管道穿河埋深综合判定

管道穿河的埋深问题一直是岩土工程勘察的重点问题,埋深过浅会导致洪水来临时,管道被冲刷露出,造成安全问题;埋深过深会增加不必要的经济浪费。但是对于埋深计算,一直没有相关规范出台,实际应用中多是相关经验公式粗略估计。这些经验公式常由于假设或使用条件的限制,存在较大的差异。在综合考虑各公式计算前提的基础上,评判该前提条件对计算结果的影响,并依此锁定埋深计算的上下限之间的差值,为最终可靠的断定埋深提供了重要的参考。     

锚板抗拔理论在地下储气洞室中的应用

总结了锚板抗拔承载力研究的不同理论和方法,特别是水平埋置受铅直拉力的圆形锚板承载力的理论方法。对于浅埋型锚板,基础破坏以斜面破坏模式和曲面破坏模式最接近实际。从结构受力形式角度分析,水平锚板抗拔和压缩空气蓄能电站(CAES)地下高压储气洞室上部岩体抗抬相似。尝试将水平圆形锚板抗拔承载力理论应用到地下高压储气洞室的岩石覆盖层厚度分析中。利用锚板基础斜面破坏理论和方法,对某地下储气库工程案例进行了计算分析,并和利用水工领域抗台准则的计算结果进行了比较,表明该方法可行。     

锚根合理设计长度的分析

以丰满电站混凝上重力坝１４号坝段９个预应力锚索为例，采用３种不同的理论分析方法，研究了预应力锚索锚根处的应力特征，结合根据锚根试验提出的破坏准则，给出锚根的合理设计长度。     

竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究

针对竖向条形锚板的拉拔承载研究存在人为区分浅埋、深埋,且界定标准及对力学模型的对称性认识不统一等问题,为了理清锚板拉拔承载随埋深的演化机理,基于数字照相测量技术对砂土中竖向条形锚板的水平拉拔问题开展模型试验研究,就拉拔极限承载力及板前土体位移变形特性随埋深比的变化规律进行分析。试验研究采用自制试验装置开展了14种埋深比工况下的水平拉拔试验,并获得了相应的荷载位移曲线。试验过程中对板周区域进行拍摄,并通过数字图像分析技术构建拉拔过程中板周土体的位移场。结果表明:中密砂中竖向条形锚板的水平拉拔极限承载力随着埋深比的增加而增大,速率由快趋缓,归一化后的承载力比可用埋深比的二次多项式进行表达。随着埋深比的增大,极限拉拔下板前砂土的位移场形态总体上表现出由非对称逐渐向对称连续变化的规律,并可用上下包络角来反映;上包络角基本不随埋深比发生变化,始终保持在(π/4+φ/2)+π/2左右;下包络角则随着埋深比的增加非线性增大,并最终趋于和上包络角相等,范围介于π/2到(π/4+φ/2)+π/2之间。研究成果可为条形锚板水平极限拉拔力学模型的构建提供新的依据。     

丁坝坝头局部冲深计算方法综述

在查阅大量文献资料的基础上，归纳出目前用于计算丁坝坝头局部冲深的计算方法主要有三大类，分别为经验公式、半理论半经验公式及其它公式，并列出了每一类中有代表性的计算公式。用各家公式对东江下游典型丁坝局部冲深进行计算，并分析了计算结果。同时指出了这类公式在应用中需要注意的问题及进一步研究的方向。     

松砂中倾斜锚板上拔承载特性模型试验研究

以福建标准砂为填料,对松砂中倾斜锚板的上拔承载特性进行了试验研究,采用数字图像相关技术分析了上拔时锚周土体的变形特性,重点探讨了锚板倾斜角度(倾角)和埋深比的影响。试验结果表明：对同一倾角,锚板上拔力峰值和所对应的位移水平均随着埋深比的增加而逐渐增大;对同一埋深比,随着锚板倾角的增加,上拔曲线发展形态基本一致,但埋深比的变化会对曲线形态产生影响。在较大埋深比条件下,锚板倾角对上拔承载力的影响具有区间效应,即当倾角约为10°时,上拔极限承载力最小,数字图像分析表明,此现象与不同倾角锚板上拔时竖向和侧向土体抗力的不同发挥机制密切相关。     

