外撑内拉支撑体系在Y型墩施工中的应用研究

在水流湍急、地质较差的条件下进行桥梁工程施工时,为缩短Y型墩施工工期、尽量减少对环境的破坏,需对传统支撑体系进行改进与创新。提出了一套劲性骨架与外撑内拉支撑体系相结合的施工方法,并结合其工艺原理及施工过程采用有限元方法对其进行了数值模拟验证,得到了拉杆张拉力及伸长量与施工阶段的对应关系,同时对Y型墩施工过程中的线形与裂缝控制关键技术进行了总结。工程实践表明,该支撑体系具有施工操作简单、施工速度快、整体结构刚度大、适用性强等特点,可为今后类似工程施工提供借鉴。     

非饱和土半空间中单桩竖向振动特性研究

从三维轴对称的非饱和土波动方程出发,考虑土中基质吸力对剪切模量的影响,对端承桩在纵向简谐荷载作用下桩土耦合振动特性进行了研究。利用算子分解和分离变量法直接对耦合方程进行解耦,在求得非饱和土层振动模态形式和阻抗因子的基础上,结合桩土界面处的衔接条件以及桩端刚性支承形式,对桩的一维波动方程进行求解,得到了桩顶复刚度函数、土层阻抗因子的频域形式解答,并讨论了主要参数对桩基动力行为的影响。计算结果表明：随着饱和度的减小,桩顶动刚度因子和等效阻尼的振幅随之减小,但桩土体系的共振频率则基本不受其影响。在桩土模量比的分析中,应区别对待土和桩弹性模量引起的不同反应。模型揭示了土体动力响应从单相到饱和两相介质条件下的完整演化过程,为描述实际土体环境下桩基动力行为提供了较为完备的理论框架。     

一般形状边坡下准严格与非严格三维极限平衡法

采用极限平衡原理得到三维极限平衡解答是解决三维边坡稳定性分析的一种有效途径。通过对一般情况下的条柱进行受力分析,采用条柱前后侧面条间力参数λ₁、条柱左右侧面条间力相对前后侧面条间力比例参数λ及条柱滑动底面剪切力与滑动平面之间的夹角ρ这3个计算参数,建立能满足3个力和3个力矩平衡方程的准严格三维极限平衡计算公式。当采用相应二维条间力假设条件时得到三维Spencer法、M-P法和Sarma法,当令上述3个计算参数中的某些参数为零时,将本文准严格法转化为仅满足部分力学平衡条件的3种非严格法。经与经典算例对比,并以左右滑动面宽度和曲面不对称这2情况比较准严格法和非严格的计算差别,可知：①三维Spencer法、M-P法和Sarma法均与其他方法计算得的结果颇为接近,因而说明该方法的可行性;②滑动面非对称情况时,除忽略条柱前后侧面竖向剪切力使得到的非严格法计算得的结果较小外,准严格法与其他2种非严格法计算得的结果基本一致,说明非严格法同样可适用于三维滑动面非对称情况;③本文建立的三维极限平衡解答通用于准严格法和非严格法,且计算公式简单,无需求解方程组,经过简单迭代即可得到稳定性的收敛解,因而较适用于工程实践。     

中—强膨胀土地区铁路路堑基床动静态特性模型试验

为研究以中—强膨胀土为地基的高速铁路路堑基床在不同服役环境下的动静态特性,在实验室内进行1∶1大比例尺模型试验,分别对基床在干燥状态、降雨和地下水位上升3种服役环境下以4 Hz频率进行100万次激振,监测路堑基床不同位置的动态响应和变形规律。结果表明：轨道正下方位置基床范围内的动应力主要受服役环境影响,与激振次数关系不大;动应力沿深度的衰减曲线近似成二次曲线型;膨胀土路堑基床变形受服役环境的影响大于振动次数;干燥状态和降雨时,基床变形随着振动次数的增加先增大后趋于稳定,地下水位上升时,基底膨胀土膨胀变形,并引起基床产生回弹变形;基底膨胀土干缩湿胀过程中的“过程性变形差”会造成轨面标高反复变化,极大的增加线路维护工作量。     

基于三维非连续接触模型的管片接头静动力特性分析

基于非线性接触理论,考虑盾构隧道结构的非连续性,模拟管片接头结构和管片衬砌与围岩及道床之间的相互作用,建立了道床-管片-围岩的三维非连续接触模型,对盾构隧道管片接头在围岩静压、列车动载作用下的受力与变形进行了深入分析。研究结果表明,围岩静压下拱顶和隧底处的纵向接头部分向内张开,两侧拱腰处的接头部分向外张开,拱顶处的封顶块与邻接块错台较大,拱腰接头受压明显,拱顶接头受压最小,各环管片拱顶处的螺栓轴力最大,隧底处的其次,拱腰处的接头螺栓轴力最小,旋转了一定拼装角度后位于拱肩上部的接头螺栓,其剪力最大;列车动载作用下管片接头的张开错台、混凝土应力以及接头螺栓的内力均在动载施加初期迅速增加,然后明显减小,而后产生波动,其中浅埋地铁隧道拱顶接头的动力响应较隧底接头明显,螺栓剪力在列车动载作用下较螺栓轴力增加的多。     

