基于不同贮料的筒仓侧压力试验与数值模拟

筒仓卸料动态压力是导致仓壁破坏的主要原因,贮料种类是影响动态压力的重要因素。采用大豆、小麦和砂子三种贮料进行筒仓卸料试验,并基于试验建立筒仓卸料颗粒流数值模拟模型。对筒仓卸料过程中不同贮料的动态侧压力和超压系数进行对比研究,探索不同贮料对动态压力的影响规律。结果表明:1)三种贮料的最大超压系数分别为2.27、1.52和1.24,位置在筒仓高度的1/3附近。2)筒仓侧壁的下落速度小于筒仓中部的,这是由于仓壁密集的力链网络抑制仓壁贮料的流动,并导致侧压力增大。3)观察颗粒力链网络,接近仓壁位置接触力集聚,筒仓中部稀疏,呈现动力拱的形式,拱脚的接触力作用于仓壁,这是动态压力增大的主要原因。     

筒仓贮料压力计算理论与方法

从平衡条件和常系数假定出发,建立贮料压力微分方程,导出了正倒锥漏斗、倒锥漏斗、正锥仓筒及圆仓筒的竖向压力计算公式.给出了贮料压力特性指数新概念及相应测试数据,提出了依赖于贮料压力特性指数ξi的法压力系数、侧压力系数计算公式,总结出了依赖于ξi的筒仓贮料压力特性与分布规律.本文各项公式、诸公式间的相互联系及依赖于ξi的贮料压力特性与分布规律,构成了漏斗与仓筒统一的贮料压力计算理论.按文中公式计算的贮料压力数值与模型实验测试数据相近.本文成果对筒仓工程设计具有实用性和针对性.     

漏斗贮料法压力系数研究

该文在作者前一篇论文［５］基础上，提出了法压力系数ζｉ依赖于贮料压力特性指数ηｉ、漏斗倾角α、摩擦系数μ的计算公式，及根据漏斗底部压力ｐｖｉｂ确定ηｉ的方法。还通过理论分析和数值比较，评述了现有法压力系数的２种取值方法。文中给出了模型实验的４组ｐｖｉｂ、ηｉ、ζｉ值及２组法向压力测试数据，采用相应ηｉ、ζｉ值按作者公式计算的法向压力与测试数据相近。作者提供的理论、方法及结果，对于筒仓工程设计具有实用性和针对性     

混凝土筒仓贮料压力计算分析

钢筋混凝土筒仓贮料压力计算是整个筒仓结构设计中重要一环,其计算方法分为深仓和浅仓两种.深仓的仓底贮料竖向压力计算由于仓壁贮料摩擦力的参与而显得较为复杂,在设计实践过程中,其压力值的复核没有明确的规定.通过对具体问题具体分析,结构设计人员对此应有所小结.     

地震作用下立筒群仓贮料侧压力试验研究

为了研究地震作用下贮料对仓壁侧压力的变化规律,设计制作了立筒群仓结构1/16整体模型,并对其进行了模拟地震振动台试验,测试了模型结构在静态压力作用下以及在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇烈度地震作用下贮料对仓壁的侧压力值,并与Janssen理论计算值及规范设计值进行比较,得到了在地震作用下贮料对仓壁的侧压力的变化规律,试验结果表明:与单仓相比群仓具有较好的抗震性能,在7度抗震设防地区进行钢筋混凝土筒仓抗震设计时,仓壁按照规范设计值进行配筋是安全的,但需要对仓顶部分进行加强。     

华侨贮料面下贮粒施加工仓壁的环向水平压力研究

本文根据著名的詹森 (Janssan)理论和美国学者詹尼克 (A W Jenike)的基本观点 ,考虑筒仓内贮料由于某种原因 ,其料面倾斜 ,在此状态下 ,将仓内贮料分为两部分 ,斜面部分贮料作为外荷载考虑 ,而在斜面底水平面以下部分则按詹森理论分析水平压力与垂直压力 ;最后采用将斜面圆柱体部分贮料作为边界条件 ,导出在贮料面倾斜状态下 ,贮料施加于仓壁的环向水平压力表达式     

筒仓仓壁压力增大的机理分析

在筒仓卸料过程中，贮料对仓壁产生的水平力远大于装料及贮料静止时产生的压力。人们对这种现象作了多种解释，但看法很不一致。本文根据筒仓破坏现象及众多实测资料和贮料特性等进行研究，分析出贮料流动时仓壁压力增大的机理。     

带倒锥筒仓仓壁及锥体侧压力有限元分析

基于有限元分析软件ABAQUS建立带倒锥筒仓贮料模型,利用其强大的非线性分析功能,解决贮料与筒仓仓壁的接触问题。对静载下筒仓贮料模型进行分析,考察带倒锥筒仓仓壁及锥体侧压力,与规范值进行比较,拟合效果良好,结论可用于指导筒仓结构设计。     

