基坑开挖对地铁高架桥桩影响的模型试验研究

针对上软下硬地层中基坑开挖导致地铁高架桥桩受到不利影响开展室内模型试验，探究不同平面距离、不同开挖深度影响下桥桩内力和变形的发展情况，并针对地铁高架桥单墩四桩的结构形式，对不同类型桥桩的受力和变形情况进行对比分析。研究结果表明：随着桥桩距基坑平面距离的减小，桥桩自身的桩身弯矩和位移将会增大；在上软下硬地层进行基坑开挖时，桩身位移在上部软土区变化较大；随着开挖深度的不断增大，桥桩的受拉范围逐渐增大；在软土区进行开挖时，桥桩的弯矩和位移变化量明显大于在岩层中开挖；作用在桩顶的上部荷载对桥桩变形和受力有不利影响；前桩和后桩由于受承台的约束作用，桩顶位移基本一致；前桩桩身位移呈挠曲式分布，后桩呈悬臂式分布；由于下部岩层的强约束作用，导致前桩弯矩最大值出现在岩土分界面，而后桩的内力分布主要受桩顶位移的影响。     

复合桩基承台下土的极限承载力提高值分析

为探究复合桩基承台下土体极限承载力提高值产生的根源,利用非线性有限元技术对常规桩筏基础（3D桩距）和复合桩基（6D桩距）进行三维弹塑性分析,得到土体绕桩滑动模式、土体极限承载力提高值等变化情况,并将数值计算的结果同提高值的理论解进行对比.分析结果表明：桩的遮拦作用使承台底土破坏时发生绕桩滑动并受到极限滑动阻力,从而提高了承台下土体的极限承载力;随着桩距的增大,承台下土体极限承载力提高的幅度和提高比例逐步下降,最后趋于天然地基的受荷特性.     

桩-桩帽-系梁复合结构加固路基特性研究

高强预应力混凝土管桩(PHC管桩)加固深厚软土地基时,桩帽偏心会降低桩承式路基的整体加固效果,影响路堤稳定性。本文以某高速公路桩承式路堤工程为依托,利用有限元软件ABAQUS建立桩承式路堤三维数值模型,研究了桩帽向路基外侧不同偏心距对路堤边坡稳定性的影响,并提出桩-桩帽-系梁复合结构改进措施。研究结果表明:桩帽偏心时桩体荷载分担降低,地基沉降和侧向位移显著增大,桩土差异沉降增大,边坡稳定性降低,桩帽极限偏心距离为10cm;桩帽用系梁相连后,地基土沉降和差异沉降均明显减小,边坡稳定性提高,桩-桩帽-系梁复合结构改进措施有效。     

全抗扭跨支承和独柱墩支承曲线梁桥受力性能分析

曲线梁桥的受力特点表现为弯矩和扭矩互相耦合,内外梁体受力不均匀,存在爬移现象,预应力的摩擦损失计算应按空间考虑。对全抗扭跨支承和独柱墩支承的曲线梁桥的受力性能进行分析,结论是：在进行内力计算时,必须对梁增加相应的扭矩,以实现平衡效果。在曲线梁桥的预应力、竖向荷载（自重和车道荷载）和顶板升温时,都会产生很大的扭矩力,在这种力的作用下,梁体将存在向外翻转的倾向,但全抗扭跨支承方案的扭矩比独柱墩支承方案要小;独柱墩在内侧的抗扭支座将更易产生竖向负反力;这两种支承水平剪力的出现都是不可避免的。     

考虑时间效应的复合桩基简化分析方法

基于复合桩基的基本理论,结合刚性基础的计算方法,建立了考虑时间效应的桩-土-刚性承台体系共同作用的基本方程,编制相应程序进行计算,分析了单桩、四桩和九桩3种具有代表性的桩-土-承台体系沉降与反力随时间的变化特征:在整个加载过程中,单桩、四桩、九桩承台的沉降随时间对数的变化曲线均呈“S”形;加桩承台的荷载-沉降曲线表现明显的非线性,刚性基础加桩以后“架越作用”减小。     

