输电塔体型系数研究

依据某工程的实际情况,建立了输电塔有限元模型,通过ANSYS中的CFD模块计算了输电塔在0°,45°和90°风向角下的体型系数,并与规范中的体型系数作了对比,结果表明:规范给出的体型系数值比数值模拟偏小,规范中钢管塔体型系数的计算方法有待改进。     

黄河冲淤积非饱和高塑性黏土的抗剪性状

为揭示非饱和土的抗剪性状与强度机理及关键影响因素,将非饱和土三维状态下的的抗剪强度公式简化为二维轴对称应力状态下的总应力强度公式,并采用常规三轴仪对黄河冲淤积非饱和高塑性黏土进行不同含水率、不同压实度下的不固结不排水试验。试验结果表明:黄河冲淤积高塑性黏土颗粒组成及物理性状具有自身的特殊性,粉粒含量高、塑限低,存在可碾压最小含水率临界范围,即高于最佳含水率约4%左右;该含水率范围是强度下降的临界点。该类土在应力作用下的抗剪性状受饱和度影响,表现为固、液、气相之间的相互作用与转换;对抗剪强度贡献最大的是基质吸力,且抗剪强度比其他非饱和类土大。本研究结论可为揭示非饱和高塑性黏土强度形成机理、确定现场碾压控制指标与工艺提供理论参考。     

可溶盐作用下水泥稳定花岗岩风化料特性

为了分析水泥稳定花岗岩风化料底基层的病害机理,并优化材料设计,通过3种不同粗集料含量的水泥稳定花岗岩风化料不同养生条件下的材料性能试验,分析了粗集料含量(质量分数)对风化料抗可溶盐腐蚀性能的影响。研究结果表明:长期的水环境,尤其是存在可溶盐腐蚀介质的水环境会导致水泥稳定花岗岩风化料性能的迅速衰减;粗集料含量小于20%时,在可溶盐腐蚀介质的作用下,材料的物理力学性能极差,随着粗集料含量的增加,除标准养生条件下材料的劈裂强度略有降低外,各种条件下的材料性能均得到明显改善;粗集料含量由20%增加到30%,对于改善各种环境下材料的抗压性能和水温稳定性,以及长期水环境下材料的抗拉性能和刚度,效果更为显著;粗集料含量由30%增加到40%,对于改善材料在可溶盐腐蚀环境下的抗拉性能和刚度,效果更为显著。     

圆形烟风道支座与加固肋匹配特性

采用有限元数值计算的方法,对圆形烟风道的鞍式支座与环形加固肋的匹配问题进行分析,确定了鞍式支座与加固肋的最优匹配方式。试验结果表明:单纯使用鞍形支座,容易导致道体和支座接触区域的应力集中,最大应力值远超许用应力;在支座附近设置重肋,可以有效降低形变并提高屈曲系数,但是难以降低最大应力。将支座设置在重肋下方,不仅可以大幅度降低形变,屈曲安全系数也最高,同时能够大幅度减小支座与加固肋接触区的应力,可以满足长期使用的安全性要求。支座包角对应力集中和屈曲特性的影响较小。     

TBM挤压大变形隧洞管片错台及加固机理研究

软岩是重大交通、水电、矿山等工程建设中经常遇到的复杂介质,高地应力作用下软岩地下工程很容易产生围岩大变形,不仅对施工安全造成影响,而且还会造成建设工期和成本的迅速增加。软岩大变形已成为我国交通、水利、深部资源开发等工程领域亟待解决的重大课题。本研究以引大济湟隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)挤压大变形导致的管片错台为例,通过对现场监测成果的反演分析,系统研究挤压大变形不同错台的修复与控制方法,本研究成果对其他膨胀泥岩卡机事故脱困以及管片错台的工程具有指导意义。     

圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力计算方法对比研究

分析对比了圆角多边形孔蜂窝梁孔间腹板屈曲承载力的不同计算理论,包括楔体理论模型、英国钢结构协会计算手册理论模型、LAWSON理论模型及斜压柱模型等。采用不同理论对蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力进行了计算,并与试验结果进行了对比。结果表明,应用于六边形孔的楔体理论计算值过于保守,与试验值偏差均超过50%;应用于圆形孔的英国钢结构协会计算手册理论模型及LAWSON理论模型计算值也过于保守,偏差范围在58%~70%之间;斜压柱理论相比其它方法,计算结果较为准确,偏差范围在7.6%~39%之间。并采用验证的有限元方法分析了不同孔距、孔高及腹板厚度的蜂窝梁孔间腹板的屈曲承载力。应用斜压柱理论模型计算孔间腹板剪力承载力,与有限元参数分析结果对比表明,斜压柱模型按规范BS 5950-1:2000计算的理论值过于保守,理论值与有限元结果比值范围在0.185~0.384之间;按规范EN 1993-1-1计算的理论值评价孔距较小(S/d_0=1.4)蜂窝梁的剪力承载力时偏于安全,理论值与有限元结果比值范围在0.878~0.972之间,当孔距较大(S/d_01.4)时,理论结果偏于不安全,理论值与有限元结果比值范围在1.054~1.818之间,需要进一步修正。     

地铁列车引起的振动对城市敏感建筑结构的影响

以某相对地铁线路水平距离较近的市级文物保护敏感建筑为研究对象,设线路时速70km／h,分析地铁列车运行时产生的振动对该建筑结构的动力影响。针对整体道床和橡胶减振垫浮置板道床,建立车辆-轨道耦合模型,采用Newmark方法计算列车载荷;建立轨道-土层耦合模型,利用有限元方法分析地铁列车引起的振动在地表面的传播特性,并计算地铁列车振动对敏感建筑结构及周围环境的影响。研究结果表明:采用整体道床时,敏感点的垂向Z振级和敏感建筑结构的水平速度都大于标准值;采用橡胶减振垫浮置板道床时,敏感点的垂向Z振级和敏感建筑结构的水平速度都低于标准值;同时说明橡胶减振垫浮置板道床具有很好的减振效果。     

强夯加固废弃铁矿渣路基的动应力扩散规律实验研究

结合青临高速公路强夯加固废弃铁矿渣高填方路基工程,在实验段埋设48个土压力计,采用不同夯击能(2000、2250、2500、2800kN·m)对设计夯点进行多次夯击,通过采集仪得到的数据,分析强夯时动应力的扩散规律。实验结果表明:强夯加固废弃铁矿渣路基的效果比较明显,强夯引起的动应力也很明显;锤底动应力的消散速度极快,加上余波仅有05s左右的时间;不同夯击能引起的动应力不同,夯击能越大,动应力值也越大;动应力在竖向的影响距离远大于径向,锤底8m仍有10kPa以上的动应力;有效加固深度的临界动应力值为20kPa;动应力在径向的衰减速度快于竖向,有效加固宽度约3m;随着夯击次数的增加,在有效加固范围内动应力的增加比较明显,但在3击后基本保持稳定。实验结果可为今后相似条件下强夯加固工程施工参数的设计提供参考。     

分散性土的鉴别及改性试验

大屯水库、岭落水库、官路水库为比较典型的分散性土,为保证堤坝安全,需要鉴定其分散性等级并进行改性加固。采用双密度计、针孔试验、碎块试验对几个工程的分散性图进行鉴别,确定了分散性等级。取该分散性土试样进行不同剂量的石灰改性试验,进行了改性后反滤试验,确定当石灰剂量达到1.5％时,改善效果最佳。改性土的反滤试验证明,改性土能满足工程需要,为类似工程提供理论借鉴和技术支持。     

复杂条件下长大隧道涌水预测 及其对环境影响评价

 隧道涌水不但影响施工进度、施工费用、稳定和安全,也会引起地下水位的下降。由于环保意识的增强,对隧道涌水控制已成为隧道设计、施工和建设的重要部分。考虑降雨补给、真实三维地形、隧道埋深及时空开挖对隧道涌水的影响,利用地理信息系统(GIS)和FLAC3D对日本九州地区新干线筑紫隧道涌水及其对地下水位的影响进行分析。首先利用GIS中的水理分析将所研究的筑紫隧道周围区域划分为若干个小的流域,对每一个小流域利用tank模型进行降雨渗透分析;然后利用数值三维模型对隧道开挖阶段和使用后的涌水及其对地下水位的影响进行时空预测和分析。