预应力锚索地梁内力的有限元计算及内力影响因素分析

采用三维数值分析方法,对预应力锚索地梁的受力性状进行分析,发现横梁Z方向剪力最大,X方向其次,Y方向最小。横梁绕Y轴方向的弯矩远远大于其它两个方向的弯矩,竖梁的剪力主要在Z方向和X方向,弯矩主要在绕Y方向。并讨论了不同因素影响下锚索地梁的内力情况。     

格构锚固体系承载机理及破坏模式的试验研究

通过开展格构锚固体系与滑坡体相互作用的室内物理模型试验,测得格构锚固体系的梁下土体抗力、格梁内力、位移及变形破坏等关键数据,进而得出滑坡防治中格构锚固体系的承载机理与破坏模式。结果表明在滑坡推力及锚索锚固力作用下,格梁节点处下部受拉、上部受压,跨中处下部受压、上部受拉,整体受力呈“S”曲线状;随着荷载的增加,格梁节点处向坡内弯曲变形、跨中处向坡外弯曲变形;格梁的主要破坏形式有跨中“弓”形弯折破坏、节点处受压碎裂破坏、格梁中间土体拱出破坏、格梁上方土体挤出破坏4种类型;格梁的主要破坏模式为塑性多绞弯折破坏。     

滑坡推力分布对灌注微型桩受力规律的影响分析

对公路边坡灌注微型桩设计、施工现状调研分析,滑坡推力分布形式的选择关系到灌注微型桩设计的合理性,目前该方面研究较少。在已知滑坡推力呈矩形或平行四边形、三角形、抛物线、梯形分布的前提下,采用MIDAS/GTS软件模拟滑坡推力分布对灌注微型桩受力规律的影响。结果表明,滑坡推力分布形式或滑坡推力的合力作用点位置对弯矩峰值位置、负剪力峰值位置无影响;滑坡推力呈矩形分布桩身剪力最大,其次为抛物线形、梯形与三角形分布。     

基于地震作用的预应力锚索抗滑桩边坡加固应用优化研究

为研究地震作用下预应力锚索抗滑桩边坡防护的滑坡推力计算方法,通过找出作用在潜在滑坡面抗滑桩结构上的受力荷载,测算出作用于锚索抗滑桩上的滑坡推力,提出以锚索抗滑桩正负弯矩相等的控制方法和K法来设计预应力锚索抗滑桩边坡防护结构。通过对比不同方法说明所提出的预应力锚索抗滑桩边坡加固的设计方法符合工程实际。以汶川地震中某滑坡工程为对象,研究其稳定性问题。结果表明,采用桩身相等的正负弯矩控制法时,锚索抗滑桩的受力更合理,桩顶位移变化量最小,其抗震加固能力最好,在具体工程中,更有利于锚索抗滑桩桩身配筋设置。实践证明,利用预应力锚索结构原理进行边坡抗滑桩设计,可以保证设计的预应力锚索抗滑桩结构的安全经济性。     

预应力锚索格构梁的设计及试验研究

以破碎岩质边坡为例,采用节点荷载分配法计算了锚索锚固力在格构梁纵、横梁之间的分配比率,然后基于Winkler弹性地基模型和弹性半空间地基模型分别计算格构梁在张拉阶段的内力,并与采用简化的地基反力计算值对比;采用朗肯土压力理论近似计算在工作阶段主动岩体压力,将地梁视为在线性分布力作用下倒置于坡面上的连续梁,接力矩分配法计算地梁内力,取两阶段计算平均值进行配筋.通过对比分析理论计算最大值、采用简化的地基反力计算值和实测值,结果表明采用两阶段设计能较好地反应格构梁的实际受力情况,且设计安全,而简化的地基反力为手工计算带来了方便.这对工程中预应力锚索格构梁复合结构的设计计算具有一定的参考价值.     

植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究

通过开展植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究,分析了植筋技术加固前后格梁随着荷载的增加,内力和弯矩的变化情况,结果表明:滑坡推力作用在植筋层和格梁复合体上时,二者并不是同时受力,植筋层先于格梁受力,植筋层所承受的荷载分担比约为78%;经过植筋技术加固缺陷格梁后,配筋受力得到改善,加固后配筋最大应力比加固前降低了36.5%;植筋技术加固后缺陷格梁弯矩明显降低,为加固前的20%～30%,说明植筋技术加固缺陷格梁效果显著。     

