考虑切向摩阻力的弹性地基梁求解

弹性地基梁理论采用的Winkler地基模型忽略了地基与梁之间的切向摩阻力,而当地基与梁的接触面粗糙,或梁与地基呈倾斜接触、梁上有切向分布荷载时,地基与梁之间存在明显的切向摩阻力,且对地基梁的内力影响较大。通过分析考虑地基切向摩阻力的弹性地基梁的内力微分方程组及其特征方程的解,提出了内力微分方程组中相关参数的求解方法,进而推求出弹性地基梁内力基本表达式。     

双线平行地铁隧道盾构同向推进纵向安全间距研究

为加快双线地铁隧道施工,采用2台盾构机同时开挖,盾构横向间距不变情况下,纵向间距过近会加剧对土体的扰动,影响地表建(构)筑物安全。以武汉地铁三号线为工程背景,选取双线平行隧道盾构同向推进为研究对象,采用现场监测和数值模拟计算方法,综合分析盾构开挖时隧道横向、纵向地表变形特征,揭示双线平行隧道盾构同向推进时的纵向相互影响规律。结果表明:数值计算结果与现场监测数据相吻合;盾构通过后地表形成沉陷槽,隧道拱顶上方地表变形最大,距离隧道轴线越远,地表变形越小;开挖过程中盾首上方隆起值达到最大,盾构穿过后沉降迅速增加,最终趋于稳定;双线地铁隧道盾构同向推进中,盾构的二次扰动加剧了地表最终变形量,盾构纵向间距对地表最终变形量没有影响,随着盾构纵向间距增加,地表总体沉降速率减缓,当盾构纵向距离大于50 m时较为安全可靠。研究成果旨在为今后的地铁隧道安全快速的施工提供依据。     

排桩冻结法深基坑围护结构内力与变形动态分析

在分析冻胀力产生机理的基础上,对传统的弹性地基梁法进行改进,提出了排桩冻结法深基坑围护结构内力与变形动态分析的弹性地基梁有限元计算方法.结合润扬长江公路大桥南汊南锚碇基础工程实例,分析了基坑开挖过程中围护结构体系的内力及变形变化过程.计算结果与实测值基本吻合,精度较高,表明这种方法可行.     

考虑支座弹性约束时刚架内力计算方法的探讨

我们在垂直升船机的闸首和渡槽设计中,曾遇到这样一个问题:一个直接支承在地基上的“?”型刚架,它的支座约束性质是固接还是铰接呢?应该如何考虑才不致在设计中造成浪费或安全度不足。实际上把支座约束看成是固接的假定只有当地基很坚硬且基础底惯矩较大时才比较合理;而铰接的假定也只有当地基很软弱且基础底惯矩较小时才比较合理。一般情况下,刚架支座是属于弹性约束,即刚架在受荷时,其支座相对于地基有一弹性变形。这种变形对于刚架的内力分布有很大影响。因此,本文将研究支座为弹性约束时刚架内力的计算方法。一、弹性约束系数及其关系式的推导图1表示一支座为弹性约束的“?”型刚架。当考虑刚架支座的弹性约束影响时,是利用图2的带有虚拟梁的刚架来代替的。虚拟梁与实梁相对抗弯劲度之比假定为“λ”,称为弹性约束系数。现取图3刚架杆件ab来研究,当a端转动一角度时,杆ab的应力与变形值均将随λ的大小而改变。现按一     

带钢锚杆的文克勒地基梁内力分析

本文对岩石地下工程中带锚杆的弹性地基梁提出了基于文克勒地基梁理论的内力分析方法及计算公式。文中建议的方法和原理适用于工民建、水工、港工等建筑中带锚杆（或锚桩）的弹性地基梁的内力分析，仅需考虑其不同的边界条件即可。本文计算公式可供此类结构设计时参考采用     

盾构隧道接头渗水对其变形及内力的长期影响

以上海地铁盾构隧道为工程实例,采用有限元软件建立了盾构隧道接头局部渗水模型,计算分析了不同边界条件下盾构隧道接头渗水对隧道变形及内力的影响。计算结果表明:若渗流程度和边界条件不同,则渗流达到稳定状态的时间不同,且进一步导致隧道周围土体孔压的消散程度、地表沉降、隧道变形和管片内力均存在明显差异;地表沉降、隧道直径变化量和管片内力随孔压的发展规律几乎一致;接头渗流会导致管片接缝处孔压明显低于周围土体的孔压,且渗流越严重孔压相差越大。研究表明,在接头渗水严重且没有外部水源补给的极端情况下,孔压、地表沉降、隧道椭圆化变形及管片内力会持续改变且变化幅度较大,尤其是弯矩的改变量非常显著,此种情况下,隧道长期渗水带来的危害最为显著。     

基于弹性地基梁的闸室底板优化设计

以某水闸闸室为分析对象,在分析水闸底板内力计算方法的基础上,依据弹性地基梁概念及计算方法,运用"理正岩土计算软件6.0"(弹性地基梁模块),选取不同工况及底板厚度,分别计算弹性地基下的水闸底板应力,并计算分析边荷载对底板底层弯矩的减小程度和对底板面层弯矩的增大程度,绘制弯矩包络图,最后选取弯矩包络图外包线上最大正弯矩及最大负弯矩作为配筋计算的内力,并提出对闸室进行结构优化设计的方法。为弹性地基梁运用于水闸底板内力分析提供了一个实例,也可为相近工程的内力分析及结构优化提供参考。     

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.     