水泥熟料筒仓在温度和水平压力共同作用下仓壁内力的研究

在大直径水泥熟料筒仓的设计中,温度作用的影响不可忽略,它与贮料水平压力一起影响着仓壁的应力大小和分布。主要研究了大直径钢筋混凝土筒仓在温度和贮料水平压力共同作用下的仓壁应力,同时考虑了边缘效应对其影响。结果表明,在考虑了温度和贮料水平压力共同作用和仓底边缘效应后的仓壁应力,与传统无矩理论方法计算出来的结果相差很大。     

钢筋混凝土筒仓侧压力的计算与测试

讨论了钢筋混凝土筒仓仓壁的基本压力及动态压力的确定问题。考虑到筒仓卸料时，仓体内的应力状态及侧压力系数随深度变化的实际情况，建立并求解了微分方程，得出仓壁的动态压力的实用计算公式，并进行相应的筒仓模型试验，测试值与理论计算值基本上相吻合。为钢筋混凝土筒仓的设计和筒仓规范修订提供了理论依据和可靠试验数据。     

改进的膨胀土侧限膨胀试验研究

为量测膨胀土在侧限浸水和不同上覆荷载下的竖向膨胀率和侧向膨胀力,通过改进常规侧限膨胀试验装置和方法,确保了施加上覆荷载后试样浸水前初始湿密状态不变,消除了制样产生的初始水平应力,并将侧向膨胀力从总的侧向力中区分出来。采用改进的试验装置和方法,以特定初始湿密状态下的广西百色中等膨胀土为研究对象,分别进行了常规侧限膨胀试验和改进的侧限膨胀平行性试验。试验结果表明:常规侧限膨胀试验中的上覆荷载会改变试样初始湿密状态,测得的竖向膨胀率偏小7%～95%;因制样产生的初始水平应力会使最终侧压力偏小16.1%～43.5%;分级加载和逐级卸载的改进侧限膨胀试验结果具有良好的一致性和可重复性;竖向膨胀率随着上覆荷载逐渐减小,引入相对膨胀率和相对压力,可建立反映极限膨胀状态的幂函数拟合公式;侧向膨胀力与上覆荷载相关并随之增大而逐渐增大,当上覆荷载增至竖向膨胀力时侧向膨胀力达到最大,两者之间可用双曲线较好拟合。研究成果可为膨胀模型的建立以及膨胀土地区支挡结构物设计计算提供参考。     

双层地基中倾斜偏心荷载下基桩非线性模型试验研究

引入初始地基比例系数、初始地基系数、水平位移特征值,导出一种新型双曲线型p-y曲线,并给出了参数经验选取参考值范围。在上层粘土下层砂土地基中进行了2组模型桩试验,含2根水平加载的钢桩和6根倾斜偏心荷载下的木桩。试验表明,水平荷载、竖向荷载和偏心弯矩荷载下柔性木质模型桩非线性特征显著。按双曲线型p-y曲线计算的模型桩地面处和桩顶水平位移与实测值吻合良好,验证了双曲线型p-y曲线。水平位移特征值增大时,桩身位移将减小,桩身最大剪力将增大,桩身最大弯矩将减小,桩侧最大土压力将增大。双层地基中,下层砂土位移特征值变化对试桩受力影响极小,从简化计算参数和应用角度出发,实际应用时可将下层砂土水平位移特征取值与上层粘土的相同。     

沉入式圆筒结构抗倾有效比及其确定

沉入式圆筒结构的抗倾有效比是一个重要的参数 ,它对结构自身的抗倾稳定和变位大小有很大的影响。该参数目前在我国没有进行过深入研究 ,也没有可靠的确定方法可循。本文采用模型实验以实测筒内、外和筒底土压力为依据 ,分析了内填料和地基土与无底圆筒结构的互相作用 ,着重探讨了圆筒结构在倾覆过程中摩阻力调整机理及抗倾有效比的变化规律。在此基础上确定了抗倾有效比的计算方法。并与试验结果进行了比较 ,表明二者吻合较好     

单层双肢剪力墙结构弹性抗侧刚度分析

根据钢筋混凝土剪力墙结构在弹性阶段的受力特性,对单层双肢剪力墙结构在肢厚比、翼缘宽厚比及梁高变化时的抗侧刚度进行了研究,分析在不同的计算模型下结构抗侧刚度随各参数的变化规律,并与考虑填充墙时结构的抗侧刚度进行对比.分析表明,在墙肢间总长、厚度及层高不变时,肢厚比一定,抗侧刚度随着翼缘宽厚比增加呈对数变化;无论翼缘宽厚比是否变化,抗侧刚度随着肢厚比及梁高的增大呈抛物线变化,且在肢厚比小于4时,各模型的抗侧刚度基本相近.     