K0≠1时基础软弱下卧层临界埋深的讨论

通过数学理论推导,给出了考虑静止土压力系数K0≠1时的条形基础的地基临界荷载P1/4,并与国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)中相应公式(5.2.5条)进行了对比分析,认为国标公式过高估计了地基承载力,而本文公式相对较合理。当基础受力层范围内存在软弱下卧层时,国标中"5.2.7"条给出了软弱下卧层承载力验算公式,但未说明软弱下卧层埋深超过多少时可不考虑软弱下卧层影响,采用已推导的地基承载力公式,通过无量纲化推导计算,给出了软弱下卧层相对临界埋深(Hcr/b)与基础相对埋深(d/b)之间的关系式。最后通过实例计算,得出了不同基础宽度、不同软弱下卧层抗剪强度指标下的相对临界埋深(Hcr/b)关系曲线,认为软弱层抗剪强度指标越大、上层土内摩擦角越大,则软弱下卧层相对临界埋深Hcr就越小,其不利影响就越小。     

浅层地下水给水度与水位埋深关系的试验研究

给水度μ是土壤释水性的一个重要指标,是浅层地下水资源评价和地下水开发利用的重要参数。通过风积砂的室内排水试验,研究浅层地下水给水度与水位埋深的关系,并用不同的公式计算给水度。试验结果表明,风积砂介质的水位埋深小于60 cm时,给水度为一变量,随水位埋深的增大而增大。所选的给水度计算公式中,雷志栋公式计算出的结果与实测数据最相近,可准确表达给水度与水位埋深的关系。     

基于随机介质理论分析盾构隧道开挖引起的地表沉降

有效预测并合理控制隧道开挖引起的土体变形和沉降、减小对周围土体及建筑物的影响对实际生产具有重要的现实意义。应用随机介质理论简化公式,基于上海虹梅南路隧道西线地表沉降监测数据,通过反分析计算的方法得到隧道开挖导致的断面收敛面积ΔA及主要影响角tanβ,并对这两个主要参数与隧道埋深或相对埋深之间的关系进行了研究。结果表明:计算值和实测值较吻合,对于浅埋隧道,ΔA的取值较大且较离散;随着隧道埋深的增加,当隧道埋深大于20m时,ΔA的取值较稳定,且大部分处于0.2~0.4m^2之间。tanβ随着埋深或相对埋深的增加,整体呈现出增加的趋势,tanβ与埋深大致满足tanβ=0.035z-0.098的关系。     

预应力岩锚胶结式锚根受力机理研究

本文根据实测资料分析了预应力岩锚胶结式锚根的受力特性与破坏过程,建立了单孔最大吨位和锚根合理长度的计算公式;按照叠加原理提出了忽略锚孔影响的锚根应力场计算方法,其结果与光弹试验结果对比,规律相同,数值接近。本文还分析了岩层徐变时预应力损失的影响。     

内锚固段长度计算公式比较研究

为探讨国内各行业土木工程规范中内锚固长度计算公式的区别、联系和存在的问题,基于国内各行业规范,通过对锚索（杆）胶结式内锚固段长度计算公式的比较研究,发现按不同行业规范计算的内锚固段长度相差较大。究其原因,系采用现行规范计算内锚固段长度时,因执行不同的荷载规定（设计值与标准值混用）,各计算公式的安全裕度不同而产生的较大差异。因此建议在以后修订规范时,能综合考虑上述因素,尽量缩小差异,以使规范更好地服务于设计工作。     

抛物线形渠道的水力特性

通过积分和数值积分研究了n次抛物线形渠道湿周的计算,根据明渠均匀流理论研究了n次抛物线形渠道的正常水深;根据明渠临界水深和水跃共轭水深的理论,研究了n次抛物线形渠道的临界水深、弗劳德数以及水跃共轭水深的计算方法。给出了n次抛物线形渠道湿周、正常水深、临界水深、弗劳德数和水跃共轭水深的通用计算式,给出了水跃共轭水深的迭代式,证明了迭代式的收敛性,通过实例验证了计算式的正确性。本研究提出的n次抛物线形渠道的正常水深、临界水深、弗劳德数和水跃共轭水深的计算方法具有通用性,计算简单、精度高,可以应用于实际工程。     

溢流面板堆石坝泄槽底板水平锚拉筋的抗拔力计算

根据溢流面板堆石坝下游坝体内竖向土压力的有限元计算结果和数据,通过多元非线性回归分析,得到下游坝体内任意水平截面上竖向土压力分布的计算公式,并运用此公式推导出作用于溢流面板堆石坝泄槽底板水平锚拉筋上的土压力合力,进而求得水平锚拉筋所提供的抗拔力?溢流面板堆石坝内的水平锚拉筋,随着长度的增加,其上的土压力和抗拔力均增加?当水平锚拉筋长度相同时,随埋置深度的增大,水平锚拉筋上的土压力合力和抗拔力的增幅较小?     

