变截面桩竖向承载性状的模型实验研究

利用自行研发的试验装置进行了半桩模型试验研究,分析了变截面桩的荷载-沉降曲线、桩身轴力分布情况、桩身侧摩阻力分布情况,并与常规等截面桩进行比较.模型试验结果表明：变截面桩较等截面桩更有利于减小桩体的沉降量,但从单桩沉降变形的角度看,变截面桩存在最佳变径比.当变径比超过这一最佳值时,变径比越大,桩的沉降变形也就越大,甚至...     

不同变截面桩竖向承载特性的数值分析

基于现场试验,采用Abaqus有限元软件对等截面桩及变截面桩单桩竖向承载力测试实验过程进行数值模拟。结果表明:弹性变形阶段,竖向荷载-沉降曲线呈线性变化趋势,等截面桩比变截面桩桩身沉降较小;塑性屈服阶段,等截面桩与变截面桩单桩承载力几乎一致。变截面位置对桩侧摩阻力沿深度的分布有一定影响,最大侧摩阻力位置根据变截面的位置而变化。变截面桩的平均侧摩阻力较等截面桩的平均侧摩阻力大,变截面桩侧摩阻力效果较等截面桩更有优势。在相同承载力条件下,变截面桩所耗费的材料较等截面少,对于竖向承载特性,变截面桩与等截面桩表现基本一致,因此使用变截面桩能节约工程成本。     

桩身变截面效应对异型摩擦桩承载性能的影响分析

变截面异型桩沿桩身每隔一定距离设置一个变截面环段,通过独特的桩土相互作用,在提升桩侧阻力的同时,充分发挥了桩身的结构强度。为了研究变截面效应对变截面异型桩承载性能的影响,采用有限元方法分析了变截面环数、变截面段直径对变截面异型桩桩周土体位移场、桩身轴力、桩段侧摩阻力的影响;采用规范经验公式和有限元计算的方法,对比不同土质条件下变截面效应对桩的竖向极限抗压承载力的影响。结果表明：当变截面异型桩竖向受荷时,桩周土的破坏形式由变截面环区域的局部破坏,逐渐转变为沿着桩变截面外径的整体剪切破坏;优化变截面的环数可提升变截面异型桩的竖向抗压承载力。变截面异型桩的桩身轴力和桩侧阻力的整体分布趋势同普通管桩一致,变截面段轴力和侧摩阻力远大于非变截面段,且桩身强度优势得到充分发挥。经规范经验公式计算得到的变截面异型桩极限抗压承载力,较数值计算结果偏于保守。该研究为变截面异型桩承载性能的理论分析和试验研究提供思路,同时为工程实际有效应用变截面异型桩提供参考。     

基于有限单元法的钢-混凝土组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法，以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式，建立钢-混凝土简支组合梁有限元分析模型、优化参数模型，优化数学模型，用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件，经计算获得钢-混凝土组合梁最优截面形式．该方法的优化效果显著，并且效率高，可广泛应用于钢-混凝土组合梁截面优化设计工程．     

基于有限元法的钢-砼连续组合梁截面优化设计

给出了钢-混凝土连续组合梁截面计算机辅助优化设计的有效方法,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,提出了一种符合实际情况的钢-混凝土组合梁的剪力连接模式,建立钢-混凝土连续组合梁有限元分析模型、优化参数模型,优化数学模型,用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件,经计算获得钢-混凝土连续组合梁的最优截面形式.该方法的优化效果显著,并且效率高,可广泛应用于钢-混凝土连续组合梁截面优化设计工程.     

竖向受荷桩的桩-土接触面简化模型

将桩-土接触面由一个理想弹塑性的切向弹簧简化为一层薄壁单元,通过理论分析的方法,在Desai薄层单元法的基础上进行改进,考虑桩径与薄壁单元厚度对单元参数的影响,给出一种弹簧切向刚度与薄壁单元剪切刚度的换算式.数值模拟结果表明,该模型在薄壁单元厚度和桩径在一定范围内变化时模拟结果稳定,其竖向位移分布规律与接触面弹簧模拟结果非常相似;通过改变薄壁单元的强度参数,可以模拟桩-土接触面的强度性质,从而能够较合理地预测桩-土接触面在竖向荷载作用下的变形性状.     

