沉井和根式沉井水平承载特性研究

通过水平静载荷试验,对沉井和根式沉井的水平承载性能进行分析研究。试验采用单向单循环水平维持荷载法,对一个纯试验用沉井进行加载,试验完成后在沉井壁预留孔顶入根键,然后再进行根式沉井的水平承载试验。试验得到了沉井基础及根式沉井基础的水平承载力、沉井的变形、井身弯矩等成果。试验结果表明:根式沉井基础较普通沉井基础,水平极限承载力提高近60%;在水平荷载较小时,根键对承载性能的提高不明显,但随荷载增大,其提高越来越明显。     

水平循环荷载下砂土中沉井加桩基础累积变形特性

 采用自主设计的水平循环加载装置进行模型试验,探讨单向、不完全对称及双向对称循环加载路径下沉井加桩复合基础及沉井基础的变形特征与位移预测模型。模型试验表明：在近一万次循环荷载作用下,基础的水平循环累积位移随循环次数的增大先增大后逐渐趋于稳定,呈两阶段变化特征,并且其大小受循环加载路径的影响较大,同时,与沉井基础相比,沉井加桩复合基础显著提高了基础抵抗水平循环变形的能力。最后,在对模型试验结果回归分析的基础上建立水平循环累积位移预测模型,并且其能较好地对不同循环加载路径下的基础变形进行预测。     

长期竖向循环荷载作用下黄土中单桩沉降特性模型试验研究

长期竖向循环荷载作用下单桩的沉降特性与静载情况下明显不同,通过黄土及饱和黄土中单桩的竖向循环荷载试验,分析了循环荷载作用下单桩的累积位移发展模式,研究了桩顶位移s及循环位移幅值c?随循环次数N的变化规律。试验发现:黄土饱和后单桩的承载力明显下降;饱和前后单桩循环荷载试验的s–N曲线都可采用幂函数进行描述;相同荷载大小时,饱和前单桩的循环荷载位移小于静载位移,循环位移比(循环荷载位移与静载位移的比值)介于0.6与0.8之间,而饱和后单桩的循环荷载位移明显大于静载位移,且循环位移比随循环荷载比线性增长;饱和前单桩的循环位移幅值明显大于饱和后的位移幅值,主要受循环荷载幅值及桩周土性质的影响。     

长期荷载作用下SCS墙受力性能研究

根据混凝土的多轴徐变理论,基于弹塑性力学基本原理,采用比例加载方式研究了长期荷载作用对钢板混凝土(SCS)墙平面内极限承载力、钢板屈服时承载力(屈服承载力)和应力-应变关系的影响。在此基础上,分析了加载比例、截面配钢率等因素对长期荷载作用下SCS组合墙力学性能的影响规律。对比结果表明,长期荷载作用对SCS墙的极限承载力影响程度较小,对屈服承载力影响较大;在双轴受压和双轴拉压的受力状态下SCS构件屈服承载力显著降低,单元割线刚度减小;双轴受拉情况下SCS构件承载力几乎不变,割线刚度提高。     

重复荷载作用下支盘桩受力特性模型试验研究

对一个双盘模型支盘桩在非饱和粉土中进行了5次循环加载-卸载试验。试验证明:支盘桩在小于其极限承载力约0.75倍的重复荷载作用下变形增加很小,工作性能十分稳定;支盘桩与普通等直径桩相比,其承载力和抗变形能力十分优越;支盘桩的荷载传递机理十分复杂,盘附近土体对桩周的摩擦阻力在不同荷载作用下有时为正有时为负;当两盘的间距小于2D(D为盘直径)时,桩周的摩擦力对桩的承载力贡献很小,在每次重复荷载作用下,盘间土体都会经历加压和卸压的过程,卸载后土体会建立新的平衡和物理性质工作状态。研究表明,支盘桩应用于桥梁等承受重复荷载的结构是可行的。     

地震作用下沉井-地基相互作用体系侧向位移特征研究

沉井基础因其具有承载力大、抗水平变位能力强等优点而广泛应用于海洋钻井平台、桥梁基础以及风电基础等重大工程项目中.针对现有大直径沉井基础地震非线性响应特征尚不清晰的问题,将试验所得砂土的非线性应力应变关系嵌入数值计算模型,进一步研究了不同场地土类型,地震峰值加速度下的沉井基础侧向位移响应特征.研究结果表明:随着输入地震峰...     

圆形沉井底梁荷载作用传力的计算方法比较

在圆形沉井下设十字底梁的情况下,底梁的内力分析方法是将底梁作为一个4端简支的十字交叉梁,作用在其上的荷载为底板净反力按照一定的荷载分区分配到底梁及井壁上。对此种情况下,底梁计算时底板净荷载分配到底梁上,通过简化计算方法和按实际传力计算方法的跨中弯矩结果比较,得出误差只有2.6%,简化计算略大。可见采用简化计算的方式是可靠、合适的。     

软土地基复合式沉井基础水平承载特性试验研究

软土复合式沉井基础是适合软弱地基上输电线路工程的基础形式.由于目前尚欠乏对软土上地基复合式沉井基础承载特性的研究,使该类基础在软土地区的应用受到了制约.为研究软土地基复合式沉井水平承载特性,开展了不同水平力作用高度和沉井长度基础的原位试验,分析基础泥面位移、转角、旋转中心位置、地基土压力等基础水平承载响应特征.试验表明...     

