环向加筋灰土墩极限承载力计算方法

本文结合理论分析和数值模拟,分析了大直径环向加筋灰土墩加固机理和承载特性,通过因素分析研究了影响其极限承载力的因素及规律;结合数值计算结果对规范规定的承载力计算方法中的端阻力发挥系数进行修正。研究表明:通过设置环向加筋材料能够大幅度提高灰土墩极限承载力,且环向加筋灰土墩承载力随着环向加筋材料抗拉强度的增大而增大;承载力随加筋材料强度的提高而提高,引入能够考虑加筋作用和土的强度的端阻力发挥系数,并给出了其确定方法,对规范计算极限承载力的方法进行了修正,修正后的计算方法能够较好反映环向加筋灰土墩承载特性。     

生态网格在水利工程边坡修复中的应用

用于边坡修复的生态网格,包括金属线材箱、填充层、植被层。其特征在于相邻金属线材箱绑扎连接,填充层设置在金属线材箱内,植被层覆盖在金属线材箱上;金属线材箱包括边丝和网片构成,网片固定在边丝上,网片采用网丝编织形成。网片的网孔为正方形或六边形,网孔中多线绞合部分设置横向加强钢丝,网丝包覆PVC钢丝。填充层由填充材料组成,填充层孔隙率小于15%,填充材料包括天然块石层、卵石层、碎石层、废弃混凝土块层,具有抗腐蚀功能强,能够有效防护边坡和固岸,有很强的抵抗恶劣自然环境的能力,整体柔软性、稳定性和耐久性好,能够适应较大范围的变形。     

不同内填材料生态复合墙体肋格单元试验研究

为研究不同内填材料对肋格单元抗震性能影响,对3个不同内填材料肋格单元及1个空肋格单元进行了1/2比例模型试验,分析了试件的破坏过程及破坏机理,探讨了不同材料内填砌块肋格单元承载力、变形及耗能能力等抗震性能。试验结果表明:填充加气混凝土砌块试件发生了砌块角部压碎破坏,破坏过程与生态复合墙板的分阶段破坏相对应,是一种合理的破坏形式;加气混凝土砌块与秸秆泥坯砌块对肋格承载力提高较大,但变形能力降低;填充再生EPS轻骨料混凝土砌块试件,砌块较早地退出了工作,对肋格的承载力提高不大;填充秸秆泥坯砌块肋格单元耗能性能较好。研究结果对于生态复合墙体多道抗震防线的优化设计具有一定的参考意义。更多还原     

超大直径盾构小半径曲线掘进的管片结构受力分析

以深圳春风隧道工程为背景,采用三维数值模拟的方法,对超大直径盾构小半径曲线掘进进行有限元模拟,基于不同推力、不同地层条件分析管片主应力与变形量特征,得出管片变形规律。研究结果表明：盾构在微风化岩小转弯半径掘进过程中,不同推力差对管片最小主应力的影响主要体现在第1环管片,推力差越大管片最小主应力越大;不同推力差作用下管片产生的最大变形增量均较小。在中风化板岩地层中,第1环和第2环最大主应力明显增大;第3环管片及其后各环管片最小主应力增大明显;各环管片最大变形增量也相应增大。微风化围岩可以很好的约束管片结构变形,进一步减小盾构小曲线掘进过程中对管片结构受力、变形的不利影响。     

邯郸地区水泥搅拌桩复合地基承载力的确定

按相对变形法确定复合地基载荷试验承载力时，相对变形值为一范围，取值标准不同，导致测试结论不同。文章在多项工程试桩资料基础上，考虑到相对变形值与场地土质条件有关，给出了邯郸地区确定水泥搅拌桩复合地基载荷试验承载力的相对变形值，按此值确定的载荷试验承载力比较合理。     

柴家峡红层软岩原位工程特性的空间分布特征

为了获得黄河上游第三系红层软岩承载力和变形参数沿水平向及垂直向的变化规律,利用旁压试验和平板载荷试验对分布于柴家峡水利枢纽的红层软岩展开研究。结果表明:红层软岩的地基承载力和变形参数在较小水平距离的范围内有较大变化,不同水平位置的试验结果与岩土体的埋深、含水率及风化程度等有关;在同一水平位置处的承载力和变形模量,沿垂直向深度呈线性上升的规律,物理化学风化和地应力作用使得地表与深层岩体的承载力及变形特征有所差异。研究结果揭示了红层软岩的工程特性具有明显空间变异性的特点,导致跨度较大的构筑物布置在红层软岩地段时常会产生不均匀沉降。     