某水电站厂房边坡施工方案的讨论

针对实际工程中厂房的压力钢管管线通过厂后边坡时,会影响原有的格构梁及预应力锚索对边坡的加固作用,从而降低边坡岩体稳定性的问题,本文以某水电站的压力钢管的安装方案为研究对象,考虑格构梁与边坡岩体相互作用机理,基于格构梁弹性假设及Winkler弹性地基模型变形协调条件,应用Abaqus大型通用有限元法计算软件对比分析了拆除编号#2-#5格构横梁和施加压力钢管前后边坡岩体、预应力锚索及格构梁的位移和最大主应力的变化,并且提出一系列的后续处理措施。结果表明:拆除#2-#5格构横梁和安装压力钢管未对原有的加固措施造成太大影响,边坡保持稳定状态,方案可行,对其它实际工程有一定参考价值。     

水平荷载下承台-倾斜桩工作性状的数值分析

为了得到承台-倾斜桩体系在水平荷载条件下的工作性状,首先拟合现场实测数据得到土层及桩体的合理参数,然后采用数值模拟手段分析了不同倾斜程度及倾斜方向下体系的变形、受力特征.计算结果表明,3种倾斜方向及倾斜程度在0％～12％时体系水平向承载力均未减小,即水平位移均小于未倾斜时.从弯矩分布特征来看,桩顶均受到正弯矩,且弯矩值最大,桩身下部受到负弯矩,反弯点位于桩顶以下8～9m处.桩体倾斜程度对体系中倾斜桩与竖直桩的弯矩分担产生影响.     

人工开挖高边坡支护结构加固作用数值模拟分析

为提升人工开挖高边坡的稳定性，以湖北武汉森林大道挖方高边坡为研究对象，利用强度折减法，通过数值模拟研究了未开挖、开挖未支护、抗滑桩支护和肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护等4种工况下的边坡稳定性、变形特征及支护结构作用机理。结果表明：(1)边坡开挖后稳定系数大幅度下降，抗滑桩能有效阻止坡脚土体的变形，板肋式锚索对抗滑桩以上的土体加固效果较好，各工况的稳定性由大到小依次为未开挖边坡、肋柱式预应力锚索+抗滑桩支护边坡、抗滑桩支护边坡、未支护边坡；(2)抗滑桩主要受剪力作用，悬臂段剪力为负，嵌固段为正，最大值在一级坡坡脚附近，其弯矩基本为正值，最大值处距桩顶约13 m;(3)在肋柱受力方面，锚固点处剪力最大，近似于集中点荷载，弯矩大小接近0,锚固点中间段肋柱剪力由受压向受拉状态转换，在中点附近达到最大拉剪应力，弯矩则先为正值再变为负值。     

不同库水位条件下边坡锚索抗滑桩变形受力特征研究

为研究不同库区水位条件下岸坡锚索抗滑桩的受力变形特征,本文利用GTS NX有限元软件建立了锚索抗滑桩支护前后的岸坡稳定性计算模型,分析了锚索抗滑桩对岸坡的加固效果,探讨了不同水位工况下岸坡的变形分布规律,获得了锚索抗滑桩的内力变形特征。结果表明：175m降至145m的变水位工况下边坡变形最大且分布区域广,且抗滑桩内力变形也最大,岸坡的最大水平位移、抗滑桩的最大剪力和弯矩分别达23.2mm、2368kN和14412kN·m。研究结果为类似工程条件下岸坡的锚索抗滑桩设计提供借鉴。     

带横杆多纵梁式矩形渡槽结构内力分析

结合交口灌区总干渠跨相排干沟渡槽设计实例,考虑槽身横向和纵向结构变形协调,横向结构底部弹性支承在各纵梁上,应用实用空间法对带横杆多纵梁式矩形渡槽槽身结构进行内力计算,分析了横杆及主梁刚度对结构内力影响。结果表明:增加横杆使横梁跨中弯矩减少,但使侧肋弯矩增大,横杆使横向结构内力分布更加均匀,常常被称作拉杆的横杆,实际上受到压应力作用;随着纵梁刚度增大,渡槽竖向变形减小,横向结构所受弯矩减小,纵梁的荷载分布不均匀现象减小。所得结论可为同类渡槽结构设计提供参考。     

两种距径比下微型组合抗滑桩物理模型试验

通过开展2种距径比下微型组合抗滑桩加固碎石土滑坡室内物理模型试验,分析微型组合抗滑桩的受力变形特点,研究距径比对微型组合抗滑桩整体抗滑性能的影响。试验结果表明①微型组合抗滑桩结构受力变形可分为3个阶段(无变形阶段—阶段—性破坏阶段);②桩顶位移超过总桩长的3.6%,微型组合抗滑桩就进入塑性破坏阶段;③桩顶连系梁有效约束了桩体位移,使得微型组合抗滑桩各排桩在位于滑面以上约l₂/8处(l₂为自由段长度)出现反弯点,且滑面以上l₂/5、以下l₁/10(l₁为嵌固段长度)范围内的桩身弯矩较大,且最大弯矩位于滑面以上l₂/20处;④距径比较小(即7.5)时,微型组合抗滑桩对桩间土体的“楔紧”作用较强,抗滑桩能承受更大的滑坡推力作用。     

