大面积荷载作用下硬壳层地基沉降计算理论研究

随着建筑业的蓬勃发展,环境美化越来越受到人们的重视,堆坡造山、园林庭院的设计也越来越多,大面积堆载工程已经成为一种比较普遍的工程。这些工程规模较大,大面积荷载不同于常规荷载,它对地基变形的影响深度较大,并且存在着严重的工后沉降问题。目前常用的地基沉降计算大多并未考虑到非均质地基中(如上覆硬壳层地基)土性参数随深度变化的特性,这与大面积荷载作用下硬壳层地基变形的实际情况存在明显的差异。针对这个问题,基于广义Gibson地基模型,提出了一种新的土体模量随深度非线性减小的非均质弹性地基模型,推导出大面积荷载作用下硬壳层地基的附加应力以及沉降计算公式,为以后指导类似工程中的沉降计算提供理论基础。     

水平荷载作用下沥青路面变形研究

车辙是沥青混凝土路面常见的一种病害形式。产生车辙的原因包括内因（沥青混合料、路面结构设计）和外因（施工因素、交通条件、气候条件）两大类。本文主要从水平制动力、温度、行车速度三个方面对车辙的影响展开分析,对比了这三种影响因素对沥青混凝土路面车辙的影响。研究表明：水平制动力越大,车辙深度越小;温度越高,车辙深度越大;行车速度越快,车辙深度越小。     

行车荷载作用下粉土路基的永久变形

为探讨行车条件下沥青路面粉土路基的永久变形规律,首先依据弹性层状体系理论计算不同路面结构类型、不同车辆轴质量下,沥青路面路基的竖向附加应力分布特征;然后通过动三轴试验,分析了粉土路基土在重复荷载作用下的累积塑性应变与动应力大小、土体物理状态的关系,并建立粉土路基土的循环累积塑性应变预测模型;基于上述理论分析和试验结果,探讨行车荷载作用下粉土路基的永久变形.研究表明：路基永久变形随轴载作用次数增加而逐渐增大,但当作用次数超过1×106次,增大速率逐渐减缓;压实度对粉土路基的永久变形影响较大,当路基压实度较低时,提高压实度、增加基层厚度或增大基层模量均能显著减小路基的永久变形,但当压实度高于93%,不同行车荷载、不同路面结构的路基永久变形差别减小.     

在三角形荷载、梯形荷载以及集中荷载作用下梁内力简化计算

在工业厂房设计中,常因设备布置的要求而使次梁的布置不太规则,因此作用于主梁上的集中荷载,三角形或梯形荷载是不规则的。这些不规则的荷载,使主梁的计算显得相当复杂。本文的目的在于提出一个简便的计算主梁的方法。 均布荷载常为作用于楼板上的主要荷载。经过次梁和楼板而传到主梁上的荷载,因情况不同而为集中荷载、三角形荷载或梯形荷载。这些荷载简图虽然和均布荷载形式不同,但这些荷载是由均布荷载演变而来的,它们与均布荷载密切相连,具有内在的同一性,可以回复于均布荷载的形式而计算之。本文就是用均布荷载运算形式,以简化主梁的内力计算。 由公式的推导过程看来,本文所述的方法仅当次梁间距相等时,才是精确的,但经过若干实例的验算,证明本文所提出的方法,应用于次梁布置很不规则的情况,所算得的主梁内力仍然相当精确(误差在5％以内),可以在设计中采用。     

低周反复荷载作用下混杂纤维混凝土柱变形性能分析

考虑钢纤维和聚丙烯纤维体积掺量的影响,设计了21根钢筋混凝土柱,通过低周反复荷载试验,研究分析了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱在低周反复荷载下的荷载-应变关系.研究结果表明:掺入钢纤维对降低混凝土柱中钢筋应变的增长速度有显著作用;聚丙烯纤维及钢纤维混杂掺入后,使得混凝土内部应力得到分散,对混凝土裂缝的发展和应力传递起到了抑制作用,且混杂纤维的阻裂作用较单一钢纤维更显著.最后,利用ANSYS软件模拟相同条件下的低周反复荷载试验,得到钢筋的荷载-应变曲线与试验结果基本吻合.     