桩顶与承台采用不同假定时的分析比较及实际应用

一、概述在桩基础的设计中,桩顶与承台一般采用铰接的计算假定;包括《建筑地基基础设计规范》中桩顶荷载的计算公式也是按铰接给出的。事实上,桩顶与承台有相当程度的嵌固,因此也有工程根据实际受荷需要采用了固接的假定。在这两种不同的计算假定下,桩顶被分配的荷载,桩顶位移及桩身内力都有很大区别,本文着重就单桩分别在铰接和固接情况下其位移和内力进行比较分析,从中探讨给实际桩基工程设计带来的现实意义。二、计算假定:     

考虑土体固结的单桩-土-承台非线性共同作用程序实现

提出了基于有限层理论的考虑土体固结的单桩-土-承台非线性共同作用分析方法。在此基础上,介绍了相应的计算程序CPRI的实现过程,给出了主程序计算框图和桩土承台支撑体系计算子程序框图。通过程序PRI检验和算例分析,验证了程序的正确性。程序CPRI可以模拟不同时刻单桩-土-承台支撑体系的竖向位移、孔压、桩顶反力和土体反力变化的情况。     

U型钢板桩抗弯力学特性分析

由于U型钢板桩结构特殊的锁口联接形式,在弯曲荷载作用下,钢板桩结构的相关力学特性的分析计算具有很大的不确定性。通过进行室内U型钢板桩弯曲试验,分析钢板桩的挠度、桩端锁口滑移量、横截面应变,较为系统地研究了钢板桩在受弯作用下的抗弯力学特性等机理。结果表明:锁口不作处理且支座间距较大时,组合钢板桩可以发生较大变形,抗弯刚度相对单桩刚度无明显提升;不同的支座间距对组合钢板桩抗弯刚度有不同影响,支座间距的减小,有助于抗弯能力的提升。说明实际工程中钢板桩竖向支撑、围檩的间距不宜过大。     

不同取代率和配筋率对RAC梁受弯性能影响试验研究

为了研究RAC梁在不同取代率和不同配筋率下其正截面受弯破坏形态和受弯性能,采用再生骨料取代率为0％、30％、60％和100％共4种,配筋率为0.433％、1.76％和2.62％共3种,在不同工况下设计并制作了6根RAC梁,试验采用四分点加载方案,对不同取代率和配筋率下正截面受弯RAC梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、挠度以及跨中截面应变等进行了试验研究.试验结果表明:RAC梁与普通混凝土梁破坏形态基本相同,均经历弹性、带裂缝工作以及破坏三个阶段;RAC受弯梁正截面符合平截面假定;不同取代率下RAC梁开裂荷载非常接近,但屈服和极限荷载受再生骨料取代率的影响比较明显,其中普通混凝土梁屈服和极限荷载最大,而后随取代率的增加而随之增大;配筋率越大,受弯承载力越大,且开裂荷载随配筋率的增加而略有增加,屈服和极限荷载增幅较大;变形随配筋率的增加而变化幅度相对较低.     

设备质心距支座垂直距离对结构内力的影响

某些化工设备支座的支承位置有上部悬挂式和底部支承式,设备质心距支座有一定距离,在水平地震力和风荷载作用下,支座处产生弯矩,尤其是悬挂设备产生的弯矩,在结构内力计算时被忽略,指出了忽略原因以及对结构安全的危害程度。     