PBL连接件在长期荷载作用下的试验研究

为了研究PBL连接件在长期荷载作用下的受力性能,对6个PBL连接件试件进行了6个月的长期加载试验及极限承载力破坏试验,考虑的影响参数为钢板开孔直径、厚度和孔洞个数。试验考察了试件变形发展过程及破坏形态,得到了试件荷载-滑移曲线以及荷载-横向贯通钢筋应变曲线,并建立了钢梁与混凝土板相对滑移、横向贯通钢筋和孔洞周边应力与加载时间关系曲线;最后,在试验的基础上,对比总结了长期荷载和短期荷载作用对PBL连接件力学性能的影响。研究结果表明:增加开孔钢板直径、厚度和孔洞个数可以有效提高PBL连接件抗剪刚度,减小其相对滑移;与短期荷载作用下的试验结果相比,长期荷载作用下PBL连接件试件的抗剪刚度下降了16%~30%,但其破坏形态、荷载-横向贯通钢筋应变曲线、荷载-滑移曲线变化特点基本相同,且其极限抗剪承载力无显著差异。     

长期荷载作用下的自密实混凝土梁卸载后的静力试验研究

对12根经过长期荷载作用卸载后的自密实与振捣混凝土梁进行了静力试验研究。试验结果表明自密实混凝土品质优良,同组梁实测结果的离散性较小。混凝土成型工艺、养护条件对长期作用的自密实与振捣混凝土梁卸载后再次加载构件的荷载-挠度曲线、破坏形态、裂缝分布以及极限承载力没有大的影响。预加应力的作用使得梁的裂缝宽度、裂缝延伸高度及裂缝分布范围大大减小。采用连续梁的结构形式可以显著减小结构挠度,提高结构的极限承载力。本文采用现有的计算方法对试验梁进行了理论分析,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

饱和细砂中裙式吸力基础水平单调加载模型试验——承载力及变形分析

海上风电资源的开发和利用是当今世界关注的热点问题,作为其塔架的基础,主控荷载是水平荷载。裙式吸力基础具有更高的水平承载能力和控制水平位移的能力,故非常适合作为海上风电塔架的基础。通过饱和细海砂中裙式吸力基础的水平单调加载模型试验,探究基础水平承载力的影响因素及转动点位置的变化规律,并分析了地基土的变形影响范围及规律。研究发现：与传统吸力基础相比,裙式吸力基础的水平承载力提高显著,且能有效控制水平位移;水平承载力随基础的裙高、裙宽的增加而增大,随加载高度的增加而减小;在水平荷载作用下基础主要是绕某一点（即转动点）发生转动,转动点位于主桶长度的0.45～0.7倍之间;达到极限荷载时,地表隆起范围远远大于沉降范围,沿加载轴线方向,隆起范围约为2.5倍主桶直径。     

粉土中吸力式桶形基础沉贯及抗拔特性试验研究

吸力式桶形基础的负压沉贯控制和抗拔承载力确定是海洋钻井平台和海上风电机组多桶基础以及深海吸力锚基础设计和施工中的关键问题。通过室内大比例模型试验研究了吸力式桶形基础在饱和粉土中的负压沉贯及抗拔特性。负压沉贯试验结果表明负压并不能明显减小吸力式桶形基础在粉土中的沉贯阻力,基于CPT试验结果可较为准确地预估沉贯施工所需负压,从而确保沉贯的顺利实施和防止沉贯过程中地基发生管涌破坏。不同加载速率下的上拔试验结果表明存在一临界加载速率,当实际加载速率超过该临界值后,加载速率对吸力式桶形基础的抗拔特性影响较小。结合桶体及桶外土体的变形,提出了粉土地基中不同受力状况下吸力式桶形基础的抗拔承载力计算方法。     

长期循环荷载下珊瑚砂累积变形特性试验研究

对取自南海的珊瑚砂进行等向和K_0固结的三轴排水剪切试验,发现固结路径对珊瑚砂的剪切行为有显著影响。在此基础上,采用K_0固结条件,设计一系列不同围压和循环动应力比的长期排水循环加载三轴试验,研究得到珊瑚砂具有门槛颗粒破碎循环动应力比,安定性理论可用于解释不同动应力比长期循环加载下珊瑚砂的累积变形发展模式。基于静力和动力试验结果,引入相对偏应力水平,建立能反映初始固结状态和循环动应力比的珊瑚砂排水循环加载轴向残余累积应变显式计算模型,对预测循环荷载下珊瑚砂地基长期沉降有积极意义。     

