钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力敏感性分析

为研究在软土地区钻孔灌注桩单桩的竖向极限承载力及其对各种环境干扰因子的敏感性,采用有限元法,对尼日利亚拉各斯阿利莫修1.57km路桥桩基结构进行研究。分析不同地层、不同桩长桩顶荷载下的桩沉降情况,以及不同桩长时所对应的单桩极限强度、桩极限沉降能力和单桩侧摩压力等主要技术指标。计算结果表明：桩顶荷载较小时,桩处于弹性阶段,随着桩顶荷载的不断增大,桩沉降也会不断增大。桩顶附近的土层对单桩极限承载力的影响十分微小,但单桩承载塑性性能会随土层性质变化而改变,且沉降塑性性能随着土层弹性模量、硬度的增大而变差。不同桩长桩顶荷载与桩沉降变化趋势呈倒L型。单桩极限承载力变化随桩长变化基本保持稳定变化,单桩极限沉降与桩长变化趋势呈S型。单桩长度小于40m,桩端承载力发挥主要作用,单桩长度在60～80m时为桩侧摩阻力发挥主要作用。     

蜂窝铝夹芯板动态冲击试验研究

采用落锤低速冲击试验测试蜂窝铝夹芯板的动态力学性能,研究了其破坏形态、破坏过程和典型荷载-位移曲线,分析了冲击速度和面板厚度两个因素对夹芯板极限冲击承载力和吸能量的影响,并和准静态试验下相应面板厚度的夹芯板进行力学性能对比。试验结果表明,蜂窝铝夹芯板的典型冲击荷载-位移曲线呈现出五个主要阶段,在不同冲击速度下夹芯板的极限冲击承载力和吸能量基本一致,而随着面板厚度的增加,夹芯板的极限冲击承载力和吸能量随之增加,三种不同面板厚度的夹芯板在落锤低速冲击作用下的极限冲击承载力和吸能量比在准静态作用下提高。     

螺旋桩水平动力响应特性受几何结构影响的模型实验

为了讨论桩体几何结构对螺旋桩水平动力响应特性的影响,通过自制的桩土动力相互作用模型实验平台,对砂土中不同材质、不同几何结构的螺旋桩模型的水平振动响应特性进行了研究。作为对比,给出了直桩模型的水平动力响应特性。具体分析了桩体几何参数(距宽比S/D、叶片外伸比D_0/D)、载荷幅值(F_0)、振动频率(f)对直桩和螺旋桩模型水平动力响应的影响。实验研究表明:直桩和螺旋桩模型的共振频率都随载荷幅值增大而减小;在同一水平激励荷载下,螺旋桩的共振频率和桩顶水平位移随叶片外伸比(D_0/D)的增大而减小,但对叶片外伸比不敏感;螺旋桩的共振频率基本不随距宽比(S/D)的变化而改变;对比钢质与ABS材质螺旋桩可知,不同材质螺旋桩的水平动力响应趋势基本一致,但需要指出的是,ABS材质的螺旋桩桩顶水平位移更大,动力响应更加明显。     

蜂窝铝夹芯板准静态局压试验研究

通过准静态试验测试了蜂窝铝夹芯板的局压力学性能,分析了其破坏过程、破坏形态和典型荷载-位移曲线,研究了面层厚度、孔棱大小、压头类型、边界条件等因素对其极限荷载和吸能能力的影响。结果表明,蜂窝铝夹芯板局压荷载-位移曲线表现两种典型类型,呈现出弹性阶段、局部损伤阶段、强化阶段、整体损伤阶段、压缩致密阶段、底部破坏阶段等六个主要阶段。面层厚度和孔棱大小对夹芯板局压承载力和吸能能力有一定影响,压头类型对局压承载力和刚度有较大影响,但对吸能能力影响不大,边界条件和试件厚度对夹芯板强度和吸能能力影响不大。     

