桩-土接触面力学特性的研究现状

桩-土接触面力学特性的研究是解决桩-土相互作用问题的前提,尤其对于摩擦型桩而言,桩-土接触面问题直接影响到桩基的承载力,因此长期以来这一问题受到了众多学者的关注和重视。文中回顾了国内外桩-土接触面力学特性的试验研究现状,讨论了目前适用于接触面的多种本构模型以及接触面单元的计算方法,对今后桩-土接触面的研究提出了几点看法。     

应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响研究

 采用大型直剪仪,系统研究法向应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响。根据制定的加卸荷方案,对3个粗糙度等级(锯齿高为0,1,2 cm)的黏土–混凝土接触界面先加荷至初始法向应力,再卸荷至剪切法向应力进行剪切。从剪应力–剪切位移曲线、界面最大剪应力、剪胀性3个角度对试验结果进行对比分析。分析结果表明：黏土–混凝土界面剪应力–剪切位移曲线仍大体呈双曲线形式,并未出现应变软化现象。初始法向应力越大,相同剪切位移对应剪应力越大;初始法向应力越大对应的界面最大剪应力越大,根据Mohr-Coulomb准则通过线性拟合得出界面强度参数,并引入界面摩擦有效系数和黏聚有效系数。通过数据对比发现,界面黏聚有效系数随着初始法向应力的增大而增大,而摩擦有效系数则随初始法向应力的增大而减小。剪切过程中3个粗糙度等级的黏土–混凝土界面均发生不同程度的剪胀,界面越粗糙,剪胀量越大。同时,应力历史对界面剪胀性规律有明显的影响,未经历法向卸荷的界面剪切过程开始先剪缩然后再剪胀,而经历法向卸荷的界面剪切一开始便呈现剪胀,且初始法向应力越大,剪胀越明显。     

考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面弹塑性分析

 土与混凝土接触界面剪切力学特性研究对桩基础设计至关重要,非挤土桩施工过程中由于成孔卸荷或桩身混凝土凝结造成界面附近土体径向卸荷,径向荷载的变化势必改变桩土界面的荷载传递规律。通过大型结构剪切试验发现：法向应力的变化历史对黏土–混凝土接触面剪切变形特性和强度参数影响明显。为给钻孔灌注桩桩土接触界面数值模拟提供合理的剪切力学模型,以接触界面积累的能量为硬化参数,假定接触界面剪切过程为界面积累能量对外做功的过程,考虑法向应力历史对剪切刚度的影响,提出考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面模型,并介绍各模型参数的确定方法。模型原理清晰,参数物理意义明确。通过大型直剪试验成果数据对界面模型进行验证。结果表明：提出的模型能准确地再现和预测不同法向应力历史条件下的黏土–混凝土接触界面的力学特性。     

基于随机场模型的桩基竖向承载力可靠性分析

结合随机场理论和误差传递原理求得了利用CPT确定桩基竖向抗压承载力统计特性的理论公式。为把所得公式应用于工程实际,对相关距离、桩截面尺寸、端阻力计算范围等在程序编制中的协调问题进行了研究,给出了符合实际土层厚薄不均特点的统计原则。最后利用可靠度理论,对上海地区19个预制桩场地和17个灌注桩场地进行了电算,求出了上海地区利用CPT确定桩基竖向抗压承载力的可靠度指标及其统计特性。从而为桩基确定性设计方法向概率极限状态设计方法的过渡提供了理论依据和符合实际的计算结果。     

新型Cr19Ni28TiN铁镍基合金的高温蠕变行为

采用RDL100型电子高温蠕变试验机、OM、SEM、TEM分析测试了新型Cr19Ni28TiN铁镍基合金的蠕变性能。蠕变试验结果表明,当加载应力减少到250 MPa时,出现明显稳态蠕变阶段;微观组织观察显示蠕变前奥氏体基体上均匀分布着少量的析出相,在600℃、300 MPa下蠕变后晶界和晶内都弥散析出大量的细小的TiN和M23C6;晶内析出相对位错产生钉扎作用,阻碍位错的移动,同时大量位错在共格晶界附近塞积,形成位错墙,提高了合金的蠕变强度。600℃、300 MPa条件下蠕变断裂分析表明,Cr19Ni28TiN合金断口平齐,存在一些较浅的撕裂韧窝,凹坑中的第二相成为裂纹的核心。     

黏性土中桩侧后注浆单桩抗压承载性能室内模型试验研究

后注浆技术的应用能有效减少桩周土体扰动和泥皮等造成的不利影响,从而提高钻孔灌注桩的承载力。目前有关后注浆技术的研究多集中于桩端后注浆,少有涉及桩侧后注浆,影响了桩侧后注浆技术进一步推广应用。根据桩侧后注浆工艺,开展单桩抗压室内试验,以研究桩侧后注浆量对单桩抗压承载性能的影响。结果表明：在荷载水平较大的工况下,相较于桩侧后注浆量为1 L的单桩,注浆量为2、3 L时单桩极限抗压承载力分别提高18.2%和66.0%,提高幅度与注浆量呈正相关,并且可以在很大程度上减小桩顶沉降量;桩侧后注浆桩桩身轴力在侧注浆点位附近减小较快,在整个加载过程中桩端附近处桩身轴力值均比较低,单桩受压表现为摩擦桩;水泥浆液同时存在上返和下劈扩散,在室内试验条件下,两者扩散高度均约为14倍桩径,在浆液扩散段桩侧摩阻力得到显著提高,且越靠近注浆点位提高程度越明显。     

不同注浆工况对砂土-混凝土接触面剪切特性影响

为研究后注浆对土与结构物接触面力学特性的影响,采用自主研发的注浆装置和可注浆的大型直剪仪,通过3种注浆压力、3种注浆量和4种荷载工况下的共计22组后注浆砂土-混凝土接触面大型直剪试验,分析不同注浆工况和荷载工况对砂土-混凝土接触面剪切力学特性、剪胀(缩)性以及强度参数等的影响.结果表明:在注浆压力和法向应力一定的情况下...     

主余震作用下AP1000核电厂房动态响应与楼层谱研究

基于RG1.60谱选取3条主余震地震序列,研究了主余震作用下核岛厂房模型的动态响应,对比研究了不同主余震序列地震作用下核电厂房楼层谱的影响规律。研究结果表明:主震震级越大,余震对结构的影响越明显,余震的影响还与余震自身的频谱特性有关。同时,主余震作用对核岛厂房水平房的楼层谱影响较大,特别是在结构刚度突然变化的部位影响更显著,应在核电厂抗震设计中予以重视。     

石墨烯防腐涂料制备及其防腐性能对比

研究了石墨烯底漆的制备与防腐原理,对比石墨烯底漆与富锌底漆耐中性盐雾性能,将石墨烯底漆配套环氧云铁中间漆和氟碳面漆制备不同膜厚的样片,与镀锌片和316L不锈钢的耐中性盐雾性能进行比较。结果表明:单纯的石墨烯底漆防腐性能优于富锌底漆的防腐性能;石墨烯底漆配套涂层总厚度>300μm时,其耐中性盐雾时间>2 000 h,镀锌片耐盐雾时间900 h,316L不锈钢片耐盐雾实验>2 000 h。分析防腐方案性价比得知,如果基材厚度>1 mm,采用涂层防腐的性价比高。如要求单面防腐,0.5 mm以上基材的单面防腐,涂层的性价比也是高于316L。如果基材厚度<0.8 mm时,需双面防腐时,采用316L不锈钢材料更经济。