矩形闭合型地下连续墙基础地震动力响应分析

基于PLAXIS 8.5有限元软件,对矩形闭合型地下连续墙在地震激励作用下墙体不同位置的加速度、位移等变化情况进行了研究,为进一步对矩形闭合型地下连续墙振动控制提供必要的技术参数。     

矩形闭合地下连续墙桥梁基础竖向承载特性试验研究

针对矩形闭合地下连续墙--一种新型的桥梁基础,进行了闭合墙基础的竖向载荷模型试验,对其荷载传递机理和墙体内、外侧摩阻力以及承台土反力的分布规律与发挥发展过程等作了系统的研究。研究表明:闭合墙基础的竖向承载力由外侧摩阻力、内侧摩阻力、端阻力以及承台土反力四部分组成。外侧摩阻力自上而下发挥,内摩阻力缓于外摩阻力自下而上逐渐发挥,由于承台的"削弱效应",上部墙段的内摩阻力接近于0。承台土反力分布的总体特征是承台角点处最大,边缘处次之,中心区最小。随着荷载的增加,闭合墙侧摩阻力增加趋势变缓,荷载分担比逐步减小,而墙端阻力和承台土反力的增加幅度逐渐变大,墙顶增加的荷载大部分都由墙端阻力和承台土反力分担。     

矩形闭合地下连续墙基础负摩阻力模型试验研究

矩形闭合地下连续墙基础(简称闭合墙基础)是一种新型的桥梁基础。通过单片墙与矩形闭合墙的对比性浸水模型试验,对闭合墙基础负摩阻力的作用机理以及浸水后闭合墙基础的竖向承载性状进行了研究。试验研究结果表明:单片墙与闭合墙基础的中性点深度比在0.34～0.64之间,与现场试验实测结果十分接近,且闭合墙基础的中性点位置比单片墙的低。负摩阻力分布曲线大致呈抛物线型,与桩基现场浸水试验结果相似。由于闭合墙基础良好的整体性和防渗特性,当墙周土层浸水发生湿陷变形,土芯不会受到水的影响,因此在负摩阻力作用下,内摩阻力与承台土反力能够得以发挥。闭合墙基础所有竖向荷载均由外侧正摩阻力、内摩阻力以及端阻力和承台土反力四者共同分担,能够有效地阻止墙身附加沉降的继续发展。在相同的湿陷性黄土地层且浸水条件相同的情况下,闭合墙浸水后的附加沉降小于单片墙,表现出良好的抗沉降特性,在一定程度上能减小负摩阻力对桥梁工程的危害。     

矩形闭合墙桥梁基础研究现状及发展趋势

对矩形闭合型地下连续墙桥梁基础的国内外研究现状及发展趋势进行了详细的述评,指出:矩形闭合型地下连续墙基础是一种新型的桥梁基础,在日本的桥梁工程中得到了大量应用并取得了良好的社会经济效益,但是闭合墙基础的承载机理和基础-地基共同作用规律尚未清楚;在我国.还没有形成较为成熟的设计计算方法;由于墙内土芯的存在,矩形闭合墙基础的荷载传递机理和承载性状相对比较复杂.研究内侧土芯对承载力的贡献,恰恰是闭合墙基础承载机理的核心问题.对闭合墙基础荷载传递机理和承载性状的研究,应主要关注内侧摩阻力的产生机理、分布规律和计算方法,墙-土-承台相互作用,承台的荷载承担状况等关键问题.     