液压静力压桩机夹桩箱拔桩变形的有限元分析

为了研究液压静力压桩机夹桩箱拔桩变形,促进液压静力压桩机夹桩箱的改进,提高压桩质量,简述了抱压式液压静力压桩机的工作原理,利用ANSYS软件建立了液压静力压桩机夹桩箱的参数化模型,设置了模型中的主要参数,利用有限元系统内嵌的命令流式程序设计语言APDL编辑了夹桩箱命令流式程序,对拔桩、压桩和加力压桩时的夹桩箱进行了系列化有限元仿真分析,得出了夹桩箱的垂向应力云图和最大垂向应力及最大垂向位移,并对仿真结果进行了分析和研究。仿真结果表明：拔桩时夹桩箱的最大垂向变形大,适当增大夹桩箱的弹性模量和高度、降低拔桩力均能有效地降低拔桩时夹桩箱的最大垂向变形。     

液压静力压桩机夹桩箱拔桩变形的有限元分析

为了研究液压静力压桩机夹桩箱拔桩变形,促进液压静力压桩机夹桩箱的改进,提高压桩质量,简述了抱压式液压静力压桩机的工作原理,利用ANSYS软件建立了液压静力压桩机夹桩箱的参数化模型,设置了模型中的主要参数,利用有限元系统内嵌的命令流式程序设计语言APDL编辑了夹桩箱命令流式程序,对拔桩、压桩和加力压桩时的夹桩箱进行了系列化有限元仿真分析,得出了夹桩箱的垂向应力云图和最大垂向应力及最大垂向位移,并对仿真结果进行了分析和研究.仿真结果表明:拔桩时夹桩箱的最大垂向变形大,适当增大夹桩箱的弹性模量和高度、降低拔桩力均能有效地降低拔桩时夹桩箱的最大垂向变形.     

桩土相互作用的钢管螺旋桩水平动力响应研究

为了研究桩体结构和土体主要参数对钢管螺旋桩水平动力响应特性的影响,基于等效刚度的方法,将螺旋桩等效为同等内径的管桩,建立了钢管螺旋桩-土耦合作用的水平振动响应模型.在考虑桩周和桩芯土体边界条件的情况下,利用初参数法对钢管螺旋桩的水平振动微分方程进行了求解,得到了钢管螺旋桩桩顶的水平动力阻抗.研究结果表明:当螺旋桩长径比(L/d)较小时,长径比对螺旋桩水平动力阻抗的影响明显;螺旋桩外径、叶片数量、土体泊松比、土体剪切波速与桩体纵波速之比对螺旋桩水平动力阻抗影响较大;但桩体叶片外伸比、叶片倾角等结构参数对螺旋桩水平动力阻抗影响较小.该研究对钢管螺旋桩基础的结构设计及其实际工程应用具有重要的参考价值.     

腹筋对混凝土构件力学性能的影响试验研究

依托尼日利亚阿布贾城铁一期工程站房项目，通过试验手段研究了腹筋对轻骨料混凝土受剪力学特性的影响。将不同腹筋配筋率的轻骨料混凝土试件与素混凝土试件进行对比分析，从跨中挠度、裂缝发展和受剪承载力等角度，分析了腹筋在混凝土构件中发挥的作用。研究结果表明：配筋率为1.13%时加筋效果最优，腹筋能对混凝土中荷载的传递路径进行优化，可以有效提高试件的承载力和刚度，减少跨中挠度变形。跨中挠度与截面高度呈负相关。名义抗剪强度由大到小依次为破坏阶段、服役阶段和斜裂阶段。随着截面高度的增加，各工况下的名义极限强度均出现减小，名义极限强度与截面高度呈现负相关关系。     

层合板多螺钉单剪连接钉载分配的试验研究

钉载分配是预测复材多钉连接强度和整体结构失效的关键,采用应变片测量间接获得了三钉单剪连接钉载分配比例,测量了单钉单剪连接的载荷-位移曲线和极限摩擦力,分析了钉载分配的影响因素。研究结果表明:相同条件下,首、尾钉载比例接近相同,约为36%,两者偏差<1%;钉-孔间隙影响最明显,拧紧力矩影响较大,夹紧面积影响较小。     