推移式滑坡模型试验推力加载方法的研究

滑坡物理模型试验过程中采用的加载方式常与所模拟的滑坡原型相关,为了准确模拟推移式滑坡的变形破坏过程,采取在模型坡体后缘施加推力的方式进行加载。为验证该方法的可行性,以简化的刚性滑块为例,将推力加载方法与模型试验中常用的倾斜模型加载方法进行对比分析。结果表明推力加载方法与倾斜模型加载方法相同,均可连续地改变安全系数。为研究整个坡体在后缘施加推力后其坡体内部的应力应变场与推移式滑坡的相似性,分别进行了数值模拟试验与滑坡物理模型试验。试验结果表明,滑坡体随着坡体后缘推力的增大,其剪切破坏逐渐由后缘向前缘发展,直至剪切面贯通发生滑动失稳,其变形破坏特征与推移式滑坡特征基本吻合,验证了后缘施加推力的方法模拟推移式滑坡变形破坏过程的可行性。     

┢型柱板式挡墙在土质陡坡中的应用

文中提出了┢型柱板式挡墙支护形式,其由挡板、卸荷板、抗滑桩及冠梁等构件组成。以某工程为例,分别采用传递系数法、地基系数m法计算边坡滑体推力与抗滑桩抵抗弯矩,并分析卸荷板的反弯矩作用,得出边坡稳定性系数,证明┢型柱板式挡墙的合理性。     

降雨条件下浅层滑坡渗流模拟与稳定性探讨

为探讨降雨条件下浅层滑坡的渗流情况和稳定性评价方法,采用了geo studio软件的seep/w、slope/w模块以及规范折线法进行研究。结果表明:在模拟的降雨强度和持时下,随着降雨的不断持续,坡体内负孔隙水压力线逐渐消失,孔隙水压力增大;坡体不同位置基覆界面处孔隙水压力值随降雨时间的持续,表现出坡底和中部变化较大,坡顶变化较小;而不同位置坡体表面孔隙水压力随降雨时间的持续大致趋于同一个稳定值;坡顶表面垂深6 m内孔隙水压力变化较大,6 m以下变化微弱。对比2种稳定性评价方法,得到边坡在天然工况下处于稳定状态,在暴雨工况下逐渐趋于不稳定状态。     

“井”字形梁格式底板水闸三维有限元分析

结合建设在粉砂地基上的“井”字形梁格式底板水闸的结构设计特点,采用 ABAQUS 有限元法对其闸室的结构内力及其分布规律进行分析。分析结果表明：完建、挡水和过水三种计算工况下,“井”字梁格式底板在横梁与纵梁Ⅱ交叉部位的弯矩值和剪力值最大;桥柱3（4）底部内表面所受的拉应力最大;在不同弹性模量粉砂地基上“井”字形梁格式底板水闸的适应性较好。     

内河框架码头构件重要性评价

全直桩框架码头通过能力大,能适应内河大水位差条件要求,在我国西南山区河流码头建设中广泛应用。该结构由于构件数量多、受力条件复杂,构件传力途径和薄弱环节难以确定。运用基于结构广义刚度的重要性评价方法,分别计算船舶荷载作用下和荷载组合作用下框架码头构件重要性系数,对传力途径及薄弱环节进行分析。结果表明:桩柱的重要性普遍大于梁,桩柱的重要性呈现"上小下大"的趋势,梁的重要性则与船舶撞击位置有关;通过重要性系数分析可知,前排桩基、后排桩基、最高层前边梁、排架底层最后方节点和最前方节点等5处为内河框架码头的薄弱环节,在设计中应预留足够安全储备;框架码头的主要传力途径由结构最外层构件组成。研究结果可为码头结构优化提供参考依据。     

大跨空间网壳结构竖向及水平地震响应分析

为了能够有效地控制空间网壳结构在地震荷载作用下的振动,对平面直径为80m的单层球面网壳结构动力特性进行了分析。通过现行设计规范的反应谱曲线,利用完全二次组合法进行反应谱组合,对计算模型分别进行了竖向地震和水平地震响应的分析,分别计算统计了网壳结构的地震节点位移响应和杆件单元的内力。计算结果表明,大跨空间网壳结构竖向和水平地震响应存在较大的差异,在振动控制中应该进行同时控制,也为网壳结构的抗震设计和振动控制措施提供一定的参考依据。