地下连续墙在桥梁深基础施工中的应用

介绍了地下连续墙工艺的优点,通过具体工程实例,给出了地下连续墙施工工艺流程,重点对地下连续墙槽段施工进行了探讨,强调了地下连续墙施工应改进的几个方面,以完善地下连续墙施工工艺,推广地下连续墙的应用。     

矩形闭合墙桥梁基础墙-土-承台相互作用研究

矩形闭合地下连续墙基础是一种新型的桥梁基础。通过室内模型试验,对闭合墙基础墙-土-承台相互作用进行系统的研究。试验研究表明:闭合墙基础承台土反力分布的总体特征是承台下土芯的角点处最大,边缘处次之,中心区最小。在一定范围内,承台下土芯截面积越大,承台土反力分布越趋于均匀化。承台对上部墙段的内摩阻力存在"削弱效应",而对下部墙段的内摩阻力则有一定的"增强效应",承台对墙端阻力也有一定的"增强效应"。承台土反力的荷载分担比约为10%～20%,若在闭合墙的竖向承载力计算方法中,不考虑承台的作用,忽略承台土反力,是不合理的。模型试验和分析结果为矩形闭合地下连续墙基础的设计计算提供了重要依据。     

桥梁刚性地下连续墙基础竖向承载特性试验研究

就如何计算和考虑桥梁基础地下墙的竖向、横向承载力和沿墙面的地基土侧摩阻力的问题进行了研究,通过原位黄土刚性地下连续墙的竖向荷载试验以及实心体明挖基础的竖向承载力试验,比较了二者的竖向受力特性,对以后类似地质情况下地下连续墙基础的设计有一定的参考作用。     

地下连续墙基础在日本的多样化发展

自20世纪60年代以来,日本大力发展地下连续墙技术,研发了适用于不同施工场地的工法和手段,在地下连续墙基础的材料、接头、施工机械和应用领域等方面都取得了巨大的进展。在对近年来日本地下连续墙的发展和动向总结的基础上,对日本地下连续墙的发展情况予以介绍:1)地下连续墙的多样化构造形式,其中涉及到了地下连续墙-桩复合地基新型构造形式;2)地下连续墙大量用于桥梁基础的发展状况;3)地下连续墙抗地震液化基础的机理及研究概况;4)近年来快速发展的钢制地下连续墙(NS-BOX)工法。     

刚性地下连续墙框架基础施工关键技术

在四川某大桥锚碇基础施工中,首次应用了地下连续墙框架基础,并且在地下连续墙的接头处采用了特殊接头施工工艺,实现了地下连续墙的刚性连接,增加了框架基础的整体受力性能。地下连续墙框架基础的使用,意味着施工过程中无需进行基坑开挖即可进行锚碇基础的施工,减少了施工步骤,缩短了桥梁建造的工期,节约了工程造价。实际施工表明,该类型基础在桥梁锚碇施工中具有一定的应用前景。     

局部液化夹层场地土–结接触特性对地下结构地震响应的影响研究

当地下结构穿越液化土层,场地液化可能会对结构的动力响应产生影响。基于已开展的局部液化夹层场地地下结构离心机振动台模型试验,建立二维局部液化场地土–结构动力相互作用的有限元模型。计算模型考虑砂土液化后易产生剪切大变形的特点以及饱和两相介质与结构接触的非线性特性,通过与试验结果对比,验证数值模型的正确性,进一步分析土–结构接触非线性特性对结构地震响应的影响。研究结果表明：孔压的增长是由于地震作用的累积效应;近场砂土由于土结相互作用的存在超孔压比上升的更快,且由于土与结构变形不协调而更易消散;对于局部液化夹层场地,土结捆绑接触会放大结构的地震响应,随着地震动强度的增大,砂土层液化程度提高,场地非线性特性增强,土结刚度差异增大,土结界面采用捆绑接触所带来的误差越大,故应合理考虑土结界面接触非线性问题。     

Diaphragm wall-soil-cap interaction in rectangular-closeddiaphragm-wall bridge foundations

Rectangular-closed-diaphragm-wall foundation is a new type of bridge foundation. Diaphragm wallsoil-cap interaction was studied using a model test. It was observed that the distribution of soil resistance under the cap is not homogeneous. The soil resistance in the corner under the cap is larger than that in the border; and that in the center is the smallest. The distribution of soil resistance under the cap will be more uniform, if the sectional area of soil core is enlarged within a certain range. Due to the existence of cap, there is a “weakening effect” in inner shaft resistance of the upper wall segments, and there is “enhancement effect” in the lower wall segments and in toe resistance. The load shearing percentage of soil resistance under the cap is 10%–20%. It is unreasonable to ignore the effects of the cap and the soil resistance under the cap in bearing capacity calculations. __________ Translated from China Civil Engineering Journal, 2007, 40(8): 67–73 [译自: 土木工程学报]     