图解桥梁施工技术(二) 沉入桩基础施工(2)

静压沉桩静压沉桩振动小、噪声小,但沉桩能力相对较图5为静压沉桩施工。低,广泛应用于小直径、桩长较短的沉入桩施工。振动沉桩振动沉桩原理:电动或液压振动锤内偏心轮产沉或上拔,具有沉桩和拔桩功能。图6、图7为振动生向下或向上作用力并使桩周土壤液化,使桩体下沉桩施工。     

不同法兰模型的复合支柱绝缘子地震响应

以某高压复合材料支柱绝缘子为研究对象,分别建立等效梁单元法兰节点简化有限元模型和根据实际法兰节点的实体有限元模型,随后开展动力特性分析,并考虑支架动力放大系数开展9°设防下的地震响应分析,最后分析不同法兰节点模型对支柱绝缘子位移和应力响应的影响。结果表明,简化模型的应力响应略大于实体模型,但是位移响应小于实体模型,位移峰值约为实体模型的71%;实体模型的应力峰值为37.2MPa,与法兰节点粘结剂的粘结强度相差不大,复合绝缘子极限承载力由法兰与复合套管的粘结强度决定;在强震作用下,复合支柱绝缘子法兰节点受损,导致结构抗侧刚度和基本频率有所下降,水平位移响应增大。     

转体斜拉桥主墩承台深基坑围护结构变形特性研究

深基坑工程是危险性较大、影响因素较多的隐蔽式工程,为保证深基坑工程在施工阶段的安全性,以哈西大街打通工程(跨铁路部分)主墩承台深基坑支护工程为依托,利用有限元分析软件对基坑周边地表沉降和支护桩桩顶水平位移进行分析,结果显示:(1)基坑地表沉降分布呈"勺形"分布;(2)地表沉降最大值位移距坑顶0.3H～0.55H处,基坑周边地表沉降及支护桩桩顶水平位移均在变形控制范围内;(3)施加内支撑能够很好地控制支护结构的变形。     

高大模板盘扣式支撑体系受力性能试验研究

以高大模板盘扣式支撑体系受力性能为研究对象,对其在不同管径、斜杆规格、立杆间距条件下支撑体系的极限承载力、最大位移进行试验研究,分析不同参数条件对盘扣式支撑体系极限承载力的影响规律,以期对同类支撑体系的设计施工提供借鉴.     

不确定性桁架结构区间有限元分析的区间因子法

利用区间因子表征区间变量的不确定性,将区间变量表示为其均值和区间因子的乘积;根据区间运算规则,将区间分析与有限元方法相结合,提出了非概率不确定的结构的一种区间有限元分析的方法。构建了区间参数杆系结构在区间荷载作用下的分析模型,导出了结构的区间位移和区间应力响应区间变量表达式。通过算例考察了任一结构参数和荷栽的不确定性对位移和应力的影响,获得了一些有意义的结论。     

沟槽、凹坑类缺陷对滑动轴承承载力的影响

考虑轴瓦变形,基于雷诺方程对表面有缺陷的滑动轴承进行理论建模和数值计算,得到相应工况下轴承润滑膜厚度和压力分布,在此基础上研究缺陷的尺寸和位置对轴承承载力的影响。结果表明:不同材料的轴承,其承载力随着材料弹性模量的增加而增加,最终趋于稳定值;缺陷的存在会降低轴承承载力,但随着材料弹性模量的增加,缺陷的影响越来越小;在一定条件下,在轴承中截面上且位于承载区内的缺陷对轴承承载力的影响显著,缺陷尺寸越大,轴承承载力下降越明显;当缺陷位于轴承承载区内沿润滑剂入口方向靠近最小润滑膜厚度的部分区域时,轴承承载力会略微增加。     

