重复荷载作用下岩锚体系力学特性和黏结性能试验研究

 为研究岩锚体系在重复荷载作用下的性能,设计2组室内试验,试验采用钢筋锚固混凝土基体模拟岩锚体系。通过对体系施加重复荷载,得到在重复荷载作用下锚的拉拔力与位移的全过程;利用预埋在体系内部的应变片,实测锚束体–灌浆体界面的黏结应力分布及其变化规律,提出在重复荷载作用下的钢筋–混凝土界面的黏结应力分布特点。试验结果表明：2组试件在重复荷载作用下的破坏形式均为锚束体从灌浆体中拔出。为描述体系的破坏过程,基于试验结果及已有的研究成果,提出破坏过程中荷载位移变化的4个阶段。在此基础上,探讨破坏过程中界面上黏结力的变化特性,并根据不同阶段的临界位移,提出重复荷载作用下岩锚体系的设计建议。     

基于概率性地震需求模型的桥梁易损性分析

采用概率性地震需求分析方法,建立了汶川地区典型简支梁桥的分析型地震易损性模型。基于汶川地震桥梁震后调查资料,评估了桥梁结构参数的不确定性,抽样并生成一系列桥梁的有限元模型样本。利用汶川地震实测地震波对所建立的桥梁有限元模型进行非线性动力时程分析,并记录每一组分析中桥梁构件的地震峰值响应,通过回归分析建立地震动强度和桥梁构件地震需求之间的关系。在确定桥梁不同损伤状态对应的构件极限状态后,基于对数正态分布假设生成不同损伤状态对应的地震易损性曲线,最后基于可靠度理论计算得到桥梁系统易损性的上下确界。生成的地震易损性曲线可以进一步用于地震风险评估和震后加固优先级决策。     

预应力锚索桩板墙抗震设计计算方法研究

由于预应力锚索桩板墙结构体系受力复杂，目前一系列基础研究问题仍没有解决，理论研究远落后于工程实践，特别是在抗震设计方面。为弥补此空白，在已有研究基础上，提出一套简化抗震设计计算方法，该方法考虑了锚索对悬臂段桩背所受土压力的影响，探讨地震综合影响系数Cz对桩身受力的影响，并通过大型振动台试验验证该计算方法和对Cz提出修正建议。经比较发现，实测各工况下的桩身地震土压力和轴力分布与计算结果接近，说明此方法具有一定的适用性，并且该方法涉及方程简单，求解容易，更易于工程师在抗震设计中应用。     

竹筋加筋土挡墙的力学性能研究

基于攀西地区盛产的凤尾竹的试验结果,利用数值分析软件PLAXIS建立数值分析模型,施加汶川卧龙地震波,分析了地震作用下竹筋加筋土挡墙的动力特性,得出以下结论：①墙体位移模式基本上不随地震烈度的增加而变化,墙体始终为整体的平动＋绕基础的转动;②随地震烈度的增加,墙体绕基础的转角逐渐增大,挡墙的整体平移量也越大;③在输入任何峰值加速度的地震波作用下,自墙底至0.4倍墙高范围内,水平加速度沿墙高逐渐减少;自0.4倍墙高至墙顶范围内,水平加速度沿墙高逐渐增加。     

地震波入射角对盆地地震反应影响的数值分析

利用二维时域非线性场地地震反应分析程序,针对不同坡角的盆地,利用不同峰值、不同卓越频率、不同入射角度的Ricker波作为输入基岩的SH波,研究地震波入射角、卓越频率以及盆地坡角对盆地地表地震反应的影响,研究表明:盆地地表加速度峰值(PGA)比例系数的最大值不一定出现在地震波垂直入射时,而大致在5°~25°之间,按垂直入射得出的计算结果在某些部位可能偏于不安全,在场地地震安全性评价工作中应适当考虑地震波入射角对场地地表地震反应的影响,综合确定场地地震动参数;同时,随着地震波入射角的增大,加速度反应谱峰值有减小的趋势;入射地震波卓越频率越大,对盆地地表加速度峰值有影响的地震波入射角变化范围越小;随着入射地震波卓越频率的增大,同一测点的加速度反应谱曲线逐渐向左"走移";盆地坡角对盆地地表加速度峰值分布模式有重要的影响,当盆地坡角较小时,盆地边缘处的地震反应最为强烈,而盆地中部地表的地震反应相对较弱,随着盆地坡角的增大,反应强烈位置逐渐远离盆地边缘向中部转移。     