轮胎桩复合地基承载性能研究

为提高废弃轮胎的利用率,提高复合地基的承载能力,提出了一种新型复合地基,即轮胎桩复 合地基。以室内试验数据为基础,利用ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟软件对承载能力、桩内土体应力分布进行了模拟 分析。结果表明:桩周土体的力学性质越好,轮胎桩复合地基的承载力越大。当桩周土体的压缩模量与 桩内土体的压缩模量相差较大时,随着荷载的增加影响深度逐渐增大。其加固地基的效果较散体材料 桩要好。     

坝体宽高比对面板堆石坝变形特性的影响分析

基于三维有限元数值分析,对比了4个不同坝体宽高比面板堆石坝的变形特性,探讨宽高比对面板堆石坝变形特性的影响。结果表明,坝体沉降和上游面法向位移受宽高比影响较大,坝体轴向位移受宽高比影响较小。当宽高比小于3.0时,受河谷拱效应和地基约束的影响,坝体沉降和上游面法向位移随宽高比增大而增大,宽高比越小,河谷拱效应和地基约束作用越明显;当宽高比大于3.0时,河谷拱效应和地基约束较弱,坝体沉降和上游面法向位移对宽高比并不敏感。更多还原     

加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。     

CFRP约束钢管混凝土核心柱承载力简化分析

为了推导CFRP环向约束钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,对该类构件的受力机理和破坏特征进行了理论分析。基于极限平衡原理和极限分析的基本假设,得到CFRP环向约束构件的承载力计算公式。为了验证理论公式的有效性,利用试验数据进行对比,结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;极限承载力主要取决于由CFRP和钢管产生的约束效应。研究结论可为CFRP约束钢管混凝土结构的实践应用提供参考。     

海相淤泥质土地基加筋滤网碎石桩竖向承载性能试验研究

为研究加筋滤网碎石桩竖向承载性能,对现场海相淤泥质软土地基,采用预成孔加筋滤网碎石桩处理。通过超重型动力触探、平板载荷试验对处理效果进行评价,分析加筋滤网碎石桩单桩竖向承载性能。通过建立加筋滤网碎石桩单桩有限元模型,分析加筋滤网包裹长度对碎石桩单桩承载性能的影响规律。结果表明:加筋滤网碎石桩单桩竖向承载力特征值约是普通碎石桩的2.4倍;加筋滤网对碎石桩的侧向约束作用、承载力贡献均存在尺寸效应,对HP470型加筋滤网,当桩体直径大于1 200 mm时,加筋滤网对桩身的侧向约束作用减弱,对承载力的提高作用减小,碎石桩体发挥主要作用;加筋滤网碎石桩(2～3)d(d为桩径)深度范围内桩体碎石密实度对单桩竖向承载力有显著影响,对由桩顶至3d深度范围内的碎石经3 000 kN·m能级强夯加固,单桩竖向承载力特征值较夯前提高约4.1倍;当竖向荷载P=200～250 kPa时,对于HP470型加筋滤网,在满足承载力和变形的要求下,可选择包裹长度6d为最小包裹长度。研究成果可为加筋滤网碎石桩优化设计提供依据。     

CFRP筋黏结型锚具承载力评估试验与理论研究

为探究土木工程中碳纤维增强复合材料(CFRP)筋黏结型锚具的内部力学行为,实现黏结型锚具的优化设计,建立了黏结型锚具承载力预测模型,给出了临界锚固长度计算方法,并通过CFRP筋-锚具拔出试验获得了锚固区筋-黏结介质界面残余黏结力与界面径向压应力的关系式。针对CFRP筋直径和锚固界面径向压应力对锚具计算承载力和临界锚固长度的影响进行了评估。研究结果表明:当黏结界面径向压应力在0~160 MPa范围内时,拔出试验最大拔出拉力、界面最大黏结力及界面残余黏结力随着界面径向压应力增加总体呈线性增加,其中,残余黏结力可达20. 5 MPa。锚具计算承载力随CFRP筋直径或径向压应力增加而呈线性增加,而临界锚固长度随径向压应力增加逐渐减小。对于10mm直径微压纹表面形式CFRP筋黏结型锚具,当界面径向压应力为150 MPa,锚固安全系数为1. 5时,其临界锚固长度为427 mm。     

对称布置翼板加翼桩的水平承载性能分析

影响加翼桩水平承载性能的因素众多,其中翼板数量、荷载方向与翼板夹角是主要影响因素。采用ABAQUS有限元计算软件研究了软黏土地基中桩径为5.0 m,对称布置二、三和四翼板的加翼桩在不同荷载作用方向时桩身泥面水平位移、桩身倾斜率、桩身内力、桩身应力和极限承载力等的变化。通过与相同条件单桩的承载特性对比,分析了加翼桩水平承载性能提升幅度,明确了翼板通过同时或交替承担底面端承力、侧面摩擦阻力、水平土抗力和增加桩身抗弯刚度以提高其水平承载性能的机理,拟合了对称布置二、三和四翼板加翼桩水平极限承载力随荷载作用方向变化的计算式,对加翼桩极限承载力控制条件进行了对比分析。     