车辆荷载作用下土石混填路基累积变形研究

为研究土石混填路基在车辆通行期间的累积变形发展规律,首先通过开展室内大型静动三轴试验分析了土石混合料的静强度及循环荷载下累积塑性应变发展规律,建立适用于土石混合料的累积塑性应变经验模型并验证了模型的准确性;其次采用数值模拟确定车辆动载对路基不同深度处动偏应力的影响;最后结合工程实用的分层总和法,提出累积变形计算方法,并对典型柔性基层沥青路面在不同车辆荷载作用下长期累积变形进行预测。结果表明:在不同含石量下,静强度随着围压的增加,呈现出线性增长规律;随着车辆荷载的增加,动偏应力也逐渐增大;车辆荷载引起的路基变形在荷载作用初期先迅速增加,随后逐渐趋向稳定;车辆超载对路基累积变形影响显著,当车辆超载率为100%时,路基累积变形为24.65 mm。     

在循环高温荷载作用下陶瓷管道的应力与变形

分析了烟囱与陶瓷管道特殊构件受明火燃烧及循环高温荷载条件下的应力与变形.参照德国工业标准DIN 18160中的温度-时间曲线,在奥地利的燃烧中心进行了70余根陶瓷耐火管道的高温明火燃烧实验.测试了管道的温度-时间曲线,管道在高温荷载下的变形和陶瓷材料高温后的强度与弹性模量,并初步分析计算了陶瓷管道在高温下的变形和温度应力.研究表明:整套明火高温实验方案具有可行性,适合研究管道在高温荷载下的受热变形性能,管道径向变形的计算结果与实验结果相吻合.     

网架结构屋盖在荷载作用下的变形、内力特点及参数影响分析

本文以笔者多年工作经验,并结合某工厂实例,分析该水泥厂熟料库网架屋顶的受力特征,在荷载作用下网架的受力特点和变形情况,并计算竖向、温度荷载等参数对网架结构的影响。通过工程实际案例结合经济效益,为建设工程的屋盖设计提供理论参考。     

冲击荷载作用下玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土的变形特性

采用φ100mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置,研究了不同基体强度的玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymeric concrete,BFRGC)在冲击荷载作用下的变形特性.SHPB结果表明:BFRGC的临界应变具有显著的应变率相关性;随着基体强度的增加,BFRGC在冲击荷载作用下的变形能力降低:当玄武岩纤维的体积掺量为0.2%时,玄武岩纤维对地质聚合物混凝土的变形能力的改善效果最佳.     

软土地基油罐底板变形分析

分析了造成油罐底板变形的原因、形式及其危害，结合工程实例，提出了减少油罐底板不均匀变形的措施。     

FWD荷载作用下沥青路面动力响应有限元分析

根据弹性层状理论,应用大型通用有限元分析软件Abaqus,采用无限元技术模拟边界条件建立了沥青路面的二维模型,计算了其在FWD荷载作用下的动力响应。对路面材料的回弹模量、阻尼等参数的取值进行了探讨,并分析了敏感参数土基模量的变化对路面结构动力响应的影响。为了解沥青路面在动力荷载作用下的工作状况提供了依据。     

现浇箱梁横梁荷载计算分析

现浇箱梁桥在受力、结构布置及造型等方面比装配式梁桥有很大优势，大多数高架桥为现浇箱梁结构，而横梁作为重要传力构件需进行单独设计验算。以实际工程为背景，对现浇箱梁横梁的设计思路及受力计算方法进行分析，涉及恒荷载和活荷载的计算以及分配机理。     