水闸底板的内力分析

简要介绍水闸底板的几种内力计算方法,举例说明采用弹性地基梁法分析水闸底板内力的方法。     

基于弹性地基梁法的深基坑软土抗剪指标优选

软土地区的岩土抗剪强度指标取值问题一直是深基坑工程设计中的重要研究重点。由于受到复杂水文地质条件的影响,武汉地区深基坑工程面临的软土抗剪强度指标取值问题更为复杂。以武汉市某典型深基坑工程基坑土样为试验对象,以弹性地基梁作为主要理论,研究了武汉地区软土抗剪强度指标取值问题。结论如下:采用弹性地基梁理论可以较好地分析深基坑支护结构内力以及变形;对于武汉地区类似基坑进行支护设计时,采用固结不排水的强度指标是较为合适的;采用基于弹性地基梁理论的天汉软件进行深基坑稳定性分析时,若采用原始试验值,结果是偏于危险的,因此存在一个使得指标选取更符合实际情况的修正系数。     

后张预应力圆形隧洞衬砌纵向应力计算

隧洞后张预应力衬砌施工过程中,因张拉锚索挤压衬砌环产生环向预压应力,同时,还会在衬砌环中产生纵向拉应力,若处理不当,其值较大,可以使衬砌发生环向裂缝,应予重视.提出等效弹性地基梁算法,用以计算薄壁圆筒的纵向内力、应力和变形,适于手算和电算,可供工程应用;通过对不同张拉方案计算结果的分析,提出减小纵向应力,保障安全应用的建议.     

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。     

岩石围岩盾构钢筋混凝土内衬高内压输水隧洞受力简化分析方法

长距离输水工程在穿越城市群时,往往需要深埋以规避地表及浅层地下的各类建(构)筑物。这种情况下盾构隧洞成为极具优势的选择方案。当这种深埋隧洞的围岩具有较好承载能力时,可以采用钢混凝土内衬与盾构组成复合衬砌,与围岩一起共同承担管道内的高内水压力。而这种隧道结构的内衬往往会发生开裂,进而改变其受力特征,此时内衬、盾构管片与围岩如何共同受力成为了工程设计的重点和难点,对此目前还没有成熟的计算方法和规程。针对钢筋混凝土受内水压开裂后的受力变形特点,提出了钢筋混凝土内衬开裂后刚度减少的等效刚度计算方法,计算在内水压力作用下复合衬砌与围岩共同作用的受力特点。结果表明:当围岩弹性模量达到2 GPa时,这种结构可以具有较好的承载能力;当围岩弹性模量达到5 GPa时,可以承担1 MPa以上的内水压力,围岩具有较好的利用价值。研究结果为盾构钢筋混凝土内衬高压输水隧洞联合受力提供了简化的计算方法。     

基坑开挖位移及土体水平抗力比例系数的反分析

基坑设计土体参数的正确选取直接影响支护结构的位移和内力计算结果,特别是土体水平抗力比例系数m值对支护结构位移的影响最为显著。结合基坑开挖工程实例,通过材料性状与基坑开挖施工过程的平面有限差分法模拟,模拟计算基坑分布开挖过程结构的水平位移;通过分析诸多土体参数对基坑支护结构水平位移的影响程度,确定杨氏模量作为位移反分析所需获取的参数,构建实测位移与模拟计算位移之间的目标函数,反分析给出各层土的杨氏模量;基于弹性地基梁法推导的m值与杨氏模量的关系,给出反映实际侧向变形特性各层土的m值。研究结果为基坑工程设计参数的合理确定提供了一定理论参考依据,对有效控制基坑位移与变形具有重要的实践意义。     

锚杆格构梁节点荷载分配研究与优化设计

锚杆格构梁节点荷载分配在工程中常采用均分或利用Winkler弹性地基模型的无限长梁模式推导分配系数,但均不符合实际受力情况。因此,本文利用双参数弹性地基模型推导出有限长梁受集中力的内力解答。根据此解答再计算出节点荷载分配系数kT和kL,进而得到格构梁的内力。结合实际工程,把理论解与ABAQUS有限元软件模拟所得数值结果进行比较,验证了理论解答的正确性,并与Winkler地基模型解答相比较,证明双参数地基模型较Winkler地基模型有更好的精确性,该方法可优化锚杆格构梁设计。     

海中深厚软土地层围护结构反演分析研究

基坑开挖过程中其侧壁变形与围护桩结构内力分布规律一直是基坑工程的研究重点,海中深厚软土基坑工程因复杂的水文地质、工程地质条件,此类问题更为突出。依托澳门大学跨海隧道工程,采用基于BP神经网络的位移反分析法,对软土地层土体关键物理力学参数进行敏感性分析。分析结果表明,内摩擦角、凝聚力、弹性模量均对土体变形具有高敏感性,其中内摩擦角和凝聚力最为敏感。然后利用反演分析得到的目标参数进行了正向数值模拟计算,计算的水平位移、围护结构内力与监测值误差不超过5%,表明基于BP神经网络的位移反分析方法准确有效。     

地铁盾构隧道管片破损修复技术研究

某地铁区间隧道挖掘贯通后,受后续施工的影响,产生了较大变形与位移,并导致管片错台、破损与局部开裂。为避免隧道的进一步损坏以及确保盾构隧道的运营安全,需对隧道管片进行修复处理。在分析该区域地质条件的基础上,经多方案比较,决定采用钢板内衬加固的方式对破损管片进行修复。对钢板内衬加固所涉及的净空复核、管片受力复核、裂缝处理及环片加固等技术问题展开了详细论述。工程实践表明,钢板内衬加固的方式效果良好,可供类似工程修复问题借鉴。