钢珠和玻璃珠模拟粗粒土的三轴试验研究

采用钢珠和玻璃珠等颗粒材料模拟研究粗粒土力学性质具有较强可行性。对颗粒材料开展了常规三轴试验,探讨了围压、粒径、孔隙比等因素对粗粒土强度和变形特性的影响。研究表明:通过橡皮膜校正,颗粒材料的莫尔-库仑强度包线为过原点的直线;颗粒材料峰值强度随围压增大线性增加,轴向应变与围压存在二次函数关系;随颗粒粒径增加,峰值强度和内摩擦角均表现出增加趋势;分析稳态下的孔隙比与稳态强度的关系可得出相应的稳态内摩擦角。相关研究结论为进一步运用不同形状颗粒材料研究粗粒土奠定了基础。     

预成孔置换强夯法在软土地基中的试验研究

强夯置换法是一种软土地基处理方法,存在置换墩不着底、工后沉降大、施工效率低等缺点。针对强夯置换法的上述缺点,提出了一种新型软土地基处理方法——预成孔置换强夯法。该方法通过将高能级强夯法与预先成孔填料相结合,达到提高地基承载力、减小工后沉降的目的。通过开展试验区(24 m×24 m)试验,在夯后进行平板载荷试验、重型动力触探试验及充水预压试验,验证了该方法的可行性,并最终将该技术成功应用于整个软土地基场地。试验结果表明:夯后动力触探击数提高了260%以上,复合地基承载力达到280 kPa,储罐基础沉降最大值、相邻测点沉降差均远小于规范要求。该方法的成功应用对于今后类似地基的处理具有一定的参考意义。     

局部冲刷对部分埋入单桩水平承载性状的影响

为分析局部冲刷对部分埋入桩水平承载性状的影响,利用有限元软件ABAQUS模拟水平荷载作用下部分埋入单桩的受力。根据实际工况建立了部分埋入水平受荷桩的三维有限元计算模型,并将计算结果与现场试验结果进行对比,验证了所建模型的正确性。然后,通过算例分析了冲刷角度、深度、桩直径、桩顶约束条件和桩自由段长度对部分埋入桩水平承载性状的影响。分析结果表明:局部冲刷深度比冲刷角度对部分埋入桩的水平承载性状影响更大,局部冲刷对直径较大的桩体承载能力影响也更大,自由段长度的增大减小了桩体水平承载力,因此,在研究冲刷对桩基水平承载性状的影响时,应结合桩顶约束条件综合考虑。     

水利工程中大直径PHC管桩承载力试验研究

结合某一水利工程大直径PHC管桩的地基处理应用,开展了单桩竖向抗压静载试验和单桩水平静载试验,并通过在管桩预制阶段安装钢筋应力计,研究分析了静载试验中桩身的荷载传递规律。研究表明：本工程中混凝土强度C80、外径800 mm、内径580 mm的PHC管桩的单桩竖向抗压承载力极限值不小于2 880 kN,桩顶荷载几乎全部由桩周侧摩阻力承担,桩端阻力发挥较小,属于典型的摩擦型桩。桩身轴力、桩侧摩阻力和桩端阻力均随着竖向荷载的施加而逐渐增大,并沿深度呈衰减分布。水平荷载下的桩身弯矩呈弓形分布,最大弯矩发生在距桩顶约0.2～0.3倍桩长截面处,单桩水平临界荷载值在150 kN左右。     

不同框格形式密肋复合墙体抗震性能对比分析

密肋复合墙体结构是近年来出现的一种建筑结构新体系,具有多方面的优点。结合课题组前期的3块不同框格形式(三肋柱复合墙体、标准复合墙体、五肋柱复合墙体)1/2比例的密肋复合墙体低周反复试验结果,通过对其承载力、延性、耗能能力、滞回曲线、骨架曲线及破坏模式等抗震性能进行了对比分析。结果表明:由于五肋柱复合墙体发生弯曲型破坏,外框柱过早破坏退出工作,而三肋柱复合墙体与标准复合墙体均发生剪切型破坏,砌块、墙板、外框依次发生破坏,两者之间相比较,标准复合墙体抗震性综合比较要好于三肋柱复合墙体。试验结果可为实际工程中墙板设计及制作提供理论依据。     

GFRP管混凝土轴压短柱承载力研究

为研究GFRP管约束混凝土柱在轴心受压时的承载力,更好的应用于工程实际,采用有限元软件ABAQUS模拟分析不同的GFRP管管壁厚度、混凝土强度等级以及钢骨截面形式、钢骨强度等因素对GFRP管混凝土组合柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:数值计算结果与试验结果吻合良好;增加GFRP管厚度、提高混凝土强度等级以及增加钢骨截面积等能提高组合柱承载力。