Diaphragm wall-soil-cap interaction in rectangular-closed- diaphragm-wall bridge foundations

Rectangular-closed-diaphragm-wall foundation is a new type of bridge foundation. Diaphragm wall-soil-cap interaction was studied using a model test. It was observed that the distribution of soil resistance under the cap is not homogeneous. The soil resistance in the corner under the cap is larger than that in the border; and that in the center is the smallest. The distribution of soil resistance under the cap will be more uniform, if the sectional area of soil core is enlarged within a certain range. Due to the existence of cap, there is a “weakening effect” in inner shaft resistance of the upper wall segments, and there is “enhancement effect” in the lower wall segments and in toe resistance. The load shearing percentage of soil resistance under the cap is 10%-20%. It is unreasonable to ignore the effects of the cap and the soil resistance under the cap in bearing capacity calculations.     

可液化地层中地铁隧道地震响应数值模拟及其试验验证

饱和砂土地层中的地下结构在地震作用下可能因地基液化而发生破坏。采用动力固结两相体有限元程序DIANA SWANDYNE-II对可液化地层中地铁隧道结构的地震响应进行了模拟,并与动力离心模型试验结果对比以验证其效果。选用广义塑性模型Pastor-Zienkiewicz III模拟可液化土的动力特性,基于Biot方程的u–p形式建立有限元方程,进行饱和土动力固结的耦合计算。计算表明,该数值模型可较合理地模拟地下结构的地震反应特性,计算结果与试验现象基本相符。地基液化引起的结构附加内力及隧道上浮主要受地基液化时土水压力变化的影响,截断墙的设置可有效减轻隧道结构的上浮。     

环筋扣合锚接连接预制剪力墙抗震性能试验研究

对15个混凝土剪力墙试件进行低周反复荷载试验,研究环筋扣合锚接连接预制剪力墙的抗震性能,考察不同连接形式、不同钢筋配置、不同轴压比等参数影响下剪力墙试件的承载力、滞回特性及破坏机理。试件按纵筋直径和混凝土强度等级的不同分为3组,每组包括2个现浇试件（1个为钢筋贯通连接,1个为纵筋搭接连接）和3个采用环筋扣合锚接连接现浇带的预制试件（其中1个为箍筋加密试件）。试验结果表明：预制剪力墙试件与现浇试件的破坏模式一致,均为压弯破坏;箍筋加密预制剪力墙试件的极限位移角在1/82~1/50之间,其承载力、耗能、延性等性能与全预制试件基本相同,环筋扣合锚接连接剪力墙试件具有良好的抗震性能,可以用于装配式剪力墙结构的建造。     

黄土地区单片地下连续墙水平承载特性试验研究

黄土地区某拱桥采用较为新颖的井筒式地下连续墙基础。为研究基础的水平承载特性,对单片地下连续墙进行了水平荷载试验。在墙身中布置钢筋计、测斜管,墙背布置土压力盒,采用慢速维持荷载法进行水平加载,试验时采集了墙顶、墙身位移、墙身应变、墙侧土抗力等现场数据,绘制了水平荷载H与力作用点处位移Y关系曲线。根据墙身实测应变采用标定断面法和理论计算法推算墙身弯矩,根据弹性地基梁理论由墙身弯矩推算墙侧土抗力,并与墙侧实测土抗力进行了对比分析。分析得出了单片墙水平承载力、不同深度处土抗力和水平位移关系图(q-y曲线),并推算了设计所需的土水平抗力系数的比例系数m值。试验和分析结果为黄土地区井筒式地下连续墙基础设计提供了重要依据。