一种新型阻尼器的研究

桥梁横向振幅超限一直是困扰铁路桥梁的一个重要问题。在全国铁路全面提速的大环境下,这个问题益发突出,列车速度的提高势必造成更大的桥梁横向位移,进而给行车安全造成不利的影响。传统的桥梁横向振动控制方法主要是通过改变桥梁自身刚度,达到减小桥梁振动响应的目的,但成本较高,经济性较差。耗能减振思想的提出为桥梁横向振动控制提供了一种新的思路,即用阻尼器加固桥梁。阻尼器的安装能够将输入桥梁的能量转化为阻尼器的滞回能,通过阻尼器的往复加卸载循环,先于结构消耗输入能量。这种方法的优势在于经济节省,易于更换,但目前国内缺乏该类型阻尼器产品及相关的应用研究。本文研究的正是这种新型阻尼器。     

汶川地震中道路边坡工程震害分析

 发生在山区的地震对边坡工程所造成的危害,在致灾机制和破坏形式方面具有鲜明的特征。结合汶川地震灾区道路边坡工程震害实例,分析路堑、路堤以及与桥隧相连的各类边坡及相应支挡结构的震害机制和破坏形式。锚索(杆)地梁或预应力锚索抗滑桩加固的边坡具有较好的抗震性能,其原因是这些结构已与坡体联接在一起而形成一个整体,在地震波作用下结构与坡体的位移和变形能够很好地协调一致。铺设土工格栅或施加加筋材料的路堤边坡工程具有较好的抗震性能,一般填筑路堤特别是高路堤,其抗震性能较差。根据沙土液化和软弱黏性土层震陷造成的震害实例,提出含水沙质地层路堤边坡应注意坡脚沙土液化造成的震害,应采取措施防止软弱黏性土层地基震陷造成路面破坏以及坡脚震陷造成的边坡失稳。山区隧道洞口边、仰坡的抗震设计应重视支挡结构的耐震性。建于坡体上的桥台、桥基和桥路过渡段的安全性与坡体稳定性直接相关,应切实加强这些结构所在边坡的抗震设计。对于依山傍水而建的顺河桥,相关边坡的失稳危害桥梁时,应对其采取抗震措施。目前公路、铁路工程抗震规范涉及边坡工程及支挡结构的内容极少,研究成果可为规范的修改和补充提供有益的参考。     

含泥化夹层顺层岩质边坡动力响应大型振动台试验研究

 设计制作了两个含泥化夹层的顺层岩质边坡模型,并完成了大型振动台试验。试验结果表明：随着输入地震波时间轴压缩倍数增大,地震波卓越频率增加,边坡坡面水平方向加速度放大效应增强,同时,随着边坡相对高度的增加,压缩比对水平方向加速度放大效应的影响程度增大;当输入地震动幅值小于0.3 g时,坡面加速度放大系数随输入地震动幅值增加而增大,反之,放大系数减小;在水平方向,泥化夹层饱水后坡脚部位加速度放大系数小于饱水前,而坡面中上部加速度放大系数大于饱水前;在垂直方向,泥化夹层饱水后坡面加速度放大系数小于饱水前;泥化夹层饱水前,坡面加速度放大系数大于坡体内部,泥化夹层饱水后,下部坡体内部加速度放大系数大于坡面,中上部坡体内部加速度放大系数小于坡面。分析边坡破坏过程可以发现含泥化夹层顺层岩质边坡的破坏模式为拉裂–滑移–崩落式。     

草果山隧道支护措施优化

笔者以蔓耗—金平高速公路草果山深埋隧道为研究对象,采用数值计算分析与现场试验段监测验证相结合的方法,对隧道支护措施进行优化.选取隧道典型断面建立数值计算模型,对比分析三种支护方案,研究不同的支护类型与锚杆长度对隧道的变形控制效果.基于此,对草果山隧道支护措施进行了优化,取消了原有支护设计中的钢拱架,并在现场开展试验段监...     

地基条件对挡土墙地震土压力影响的振动台试验研究

地震土压力研究是挡土墙抗震设计的核心内容。汶川地震震害调查发现建于土质地基上的挡土墙较建于岩质上的更易发生震害,因此,研究地基条件对挡土墙地震土压力的影响是十分必要的,然而目前许多国家的铁路或公路抗震设计规范中未包含地基条件对挡土墙地震土压力的影响。鉴于此,为了深入了解地基条件对挡土墙地震土压力的影响,利用大型振动台试验这一最能直接反映地震响应特征的动力研究手段,就地基条件对挡土墙地震土压力的分布形式、合力大小、合力作用点位置的影响开展研究,并把实测结果与几个国家的抗震设计规范进行了对比,提出了挡土墙的抗震设计建议。