单点和多点荷载输入的虚拟激励法实用求解模式

在实际工程中采用虚拟激励法（pseudo excitation method,PEM）往往需要编写复杂计算程序,为方便工程应用,建立了一种对应单点和多点荷载输入的虚拟激励法实用求解模式。考虑地震作用、风荷载等多种随机荷载,提取单点和多点荷载输入下计算结构虚拟响应的实用求解模式,并利用常规有限元分析软件的谐振稳态分析完成PEM核心计算,最后通过线性组合重新构建结构虚拟响应和功率谱密度函数的求解公式,从而在常规有限元分析软件中实现了PEM算法。由于采用建议方法可将PEM算法的核心计算交由有限元分析软件完成,在保持PEM高效准确计算优势的前提下显著提高了工作效率,避免了编写复杂计算程序,方便实际工程应用。通过两个典型数值算例验证了建议方法的正确性与有效性,并且指出其对于多种荷载工况的计算效率具有一定优势。     

基于混料设计理论的透水混凝土骨料特征响应分析

骨料级配特征对透水混凝土配合比优化设计方法及其基本性能有较大影响.采用A,B,C 3种粒径的骨料进行混料设计试验,通过对大量的试验数据拟合与方差分析,建立了透水混凝土有效孔隙率、单位体积骨料颗粒数量、骨料比表面积、不同龄期抗压强度与骨料级配的关系式.研究结果对透水混凝土配合比设计方法优化和基本性能的预测具有重要的指导意义.     

铁路无砟轨道水泥乳化沥青砂浆吸振与隔振特性

采用加速度计测定了冲击荷载作用下普通混凝土与水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）试件以及试件下部钢板的振动加速度随时间的变化,并用落锤法对比了普通混凝土与CA砂浆的抗冲击破坏特性.研究表明：普通混凝土受到冲击后,其振动加速度随时间衰减不明显,且振动时间较长,其下部钢板也有类似规律;CA砂浆受到冲击后,其振动加速度表现为3个明显的衰减阶段,振动时间也要短于普通混凝土,同样CA砂浆下部钢板也有类似规律;与普通混凝土相比,CA砂浆表现出较好的吸振与隔振功能.抗冲击破坏的结果表明,CA砂浆的抗冲击性能优于普通混凝土.     

一种新型混凝土输送泵液压系统设计

设计一种新型混凝土输送泵液压系统,实现了单泵驱动多负载的关键技术。提出用4个液压泵并联结构来替代现有的三联泵串联结构的方案,确保单一液压泵发生故障时系统仍能正常工作,实现了在液压系统不停机情况下的维修,进一步提升了混凝土输送泵液压系统的可靠性。     

地铁车站非含水砂性地层柱洞法施工力学性能测试分析

柱洞法在浅埋暗挖地铁车站施工中使用较为普遍,由于工序繁多,缺乏系统的现场测试结果无法对其施工力学性能展开研究。以石家庄地铁一号线长城桥车站暗挖段为工程背景,通过现场测试对柱洞法施工的无水砂性地层中单层三跨地铁车站结构受力变形特征进行研究。左右导洞和左右洞的初期、临时支护结构的拱顶沉降和净空收敛主要集中在上台阶下部分土体的开挖过程中,由于梁柱支撑作用,中导洞的拱顶沉降甚微,各洞室上台阶水平向收敛相对明显,中台阶和下台阶的水平收敛很小。左右导洞上台阶封闭成环后,更有利于结构受力,随着后续土方开挖,结构将承担更大外荷载,应力将不断增加,在中导洞和左右洞施工时,部分临时结构拆除,导致既有初期、临时支护结构的应力增加,其中待左右洞二次衬砌混凝土终凝后,应力逐渐转移到二次衬砌上。在自重和纵梁重力作用下,立柱左右侧应力相当,属于轴心受压构件,中导洞开挖后立柱往结构中线倾斜,在中间临时钢管柱横支撑的预加荷载下,立柱往两侧偏移,中导洞顶部的二次衬砌使立柱偏心量增大,而左右纵梁受力出现明显差异性,左右洞施工后立柱偏移量则减小。