钢-混凝土混合结构体系屈曲模态判别标准及临界荷载简化算法

为了研究核心筒支撑作用对屈曲模态和屈曲临界荷载的影响,建立了钢‐混凝土混合结构体系简化力学模型,并在大量有限元分析的基础上,研究了钢‐混凝土混合结构体系中框架和支撑两部分之间的相对强弱关系对屈曲模态的影响。根据屈曲模态不同,将钢‐混凝土混合结构体系划分为4种类型,归纳出可靠的屈曲模态判别标准,并提出了与各类屈曲模态对应的临界荷载简化算法。研究结果表明：该简化算法计算结果准确、可靠,可供设计人员采用。     

桩群中设置斜桩对其工作性质影响的研究

通过FORTRAN语言程序及算例,分析了在桩群中设置斜桩所引起的一些现象.重点对三种典型荷载情况进行了研究,每种情况下都分析了斜桩对群桩沉降,水平位移和转角,桩的荷载和弯矩的影响.结果发现,当桩群承受竖向和横向荷载时,斜桩的存在有一定的好处,尤其在减小水平位移方面.但当有竖向或水平土体位移作用在桩群时,群桩的工作特性会受到不利影响.     

论一次受力粘钢加固梁的正截面抗弯性能

本文对一次受力粘钢加固梁的弯曲破坏过程的进行了研究,分析了一次受力粘钢加固梁抗弯破坏的工作原理、基本假定和计算原则。     

斜向荷载作用下桩群中设置斜桩对其沉降的影响分析

斜向荷载作用下桩群的设置方式对其承载力和沉降有较大影响.为揭示这一影响规律,采用非线性有限元软件对斜向荷载作用下桩群中设置的斜桩进行三维建模,分析了斜桩的倾角、桩-土弹性模量、斜桩桩长以及桩数等因素对群桩沉降的影响.结果表明:地基土质情况、斜桩的倾角、刚度和桩长与桩数等对倾斜群桩的沉降影响较大,所得结论对斜向荷载作用下群桩基础的设计与施工具有一定的指导意义.     

截面尺寸变化对混凝土T形梁延性的影响

采用接近钢筋混凝土受弯构件实际受力情况的基本假定,对T形截面延性进行了分析,推导了较为精确的T形截面受弯构件截面延性系数的计算公式,研究了截面几何尺寸的变化对T形截面梁延性的影响,并与矩形截面进行了对比分析.研究结果可为工程设计人员参考应用.     

焊接孔对波纹钢腹板梁力学性能的影响 (注：研究生论坛稿件)

本文通过对设置焊接孔的Q345c高强钢波纹钢腹板梁进行疲劳试验,静力试验和三维有限元分析,主要目的是研究焊接孔对高强波纹钢腹板梁力学性能的影响,并且通过有限元模拟对设置有焊接孔的波纹钢腹板梁进行几何参数分析。试验梁通过岛津4890疲劳试验机采用三点弯曲加载方案,在加载至60万次疲劳循环后,梁跨中部右侧的焊接孔处出现微裂纹,继续加载至128.84万循环周次,最终在前期未发现裂缝的焊接孔处发生断裂破坏。通过试验现象和有限元分析表明：焊接孔对波形钢腹板钢梁的应力集中影响较大;波纹钢腹板梁几何尺寸的变化使焊接孔处波纹钢腹板梁的力学性能的改变有明显的影响。     

抗滑桩截面尺寸和桩侧摩阻对边坡稳定性影响的数值分析

根据强度折减法,运用ABAQUS有限元分析软件探讨抗滑桩截面尺寸以及桩侧摩阻对边坡稳定性的影响。以特征部位的位移拐点作为边坡达到临界破坏状态的标准,并由求得的强度折减系数评价边坡的稳定性。结果表明:随着桩截面宽、高的增大,边坡的稳定性系数增大,但其增长速率越来越小;相对于桩截面尺寸,桩侧摩阻对边坡稳定性的影响很小,以至于可以忽略不计;当桩截面较小时,在保持桩截面面积不变的情况下,桩截面高大的抗滑桩在边坡中所起的作用越明显,但随着桩截面面积的增大,由桩的设置方位带来的边坡安全系数差异逐步减小;当桩间净距不变时,增加桩截面高比增加桩截面宽对边坡稳定性提高的作用更明显。因此,实际抗滑桩工程中控制和优化桩的有效截面尺寸,采用多桩减宽的方式将是经济有效的。     

残余压应力对低合金高强钢热预应力增韧效应的影响

通过对三点弯曲预制裂纹试样在室温下（20℃）预加载－卸载－冷却至－196℃或－130℃下断裂（LUCF）,以及加载－冷却至－196℃或－130℃下卸载－断裂（LCUF）的预应力循环试验,测定了其宏微观力学参数并计算了裂纹尖端应力、应变和三向应力度的分布,模拟了在相同裂纹钝化半径下没有残余压应力的直接冷却断裂行为（CF）与有残余应力的WPS循环（LUCF）的断裂行为并进行比较,研究了残余压应力对低合金高强钢预裂纹试样WPS增韧效应的影响。结果表明：残余压应力对低温断裂韧性的提高在不同的终断温度下的作用不同,－196℃下断裂时有增韧作用,并作用是抵消了一部分低温断裂再加载时的正应力。同时,残余压应力通过减缓三向应力度随外载增加而增加的速度对－196℃断裂时的增韧起作用,－130℃下残余压应力作用不明显,并且对低温断裂时裂纹的钝化有拘束作用。     

