管土相互作用土箱模型实验设计

随着给排水管道埋深的增加,土压力对管道受力状态的影响也越显著。这要求设计和施工人员对管土相互作用有更深入的认识,并能准确地计算作用在管道上土压力的标准值。埋地管道管周土压力分布规律、管道内部应力特征、管道破坏机理以及填土对管道受力状态的影响是管道设计和施工的主要影响因素。土箱模型实验可用于研究和解决上述问题,介绍并分析了管土相互作用土箱实验系统设计原理。土箱模型实验的设计包括管土受力模型的简化、土箱尺寸的设计、土箱加载方式的选择、土箱侧壁摩擦阻力和箱壁变形的评价、物理量的量测以及实验土体的选择与填筑等。土箱模型实验设计的关键是要保证设计出来的土箱中管土单元的受力状态仍然是简单的三向受力状态。     

软土地区复合桩基础适用条件的探讨

复合桩基的根本是桩土共同作用,而桩土共同作用的前提则是桩土变形协调,基桩与地基土的支承刚度通常存在数量级上的差异,因此要使桩土的变形协调,必须要采取一定的措施。以桩土共同作用机理为根本对复合桩基的使用条件进行了探讨,指出天然地基承载力满足率小于0.5而采用复合桩基时,桩土共同作用无法形成,最终使整个建筑物的安全度降低;天然地基承载力满足率大于0.6甚至0.7时,复合桩基整体安全度虽容易满足,但整体偏于保守,另外还容易缩小复合桩基适用范围。建议复合桩基使用条件中天然地基承载力满足率大于等于0.5即可。     

滑坡对埋地天然气管道的作用机理分析

滑坡是危害天然气管道安全的地质灾害之一,在研究滑坡对埋地天然气管的作用机理以来,各种分析方法和模型都有着不同的优点与缺陷,在调研、分析大量论文、研究报告的基础上,笔者以滑坡区埋地天然气管道为对象,总结了管土作用研究方法并进行了模型对比,并发现在现有的土体对埋地天然气管道的作用研究中主要考虑水平、轴向和竖向三个方向的作用,未考虑三者的相互影响。另外提出随着聚乙烯塑料管(PE管)在城市燃气输配管网中的广泛应用,未来对非线性管材在滑坡作用下的力学响应及全尺寸模型试验等方面还需进一步研究。     

CFG桩复合地基承载力工程应用分析

CFG桩复合地基作为一种新型的软弱地基处理技术，能够较好地发挥桩土共同作用，目前已被广泛应用于地基处理工程中。本文结合贵州省首例CFG桩复合地基工程，采用ANSYS软件建立复合地基模型，并考虑褥垫层影响，把计算结果与荷载试验结果进行了对比分析，得出CFG桩复合地基桩土共同作用效果明显，但目前设计桩承担荷载的比例过高的结论。据此对CFG桩复合地基的改进方向提出了建议。     

红粘土桩-网复合地基现场试验研究

桩-网复合地基同时具备竖向增强和水平向增强两种加固形式的优点,由桩、网、土三者共同协调作用,有效分担路堤荷载,是一种作用机理复杂的地基加固方法。通过对某客运专线红粘土桩-网复合地基试验段进行的现场测试试验,对复合地基的基底土压力、土工格栅变形、孔隙水压力以及桩土沉降量等方面的测试,得出红粘土复合地基需要在桩、网、桩间土通过一个反复的作用过程才能达到稳定状态等结论,将有助于深入研究桩-网复合地基加固机理,并为进一步完善桩-网复合地基设计方法提供依据。     

不同成因类型致密砂岩气成藏过程及机理研究进展

根据前人大量的研究成果,总结了致密砂岩气成藏过程和机理的研究进展。根据成因将其分为致密常规、致密深盆和致密复合砂岩气藏。致密深盆气和常规致密气成藏过程分别为:储层致密化→气体充注→聚集成藏、烃源岩生排烃→运聚成藏→储层致密化→构造改善。而致密常规和深盆砂岩气在构造叠合作用下则形成致密复合砂岩气藏。常规油气藏的背斜、断层、水动力等封闭机理适用于常规致密砂岩气藏。致密深盆砂岩气成藏机理包括水体封闭、上浮受阻、侧向断层-垂向页岩封闭、地层-成岩作用复合封闭、动态平衡圈闭和驱动压差等成藏封闭机理。其中,学者们较为公认的是动态平衡封闭机理。这种机理实质上为力学平衡与物质平衡共同作用下的动态圈闭系统,但仍存在某些方面的不确定性。所以为了更清晰地认识与研究不同地区致密砂岩气成藏机制,结合实际地质演化的特殊性进行综合判断将为其勘探开发提供一定的理论依据与指导。     

刚-柔性桩复合地基发展概况及其工程特性研究

带褥垫层刚-柔性桩复合地基是我国土木工程界近年来根据工程实践经验提出的一种新型复合地基,对其工程应用和理论研究现状进行了综述,指出其中存在的问题.为研究这种新型复合地基的工程性状,通过对某七层住宅楼的现场试验观测,分析在垫层作用下的刚性桩、柔性桩及地基土的荷载分担特性和共同作用机理.     