大型拱顶网壳储罐结构设计与稳定性计算

随着成品油储罐的大型化发展,采用空间网壳结构作为储罐罐顶已成为必然趋势。虽然网壳结构在建筑行业已有成熟的理论和设计经验,但如何应用于大型储罐还存在很多技术问题。比较分析现有大型网壳结构形式的优劣,针对大型拱顶网壳储罐结构特点,给出网壳顶网格类型、杆件截面、节点形式的选型意见;为提高网壳顶与下部罐体连接的安全性,自主提出一种可用于大型拱顶网壳储罐的新型支座结构;研究网壳顶整体稳定性的计算方法,采用考虑几何非线性的荷载-位移全过程分析方法,计算得到拱顶网壳储罐结构的临界失稳荷载,分析下部罐体、不同约束方式和不同安装偏差对拱顶网壳稳定承载力的影响;并依据JGJ7-2010《空间网格结构技术规程》等建筑行业规范标准,以一50 000 m3大型拱顶网壳储罐为例对稳定性计算进行案例分析,验证相关规范同样适用于储罐网壳。     

含空位缺陷的碳纳米锥拉伸力学特性研究

结合AIREBO势能函数,采用分子动力学方法,对含空位缺陷的碳纳米锥作了拉伸模拟试验,获得了其拉伸过程中的构型演变以及载荷-应变关系曲线、载荷极限和应变极限等力学特性。结果表明,当缺陷中心与锥顶的距离小到某一临界值时,与无缺陷时相比,载荷极限和应变极限都明显减少,然而缺陷中心与锥顶的距离进一步减少时,载荷极限和应变极限却下降很少;如果缺陷中心与锥顶的距离维持在临界值并且缺陷的数目增加,载荷极限和应变极限的变化也很小;缺陷的长度增加时,载荷极限和应变极限都有所下降,但不如缺陷中心到锥顶间距离变化对载荷极限和应变极限的影响大。     

温度对薄板抗起皱性能的影响

连续快速的冷冲压经一段时间后温度升高会影响到薄板的抗起皱性能,为研究温度变化对抗皱性能的具体影响,进行了不同温度下的单向拉伸试验和方板对角拉伸试验,并得到了薄板拉伸件在常温、75℃和150℃下的力学性能。单向拉伸试验结果表明,随着拉伸温度的升高,薄板的弹性模量、屈服强度和切线模量都有不同程度的减小。利用得到的不同温度下的材料参数对方板拉伸试验进行仿真,发现试验和仿真的拉力-拉伸位移曲线吻合较好。对比仿真和试验结果发现,在研究的温度范围内薄板的抗起皱性能易受温度变化的影响,且随着温度升高先后经历了上升和下降的变化过程。     

基于有限元法的抛物线拱结构弹塑性稳定性分析

应用大挠度弹塑性有限元法对承受径向均布荷载和跨中集中荷载的抛物线拱平面内及平面外稳定承载力进行研究。使用弧长法对拱结构平面内屈曲荷载—位移平衡路线及平面外屈曲荷载—位移平衡路线进行全过程跟踪研究。分析抛物线拱结构在不同矢跨比和支承条件下发生弹塑性屈曲的规律,分析中考虑了材料非线性和初始几何缺陷等因素的影响。对相同截面不同矢跨比抛物线拱的平面内二次分叉屈曲荷载、平面外二次分叉屈曲荷载和平面内极限点屈曲荷载进行对比研究,其结果为抛物线拱结构失稳问题的研究提供了依据。     

地铁车站基坑施工过程中支护结构变形研究

以榆树庄站地铁车站为研究对象，采用3D实体单元模拟，建立其有限元模型，分析其基坑施工过程中，桩体的位移及结构变形规律，得出以下结论：当开挖深度较小时，桩体主要受到基坑土体的主动土压力作用。随着开挖过程的进行，采用支撑、冠梁等措施对基坑的水平位移进行控制，使其水平位移-桩深曲线呈先增大后减小的趋势。随着开挖过程的进行，基坑桩体的最大水平位移逐渐增大，且其最大位移对应的桩深逐渐增大，说明开挖过程会影响基坑桩体的水平位移。模拟值与实测值间的差距较小，二者间的水平位移最大差值不超过1mm，证实采用有限元模拟对地铁车站的基坑变形及受力情况进行分析准确性较高。