混杂钢纤维超高性能混凝土梁裂缝分形理论研究

混凝土梁在受弯过程中表面裂缝分布及演化的宏观特征可以反映其受弯性能,本文基于不同废旧轮胎钢纤维(WTSF)取代率的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁受弯试验结果,利用分形理论分析试验梁表面裂缝开展情况。结果表明,BFRP筋混杂钢纤维超高性能混凝土梁表面裂缝分布具有分形特征,满足自相似性,分形维数的变化区间为[0.892,1.064]。探讨了梁表面裂缝分形维数与施加荷载值、WTSF取代率、跨中挠度和最大裂缝宽度之间的关系,并分别拟合了WTSF取代率与完全破坏状态下全梁区和纯弯段分形维数的函数关系。分形维数与施加荷载值、跨中挠度和最大裂缝宽度均呈对数函数关系,完全破坏状态下,WTSF取代率变大会增大梁表面裂缝的分形维数,但总体来说不利影响并不明显,研究结果可为超高性能混凝土的工程实际应用提供参考。     

碳化-冻融作用下钢筋混凝土梁承载力衰减分析

为了研究碳化-冻融环境对钢筋混凝土梁承载力的影响,对钢筋混凝土试验梁进行了多重循环碳化-冻融交替作用下的加速腐蚀试验,然后对完成腐蚀试验的钢筋混凝土梁进行抗弯荷载试验.通过荷载试验获得腐蚀梁的应变变化、裂缝发展及荷载位移曲线,分析碳化-冻融耦合作用对试验梁承载力衰减的影响.结果表明:荷载试验过程中腐蚀钢筋混凝土梁的跨中截面应变基本满足平截面假定,相同荷载下受腐蚀梁的跨中应变大于未腐蚀梁的应变值;与未腐蚀钢筋混凝土梁相比受腐蚀梁的裂缝出现的较早,裂缝较宽、数量较少;从试验梁的荷载-位移曲线可知同一级别荷载作用后梁体跨中位移值随碳化-冻融腐蚀周期的增加而增大,极限荷载随腐蚀周期的增加而降低.根据试验梁荷载试验的实测数据提出了钢筋混凝土梁在全寿命周期内承载力时变衰减系数的计算公式,并通过有限元模拟分析验证了其正确性,该系数可用于我国严寒区钢筋混凝土结构的承载力衰减模拟分析和评估,成果可为实际工程参考.     

ECC修复既有RC梁界面粘结与受弯性能试验研究

基于ECC修复既有混凝土梁的弯曲试验,主要分析了界面粗糙度、ECC层厚度与既有混凝土梁损伤参数对修复梁界面粘结和受弯性能的影响.研究结果表明:界面粗糙度和既有混凝土梁损伤参数对界面粘结性能的影响较为显著,而ECC厚度的影响则不太明显.与RC梁相比,修复梁的裂缝形态有明显改善,截面刚度得到提高,各特征荷载值均有不同水平的增长,由于ECC层的承拉与阻裂作用,修复梁开裂荷载的提高幅度最大,且适当增大界面粗糙度、ECC层厚度及减小损伤参数的修复梁,其受弯性能改善的就越明显.     

裂解炉桩基基础方案比较

通过对裂解炉桩基基础设计方案的比较,说明对于新建单台裂解炉,如果其上部重量大于下部重量,荷载重心与桩基承台形心之间有比较大的距离,桩布置不能简单地采用均匀布置,而应考虑桩基与上部结构的共同作用。通过调整桩布置间距,控制好承台厚度并在两个方向的轴线上配置暗粱的方法,以达到控制沉降的目的。     

后张无黏结预应力BFRP筋混凝土梁受弯性能试验研究

采用后张法,制作了玄武岩纤维增强塑料筋（BFRP筋）无黏结部分预应力混凝土梁、BFRP筋无黏结全预应力梁以及对比用BFRP筋非预应力梁,对其受弯性能进行对比试验,并对BFRP筋无黏结部分预应力梁中非预应力钢筋的配筋率对受弯性能的影响进行了研究。结果表明,对BFRP筋施加预应力,可以明显提高梁的抗裂度,有效减小梁的挠度和裂缝宽度,改善BFRP筋混凝土梁的正常使用性能;与全预应力梁相比,配置有非预应力钢筋的部分预应力BFRP筋梁的延性更好;且随着非预应力钢筋配筋率的增加,梁的屈服荷载和极限荷载随之提高,裂缝间距、极限裂缝宽度则随之减小。     