竖向荷载作用下吸力基础周围土体破坏方式及变形规律研究

以传统吸力基础为参照,对裙式吸力基础进行研究。借助ABAQUS有限元数值模拟软件,得到了沉陷范围-竖向位移关系曲线,分析了地基土体沉陷规律,讨论了传统吸力基础及裙式吸力基础的破坏形式,研究了"裙"结构对基础周围土体扰动的影响。结果表明:相对于传统吸力基础,裙式吸力基础周围土体的沉陷范围更大,且沉陷范围随裙高的增大逐渐减小。裙高的引入,能够有效控制基础周围土体的下沉;传统吸力基础与裙式吸力基础在饱和细海砂中的破坏方式都属于整体剪切破坏。在沉降过程中,基础周围土体表面会产生隆起,且基础附近隆起量最大,沿桶径方向向外隆起量逐渐减小。     

全容式LNG储罐的混凝土外罐在预应力荷载作用下的计算分析

通过三维有限元分析技术对某全容式LNG储罐的混凝土外罐在预应力荷载作用下的力学性能进行计算分析,对其整体性能和受力特点进行总结,分析结果对预应力方案的优化和最终确定具有参考意义。     

超长结构在温度荷载作用下的理论分析

针对超长结构设计,其关键在于对温度、变形等荷载效应的影响不同。但是由于受到了多余约束的抑制了超静定结构的变形,因而产生应力。本文根据温度荷载的基本理论将温度荷载分为日照温度变化、骤然温度变化和季节温度变化;温度荷载对结构的影响主要是通过施工、主体结构封顶、建筑装修和建筑投入使用四个阶段。     

组合荷载作用下穿越隧道管道的强度分析

穿越隧道管道跨度较大,受力情况复杂,敷设方式不当很容易导致管道失效。基于非线性有限元方法,建立了穿越隧道管道有限元模型,使用管单元模拟管道,非线性土弹簧模拟管土相互作用。参考实际工程数据,考虑了温度和内压组合荷载的作用,对比计算了不同敷设方式、回填土性质和滑动支撑间距等参数下的管道应力及位移,通过分析得到:直埋敷设能更好地保证管道的安全运行,该敷设条件下管道优先选择用黏土回填并进行夯实;若采用支墩敷设的方式,滑动支撑的间隔应取20 m左右,并且对弯管处管道壁厚进行加厚。研究结果可为穿越隧道管道的敷设设计提供一定的参考。     

冷却塔在风荷载作用下的动静力分析

本文讨论了冷却塔在随机脉动风荷载作用下的时域响应,并研究平均风荷载作用下冷却塔板、梁组合结构的应力和位移。最后给出某冷却塔的计算实例。     

某桥梁超限运输荷载计算分析

我公司总承包的某非洲新建水泥生产线项目配套了一座厂内桥梁,需要作为新建水泥厂的重型设备超限运输进场通道,车辆总重远超规范中载荷的最大限值,无法选用国标图集。本文介绍了此桥梁的设计过程,重点分析了起控制作用的超限运输荷载计算。     

荷载作用下混凝土氯离子渗透性研究进展

氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素,而荷载水平对混凝土结构的裂缝扩展及孔结构有着显著的影响,进而影响混凝土结构的氯离子渗透性。本文综述了近年来在压缩、弯曲和拉伸荷载对混凝土氯离子渗透性的影响方面的研究进展,对存在的相关问题进行了讨论,并对需进一步研究的问题提出了相应的建议。     

基于数字照相量测技术的风荷载作用下玻璃幕墙变形量测研究

利用数字照相量测技术,测定了风荷载作用下玻璃幕墙玻璃面板的平面位移分布.玻璃面板为3090 mm×1450 mm,厚度为6 mm的中空玻璃,实验选取右下角800 mm×1200 mm的玻璃面板为实验对象.本文对测量结果进行了分析和讨论,同时分析了该方法相对于传统测量方法的可行性及优越性,实验结果表明:从玻璃幕墙的玻璃面板对角线方向的位移-荷载曲线可以看出,位移从面板左上角向面板边缘呈增大的趋势;相同位置的位移随风荷载的增大逐渐增大;另外,数字照相量测技术使实验过程简单化,计算结果全场化、直观化.