扩散型梯形翼墙消力池最不利消能工况计算研究

针对目前消能计算大多适用于矩形断面情况,根据水力学理论、数学函数理论及无量纲原理对扩散型梯形翼墙水闸最不利消能工况进行研究,推导出扩散型梯形断面相对收缩水深、相对跃后水深的解析计算公式。通过Matlab软件数值分析及数学推导给出了受潮位影响的沿海挡潮排涝闸消力池池深极值、水跃长度极值的简捷计算公式,并通过工程实例计算比较,该解析计算式方便简捷、精度可靠。     

基于有限元法的船舶抛锚贯入深度探讨

船舶抛锚贯入深度的准确计算，对穿越锚地与航道河床以下管线工程的安全性至关重要。依据投锚试验结果，对比分析了现有的计算抛锚贯入深度的经验法、标准法、理论公式法的计算精度。以霍尔锚为例，基于有限元软件，提出了一种能够考虑复杂土层、触底水平速度及触底姿态等多因素的抛锚贯入深度数值模拟方法，并通过几何形态分析，研究了拖锚对贯入深度的影响。计算结果表明，触底水平速度、触底夹角和拖锚均影响贯入深度，其中拖锚的影响程度最大，触底夹角次之，触底水平速度的影响程度最小。考虑触底水平速度、触底夹角及拖锚影响的贯入深度更有利于保障工程安全。     

迭代逼近─逐次优化拟合方法在水力计算中的应用研究

半立方抛物线形断面明渠收缩水深的计算理论上无解析解,但该参数在工程计算中运用十分频繁且有较高的计算精度要求。针对现有的同类公式精度不够高的问题,通过简单的数学变换推得半立方抛物线形断面无量纲收缩水深的基本方程,引入高次方程近似求解的迭代逼近—逐次优化拟合方法,基于迭代理论建立合适的函数模型并选取适当的拟合参数,以剩余标准差最小为目标对其进行逐次优化拟合,得到一套直接计算公式。误差分析及实例计算结果表明,在工程适用范围内,该直接计算公式的最大相对误差绝对值仅为0.039%,平均相对误差小于0.024%,拟合相关系数达1.000 0。该公式的建立较好地弥补了现有的同类公式计算精度的不足,为渠道工程的设计和运行管理提供了参考,也为涉及高次方程求解的各类工程水力计算提供了有益的借鉴。     

基于上限定理的桩锚组合结构设计理论研究

针对工程中较常见的抗滑桩—预应力锚索组合抗滑结构,以极限分析上限定理为基础,从能量角度分析了桩—锚组合抗滑结构的作用机理,分别推导出了坡体自重、抗滑桩、预应力锚索所做的功以及滑面上内能耗散的计算公式,并以能量的形式定义了在桩—锚组合结构下边坡的安全系数,并给出了相应的计算公式。最后通过算例验证其合理性,完成了桩—锚组合结构的设计。     

加筋水泥土桩锚支护基坑侧向位移设计要素模拟分析

针对尚水花园项目基坑存在长且厚淤泥质黏土土层等地质特点,为解决淤泥质土层和微承压含水层软基边坡支护问题,采用加筋水泥土桩锚支护技术对基坑进行支护。结合GTS NX有限元软件,通过改变加筋水泥土桩的设计要素,对基坑侧向位移进行数值模拟。模拟结果表明:改变水泥土桩嵌入深度、H型钢截面尺寸和嵌入深度等设计要素,对基坑侧向位移影响不大;改变斜向锚体与水平面夹角、斜向锚体根数等设计要素,对基坑侧向位移影响较明显。夹角越大,侧向位移越小;增加斜向锚体道数,可有效降低基坑变形。     

水工建筑物波浪要素计算探讨

围绕水工建筑物波浪计算中存在的问题,分析了《水工建筑物荷载设计规范》、《混凝土重力坝设计规范》、《碾压式土石坝设计规范》等规范波浪计算中存在的问题,探讨了莆田试验站公式、鹤地水库公式、官厅水库公式3种不同经验计算公式的适用条件。给出了平均波长、平均波高的简化计算公式,并进行了具体的算例分析,结果表明,该简化计算公式简单方便。