GC与CFG桩组合桩型复合地基承载特性研究

将碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基用于沿海软土地基的处理。通过现场实测和三维数值计算,对这种新型复合地基的桩土应力随荷载的变化过程、桩土共同作用机理及桩土荷载分担比的变化过程进行了全面分析,结果表明：组合桩型复合地基可发挥两种不同刚度加固体在复合地基中各自的特点,经济技术效益明显,应用效果良好     

单桩复合地基静载荷试验系统的设计与应用研究

复合地基是通过褥垫层的调整作用,充分发挥桩间土的承载作用,使桩土共同承担荷载的地基。基于复合地基的实际工况,设计了一种单桩复合地基静载荷试验系统,既体现了褥垫层的调整作用,又可测得复合地基中桩体、桩问土、复合地基的荷载与其相应的沉降,同时可得出复合地基受力过程中桩土荷载分配过程与桩土应力比,提示了复合地基工作机理。通过工程实例测试,探讨了复合地基的工作机制,为复合地基的科研、设计与检测提供了依据。     

刚性桩复合地基桩土应力比计算及承载特性分析

分析了刚性桩复合地基中垫层、桩及桩间土的共同作用机理,考虑复合地基中桩、土变形协调,提供一种计算复合地基桩土应力比的方法;在此基础上研究复合地基中垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比、面积置换率等因素对复合地基桩土应力比的影响,分析刚性桩复合地基的承载特性。     

地埋管与土相互作用分析模型及其参数确定

对地埋管道结构分析,考虑管道与土的相互作用问题是非常必要的。其相互作用问题可归结为界面处接触应力的确定,为此,基于地埋管道受力特征的实测结果,建立了地埋管道与土的相互作用分析组合模型,并给出了模型参数的确定方法。由于管与土和管与基床的相对刚度对管土接触面上分布应力的影响显著,在确定其相互作用模型参数时,利用实测结果对其进行了修正,从而,将管道刚度的影响融入到相互作用分析模型中。     

地埋管道与土相互作用平面分析与计算方法

地埋管道上实测的土压力并不是按现行计算方法假定形状分布的,其分布形式与管土的相对刚度及施工埋设方式密切相关。为此,依据现场实测和模型试验得到的地埋管道受力特征,在平面应变条件下,采用建立的管-土相互作用分析Vlazov模型来模拟管-土之间的相互作用,考虑管道不同的埋设条件、管周的不同充填介质及管-土相互作用引起的土压力状态等情况,建立了地埋管与土相互作用平面问题的传递矩阵分析法。并设计了可视化计算机软件,实现了计算手段的创新。运用此软件对现场埋管工程作了分析计算,并与实测结果进行比较,验证了所建立的计算方法的正确性。     

“生物钻杆”—仿竹材料和结构对于提高钻杆韧性的设想

本文首先分析了钻杆的受力情况和失效机理,综述了仿竹材料和结构的发展现状,最后提出了利用仿竹材料(纤维)和螺旋结构来提高钻杆韧性的设想且给出了部分现阶段可实施建议,即对现有钻杆材料进行纤维改性或者碳纤维上面镀钢,同时改变钻杆壁的一些结构(外厚内薄的多层仿竹纤维以不同升角分布)。     

浅埋管道水平横向作用下砂土极限承载力研究

断层、滑坡、液化等地质灾害引起的场地大变形对埋地管道结构安全产生严重的威胁。开展了中密砂中埋地管道−砂土水平横向相互作用的系列三维数值模拟,根据数值模拟的结果探讨了不同深径比下管−砂土横向相互作用时土体的破坏模式,研究了深径比对砂土极限承载力的影响。基于管周土体的破坏模式建立了简化计算模型,根据极限平衡理论推导了管道水平横向运动时砂土极限承载力计算公式。研究结果表明：极限状态下,浅埋管道周围土体形成延伸到地表的破裂面,轮廓线近似对数螺线;砂土的极限承载力随着深径比增加,最终在临界深径比处达到稳定;随着深径比的增加,土体发生剪切滑动破坏所需的管道位移也逐渐增大;由于横向承载力系数取值依据不同,国内外规范计算所得土体极限承载力差异较大;得到的解析解能够较好地预测中密砂土中浅埋管道水平横向运动时土体的极限承载力。     