钢波纹管涵洞受力与变形特性模拟试验研究

通过室内模拟试验,选取钢波纹管涵洞中间断面,在特征点布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的力学特性、管周土压力及涵管变形规律进行了研究,分析了应变与应力、管周土压力及涵管变形的变化规律。研究结果表明：钢波纹管内、外部波峰与波谷环向拉、压变化规律一致;在最高填土高度为18.0 m时,内部涵顶测点1位置环向拉、压应变与应力值最大为1146,-930 με与308,-243 MPa;涵顶竖向土压力最大值为551 kPa;变形量最大为13 mm;在高填土情况下以涵顶土压力值作为涵洞设计的设计参数。     

故宫太和殿藻井破坏原因分析

介绍了故宫太和殿藻井的现状和分层支撑做法,利用ANSYS分析方法对藻井结构破坏的原因进行了仿真分析,得出了藻井已超过正常使用极限状态等结论,以促进古建筑的保护工作。     

基于岩石长期强度特征的岩质边坡时效变形过程分析

基于对岩体流变特性的认识,从岩石材料内在物理力学性质受环境影响随时间劣化与岩石内部细观损伤积累的角度出发,通过引入岩体细观表征单元体的强度退化模型,开展岩质边坡的时效变形与破坏特征的研究。首先模拟了含顺坡软弱结构面边坡的时效破坏模式,分析了软弱结构面分布和强度劣化特性对边坡长期稳定性的影响;其次对一含有明显的软弱结构面的软硬互层岩质边坡,进行了时效变形破坏的实例分析。由于岩体的流变特性,岩体强度参数随时间的推移而逐渐衰减,致使边坡稳定程度降低。特别是对于含有明显的软弱结构面及软岩层的边坡,软弱结构面及软岩层的长期强度特性不容忽视。对含有明显的软弱结构面的软弱互层边坡蠕滑破坏的控制和治理,应在顾及时间效应的基础上,着重考虑长期强度、渗控和开挖卸荷等主要因素。研究成果可望对类似边坡的安全评价和设计提供一定的参考。     

水泥替代矿粉对水工沥青混凝土长期性能影响研究

传统的水工沥青混凝土原材料主要包括沥青、骨料和矿粉,矿粉的制作和加工很麻烦,而水泥的加工制作均较简单,为可购买建筑材料。基于此,提出用水泥代替矿粉,通过室内三轴流变试验,研究两种不同填料沥青混凝土的长期变形特性。试验表明,以水泥为填料的沥青混凝土的轴向应变略小于以矿粉为填料的沥青混凝土的轴向应变,以水泥为填料的沥青混凝土的蠕变指标也略小于以矿粉为填料的沥青混凝土的蠕变指标,但二者差异较小。因此,单从沥青混凝土的长期变形特性方面看,用水泥代替矿粉的沥青混凝土可获得更优的长期变形性能,并可简化工艺,降低工程造价。     

基于极限载荷试验的扩底抗拔桩承载变形特性的分析

结合天津于家堡南、北地下车库项目开展了2组各3根扩底抗拔桩的极限承载力试验,其中一组试桩有效桩长19 m,另一组试桩有效桩长30 m,试桩均加载至极限破坏状态。载荷试验过程中,两组试桩均对桩顶、有效桩长桩顶以及桩端位置进行了位移测试;其中有效桩长为19 m的试桩还开展了桩身轴力测试。对2组试桩成果从荷载位移曲线、桩身轴力分布、桩侧摩阻力分布规律等方面进行了分析。结合有限元数值模拟分析表明,扩底抗拔桩的承载力由等截面段桩侧摩阻力与扩大头抗力共同组成,首先由等截面段桩土侧摩阻力提供抗拔力;当上拔荷载进一步增大后,扩大头开始逐渐发挥作用,并且扩大头抗力占总承载力的比例逐步上升。极限状态下,有效桩长为19,30 m的试桩,扩大头提供的抗力占总抗拔承载力的比例分别约为50%和35%。扩大头的存在对于等截面段桩侧摩阻力的发挥影响较小。扩大头受周边土体法向力的竖向分量是扩大头抗力的主要组成部分,极限状态下,其可占扩大头抗力的70%左右。     

45号钢在往复冲击载荷作用下的塑性变形

摘要：采用钢球冲击45号钢盘,观测了在不同接触条件、冲击次数及载荷条件下钢盘表面的塑性变形情况．发现在低冲击次数条件下,使用低黏度油的凹坑深度与干接触相近,但在高次数冲击条件下,冲击深度与干接触条件下相比大幅度变浅．而高黏度油条件下的凹坑深度一直最浅．在其他条件相同时,冲击深度随载荷的增加而增加．冲击时,由于凹坑中心产生的热量不断向边缘传递,使凹坑边缘形成凸起即形成所谓彩虹环．彩虹环随润滑油黏度的增加及载荷的增加而高度增加．润滑油的使用可以降低材料表面的塑性变形和磨损．对于干接触条件,凹坑内部发生微细颗粒碎化．而油润滑时凹坑内部出现微裂纹．微细颗粒碎化及微裂纹的程度均随冲击次数和载荷的增加而增加．