土压力,但目前仍缺乏针对设置聚苯乙烯土工泡沫（EPS）柔性垫层的刚性挡土墙土压力计算方法。将EPS柔性垫层的压缩量视为墙后填土的位移量,考虑挡土墙后土拱效应,基于挡土墙土压力-位移的关系曲线,引入迭代法进行收敛计算,得到设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力计算方法。该计算方法的优势是可在EPS柔性垫层压缩量未知的情况下求解土压力,即可应用工程设计阶段。建立FLAC3D有限差分数值模型,对推导的理论解进行验证,并对EPS柔性垫层减载效果进行分析。结果表明：基于土压力-位移关系曲线并采用迭代法得出的墙后设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力理论解具有较好的合理性。在EPS柔性垫层弹性模量不变的情况下,EPS柔性垫层减小土压力的效果随着EPS柔性垫层厚度的增加而增强;在EPS柔性垫层厚度一定的情况下,随着EPS柔性垫层弹性模量的增加,其减小土压力的效果逐渐减弱。     

桩墙组合基础稳定性求解及影响因素分析

桩墙组合基础是一种主要承受水平荷载的新型基础,对其进行稳定性求解及影响因素分析有利于指导实际工程应用。文章基于墙、桩、土侧向变形共同作用的原理,提出了组合基础稳定性求解方法,针对桩墙组合基础在水平荷载的情况,通过MATLAB编制的计算程序,分析了水平荷载的大小、墙身的宽度、桩径尺寸、土的性质以及材料弹性模量等因素对组合基础变形和内力的影响。结果表明:组合基础的最大位移出现在基础顶部,最大弯矩出现在墙与桩的刚接部位;墙宽的大小和桩径的大小都与组合基础最大位移成反比,但墙宽增加到6 m或者桩径增加到0.8 m后,组合基础最大位移的减小速率减缓;土抗力增加,组合基础的最大位移减小,m值增加到10 MN/m~4后,组合基础的变形趋于定值,土抗力对基础内力影响不大;组合基础材料的弹性模量对基础的位移与弯矩影响不大。     

不同增强体粉土复合土动力特性试验研究

通过水泥土增强体粉土复合试样、灰土增强体粉土复合试样的动三轴试验,研究了粉土复合土的动力特性,分析了增强体刚度、置换率、围压、干密度、含水量的影响.试验结果表明水泥土增强体的设置对粉土动弹性模量Ed及最大动弹性模量Edmax的提高程度比灰土增强体大;两种复合试样的Ed及Edmax均随增强体置换率的增加而增大,随围压的增加而增大,随干密度的增加而增大,随含水量的增加而减小;增强体粉土复合试样在各种情况下的动弹模量归一化曲线依增强体置换率有序排列,试验点依次分布在各自对应的狡窄带宽内.文中同时给出两种增强体复合粉土在不同置换率下动弹模量归一化曲线的回归公式.     

应用纳米压痕技术测试水泥粒子的弹性模量

应用纳米压痕技术实测了水泥粒子的弹性模量，并对试样制备技术进行了研究，分析了合理的样本数量。研究表明：应用酚醛树脂镶嵌水泥粒子后再进行磨光、抛光和超声波清洗等工艺可制得表面光洁度符合纳米硬度仪要求的试样；假定水泥粒子的弹性模量服从正态分布，其样本均值为17．4GPa，具有95％保证概率的置信区间为[14．7GPa，20．1GPa]，选取20个测试点即可得到较为可靠的数据。     

飞机荷载作用下湿化对粉土道基应力响应的影响

我国西北、华北地区因地制宜选取粉土作为道基填料，在机场的服役过程中，“锅盖效应”或降雨入渗等易引发局部积水而使粉土道基湿化。在飞机荷载作用下，粉土湿化对不同跑道结构参数的道基荷载响应影响显著。本文通过自研的湿化粉土道基加载模型试验系统，研究了粉土不同湿化程度的土体应力响应特征，并且建立数值仿真模型，分析了道面板相互作用机制，面层和基层厚度、刚度等不同跑道结构参数下湿化对道基敏感区域应力响应以及荷载响应深度等的影响规律。研究结果表明：道面板间接缝传荷能力对道基应力响应的影响较小。粉土湿化促进了道基中的应力叠加效应，也增加了道基应力响应对跑道结构参数变化的敏感性，但降低了荷载响应深度对跑道结构参数变化的敏感性。在受荷较大的道面板中心点下，粉土湿化下水泥道面板刚度对道基应力响应的影响较小，基层弹性模量是道基应力响应的主要影响因素。面层厚度和基层厚度是受荷道面板外侧角点下道基应力响应的主要影响因素，合理的基层参数能有效降低湿化对道基受力状态的影响，研究成果能为机场工程跑道结构设计、优化以及道基病害处理等提供技术依据。