新型钢管-锚杆组合体在隧道滑坡加固中的应用

我国幅员辽阔,地质条件复杂多变,隧道施工过程中洞口滑坡形成往往是多方因素综合作用的结果,在充分利用既有成熟工艺防治的同时,因地制宜地开展新技术与新工艺的研究尤为必要。以四川蓬安高屋基隧道滑坡治理工程为依托,将常规钢管与全黏结锚杆相结合形成复合加固体系:利用大直径钢管的护壁能力,有效控制无套管跟进钻孔时的塌孔问题,降低了超长锚杆的施工难度;钢管作为受力构件共同参与工作,改善单一锚杆筋体强度不足的缺陷;通过管内劈裂渗透注浆,改善滑带土体性质,进一步约束滑体变形。加固后边坡整体稳定、坡体变形可控,可为类似工程提供技术参考。     

长螺旋搅拌桩钢管桩复合支护技术在基坑工程中的应用

在施工较硬土层时,长螺旋搅拌桩新工艺的优势尤为明显。北京金马工业区污水处理工程基坑支护时采用了长螺旋搅拌桩中插入钢管桩与复合土钉墙相结合的支护形式,既满足了支挡的要求又兼具挡水的功效,节约了投资。实践证明这是一种既安全可靠又经济实用的方法。     

深基坑复合喷锚支护技术探讨

工程实践表明,复合喷锚支护是一种有效的深基坑支护型式,它可用于土层条件差、安全性要求高、变形控制严格的基坑工程中。复合支护中锚杆为主要受力构件,竖向花管为辅助受力构件,可起到限制、减小土体变形的作用。由于竖向注浆花管的加入,花管及注浆体抗剪作用加强,使基坑的整体稳定性得以大幅度提高。探讨了复合喷锚支护整体稳定性分析方法,建议将滑动区域分为加固土和原土两部分,将锚管注浆形成的注浆体等效为一层加固土,按喷锚支护模型计算复合喷锚支护整体稳定性。     

铝合金钻杆与钢接头可靠连接过盈量的计算及组装工艺

铝合金钻杆具有密度小、比强度高、耐腐蚀性强等优点,但其耐磨性较低。实际使用时,将铝合金钻杆杆体与钢接头组装在一起形成钻杆柱,由钢接头来承受拧卸操作。由于铝合金与钢在弹性模量、热膨胀系数、屈服强度等方面的差异,经常出现连接不可靠的情况。针对饱147 mm ×13 mm的内加厚铝合金钻杆进行过盈量的理论计算,得出满足传递载荷及材料不产生塑性变形的过盈量范围是0.712～1.009 mm。同时对钻杆杆体及钢接头的组装工艺进行介绍。     

Numerical analysis of an experimental pipe buried in swelling soil

This paper investigates the pipe–soil interaction for pipes buried in expansive soil when subjected to swelling soil movement due to increase in moisture content. A laboratory experiment has been undertaken on a plastic pipe in a large-scale pipe box. A three dimensional numerical model is developed to analyse the pipe response, using FLAC^3D computer program. The pipe is assumed to behave as a linearly elastic material, while the soil is modelled as a nonlinear material with Mohr–Coulomb failure criterion. The water flow and soil/pipe deformations are decoupled, where water flow is calculated using simplified capillary rise theory on the basis of measurements made. A reasonably good agreement between the experimental results and model predictions is reported.     

浅层地基上管道轴向运动的阻力研究

铺设于深海浅层地基上的海底管道在运行期间受高温高压等的作用易产生轴向膨胀和收缩，间歇性的往复剪切管道周围浅层地基土，对这种管道轴向运动过程中管?土相互作用机制需深入研究。基于修正剑桥模型建立了浅埋式管道在运行期间的轴向运动过程的小变形有限元分析（SSFE），采用有效应力指标，得到了不同初始埋深的管道在轴向运动过程中地基土在临界塑性剪切固结阶段的轴向阻力随时间发展规律（S形管?土轴向阻力发展曲线），探究了不同剪切速度下剪切带内地基土的超孔隙水压力、管?土界面摩擦系数、反映管?土接触面形状的楔形变形因子ζ以及管?土之间轴向阻力等的发展变化规律，研究发现轴向剪切产生的超孔压是速度和时间的函数，随着轴向运动速度减小，峰值超孔压的值减小且出现峰值超孔压的时间推迟。管道轴向运动过程中地基土由不排水条件向排水条件过渡的内在机制做出了较完整的阐述。