基于土拱效应的墙背非极限主动土压力

根据平移模式下的微元滑裂体水平面上的剪力为零的条件和土拱效应,获得受填土内摩擦角和墙土摩擦角影响的非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数,其中,非极限填土内摩擦角和墙土摩擦角是墙体位移的函数。根据非极限水平微元滑裂体的静力平衡,得到平移模式下考虑土拱效应和位移影响的非极限主动土压力计算式。参数影响分析表明:非极限滑裂面倾角和非极限主动土压力系数均随非极限墙土摩擦角的增大而增大;非极限主动土压力系数和非极限主动土压力均随侧向位移比的增大而减小;非极限主动土压力分别随着非极限填土内摩擦角、非极限墙土摩擦角的增大而减小。理论值及试验值的对比结果显示:相较于其他方法,本文方法的非极限主动土压力理论值与试验值吻合更好。     

An approach for 2D modelling of laterally loaded piles

Despite a considerable progress in the analysis and design of monopiles, many methods are based on complex mathematical structures with doubtful or hard assumptions to verify. Therefore, there is still a need for simple and yet accurate methods for the analysis of monopiles under drained and undrained lateral cyclic loading conditions. In this work, a simple yet efficient two-dimensional modelling approach for the analysis of monopiles is proposed. To account for out-of-plane frictional forces, counter-forces derived from virtual frictional forces generated at the out-of-plane pile interface are applied along the pile length together with the scaled pile stiffness. The predictive capabilities of the proposed approach were validated by back-calculating two different experimental sets. The first consists of a small-scale field monopile test on a coarse-grained soil subjected to lateral cyclic loading under drained conditions. The second is a centrifuge test involving a fine-grained soil subjected to lateral cyclic loading under practically undrained conditions. Simulation results with the proposed approach suggest an accurate prediction of pile displacements and bending moments under both drained and undrained lateral cyclic conditions. The method is, however, unable to reproduce pore water pressures generated behind the pile in low permeability materials.     

粉喷桩桩侧极限摩阻力的试验分析

由邯郸市 30余项粉喷桩单桩载荷试验资料 ,运用土的弹塑性理论模型 ,研究了粉喷桩在新近沉积冲洪积土中桩侧极限摩阻力的大小问题 ,分析了其影响因素 ,得到了不同土性条件下桩侧摩阻力标准值的大小 ,从而对合理计算粉喷桩承载力标准值提供了依据。该试验研究对粉喷桩复合地基的优化设计具有积极的意义     

基于库仑理论的主动土压力非线性分布特征

基于库仑土压力理论的假设,挡土墙土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,对局部三角形滑楔体进行力和力矩平衡分析,建立挡土墙上土压力强度的两个基本微分方程式;比较两式得到了主动土压力分布系数,由此推导了土压力强度和土压力合力作用点高度的理论公式,并分析了填土内摩擦角、墙背摩擦角、填土倾角、墙背倾角和填土表面...     

考虑泥浆触变性和管土接触特性的顶管摩阻力公式

顶进力是顶管工程设计和施工的重要参数,而顶管侧摩阻力对顶进力起控制作用,其大小主要受管土接触和管浆接触特性影响。为了更加准确地计算顶管摩阻力,假设隧洞孔壁在泥浆压力作用下保持稳定,管道周围同时存在管土接触和管浆接触,采用协调表面Persson接触模型分析管土接触特性,得出考虑接触压力分布影响的管土摩阻力;然后利用半无限弹性体中柱形圆孔扩张理论分析注浆压力对泥浆套厚度的影响,并结合泥浆触变性和流体力学平行平板模型计算管浆摩阻力。在此基础上考虑管道与隧洞的相对位置,同时将管道顶进时的滑动摩擦阻力作为下限值,顶管重启动时的静摩擦阻力作为上限值,总结出直线和曲线顶管摩阻力公式。通过与工程实例数据对比,结果表明该计算公式下限值与实测值最接近,证明其适用性。     

矩形截面高层建筑的横风向基底弯矩系数均方根值研究

利用高频天平技术,在4种不同风场中对71种不同外形尺寸的矩形截面高层建筑刚性模型进行风洞试验,测得高层建筑横风向基底弯矩系数,考察建筑厚宽比、长细比及所处风场类型对高层建筑横风向基底弯矩系数均方根值的影响。试验结果表明,厚宽比的影响效果最显著,长细比的影响可以忽略不计,风场类型的影响随着厚宽比的不同而不同。基于这些风洞试验数据,给出基底弯矩系数均方根值的拟合公式并对拟合公式进行误差分析,通过与国内外相关研究成果的比较,验证拟合公式的精度与合理性,可以为荷载规范的修订和补充提供很好的参考。