预应力高强混凝土矩形支护桩的受弯性能

针对预应力混凝土预制桩在基坑支护中的应用,开发新型的预应力高强混凝土矩形支护桩。通过9根矩形支护桩的受弯性能试验,研究了矩形支护桩的受弯破坏特征、裂缝开展情况和受弯承载力。结果表明:在外荷载作用下,矩形支护桩变形体现了很好的弹性和延性;矩形支护桩截面的应变分布符合平截面假定;矩形支护桩的抗裂弯矩实测值与计算值之比平均为1.33;实测极限弯矩与理论计算值基本接近。基于试验结果,提出对矩形支护桩抗裂弯矩和极限弯矩计算方法的修正建议,计算结果与试验结果吻合较好。对比发现,在相近的成本条件下,矩形支护桩比空心方桩受弯承载力增加10%～20%。     

中小跨径弯梁桥病害分析及设计

一弯梁桥的力学特性及常见病害1.弯梁桥力学特性分析(1)“弯—扭”藕合作用。曲梁在竖向荷载和扭矩作用下会同时产生弯矩和扭矩,并且相互影响。同时弯道内外侧支座反力不相等,内外侧反力差引起较大的扭矩,便梁截面处于“弯—扭”藕合作用的状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大     

弯拉荷载作用下UHTCC抗碳化性能研究

为探究超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Tough-ness Cementitious Composites,简称UHTCC)受弯拉荷载作用下的抗碳化性能,通过快速碳化试验研究了UHTCC试件在不同碳化龄期下、不同水灰比条件(0.26、0.30)下、不同荷载率(30％和60％)下及不同弯矩位置的抗碳化性能.试验结果表明,随着碳化龄期的增长试件碳化深度逐渐增大;水灰比越大UHTCC的抗碳化性能越弱,水灰比为0.26、0.30的试件在30％荷载率下碳化28 d的深度分别为3.95 mm、7.43 mm.弯拉荷载加速了UHTCC试件的碳化进程,碳化深度随着荷载率的增大而增大,当荷载率由0增加至30％时的碳化深度增值小于荷载率由30％增加至60％时的碳化深度增值.碳化对受弯构件各弯矩位置产生不同的影响,碳化深度随着弯矩的增大呈对数形式不断增大.     

基于分形理论的玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁受弯性能研究

为了利用梁表面裂缝的分布和演化过程来研究玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁的受弯性能,对6根不同废旧钢纤维(Recycled Steel Fiber,RSF)体积掺量和配筋率的试验梁进行受弯试验,并运用分形理论对梁表面裂缝进行分析.验证了玄武岩筋废旧钢纤维混凝土梁表面裂缝分布的分形特征,其分形维数在0.89～1.07之间.探讨了梁表面裂缝分形维数与荷载等级、RSF体积掺量、配筋率及跨中挠度之间的关系.结果表明:分形维数与荷载等级和跨中挠度均呈对数增长关系;极限状态下,RSF的掺入减小了梁表面裂缝的分形维数,RSF体积掺量为1.5％ 时,分形维数最小为0.9722;随着配筋率的增加,梁表面裂缝发展更充分,其分形维数也更大.     

桩承式路堤三维数值模拟

本文采用FLAC3D软件,以实际工程案例为参考,以单桩加固范围内桩承式路堤作为研究对象,将桩间距为影响因素进行考虑,针对桩承式路堤的受力及变形特性进行研究。研究表明:桩承式路堤沉降随桩间距的增大而增大;路堤底面桩土差异沉降明显,桩顶沉降远大于桩间土沉降;路堤顶面不存在明显差异沉降;路堤内部存在等沉面,等沉面高度与桩帽净间距有关;桩体荷载分担比随桩间距的增大而减小,桩间距较大时桩体不能充分发挥作用。