内填部分混凝土箱形截面钢桥墩的延性影响参数

为了研究内填部分混凝土箱形截面钢桥墩在恒定竖向荷载与柱顶水平往复荷载作用下的延性性能,建立三维弹塑性有限元模型,通过比较模拟结果与试验结果的水平荷载－水平位移滞回曲线和破坏模态,确定了所采用有限元分析方法的准确性与有效性。以翼缘宽厚比、柱长细比、混凝土填充率和柱轴压比为变化参数,建立56个三维弹塑性有限元分析模型,归纳总结了钢桥墩可能出现的各破坏模态：对于纯钢桥墩,局部屈曲发生在试件底部;对于内填部分混凝土钢桥墩,当混凝土填充率较小时,局部屈曲通常发生在内填混凝土上部钢板处;随着混凝土填充率的增大,局部屈曲出现在试件底部附近。最后分析上述4个参数对钢桥墩极限承载力和延性性能的影响规律。     

水泥土搅拌桩防渗墙对土坝防渗效果的模拟研究

通过对水泥土搅拌桩防渗墙防渗效果进行研究,为水泥土防渗墙设计提供进一步的优化指标。通过测压管观测数据反演得出大坝土体实际渗透系数,建立渗流有限元模型并利用实测资料验证,对水泥土搅拌桩防渗墙在土坝中的施工位置和深度进行不同情景模拟分析,结果表明：加入防渗墙后,渗流稳定性增加,防渗效果明显。防渗墙越靠近坝体上游,坝体的渗流稳定性越好;防渗墙贯入深度越深,坝体的渗流稳定性越好。防渗墙的位置布置在坝体中部靠近上游处较为合理,但考虑实际工程中施工要求,适当将防渗墙位置后移布置在大坝轴线处,对于渗流量影响较小。     

应变速率对低合金高强钢力学性能的影响

针对HC340LA、HC420LA两种低合金高强钢,研究了准静态和高速拉伸时不同应变速率对其拉伸行为的影响。研究发现,低合金高强钢HC340LA在应变速率ε=5 s-1时,延伸率和抗拉强度分别比准静态下的相应数据增加67%和27.9%;而在应变速率ε=200 s-1时,延伸率和抗拉分别比准静态下的相应数据增加16.7%和25%。低合金高强钢HC420LA在应变速率ε=5 s-1时,延伸率和抗拉强度分别比准静态下的相应数据增加38.5%和16%;在应变速率ε=200 s-1时,延伸率和抗拉强度分别比准静态下的相应数据增加6.4%和18.34%。也就是说,与准静态拉伸相比,高速拉伸状态下的两种低合金高强钢材料具有更好的塑性、更高的抗拉强度和较高的屈强比,同时材料的塑性和抗拉强度随着应变速率的增加呈下降趋势,200 s-1以上的应变速率对低合金高强钢材料塑性的提高并没有多大贡献。     

节点刚度对钢框架力学性能的影响分析

基于力法方程推导得出梁柱节点刚度对半刚性连接钢框架整体力学性能的影响,确定了当框架承受均布荷载时,节点刚度与框架内力、变形的关系,并得到能使框架内力和变形处于最合理分配时的节点刚度。利用通用有限元软件ANSYS模拟计算了框架承受静荷载和动荷载时的内力和变形,计算结果验证了理论推导的正确性。     

Ti的添加对Cr12MoV钢力学性能的影响

为研究Ti的添加对Cr12MoV钢组织结构及力学性能的影响,利用真空感应电炉制备含Ti量0,0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%的试样,借助光学显微镜和扫描电子显微镜分析试样的微观组织,电子万能试验机、摆锤式冲击试验机及洛氏硬度计测试试样的力学性能。结果表明:Ti的加入改善了Cr12MoV钢中碳化物的分布以及碳化物颗粒大小,提高了Cr12MoV钢的冲击韧性、抗拉强度和硬度。随着Ti含量的增加,Cr12MoV钢的抗拉强度和硬度有一定程度的提高,冲击韧性显著升高,当Ti含量为0.5%,冲击韧性达到11.3 J/cm2,是未添加Ti时的2.8倍。