空间随机场模型的建立与桩基竖向承载力的可靠度分析

为了研究桩基础的可靠度设计方法,搜集和整理了大量的海洋土钻孔资料,开发了用于地基可靠度分析的数据库系统。利用数据库强大的数理统计功能建立起土性剖面的空间随机场模型,进而将随机场理论与可靠度理论相结合,对渤海海域中海工结构物桩基础的稳定性进行了可靠度分析,详细阐述了各个设计指标的变化对分项系数及可靠度指标的影响规律,并对各指标的灵敏度进行比较分析。结果表明,在各个设计参数中厚土层的强度指标以及设计荷载是2个重要的参数,在渤海海域中应用API标准 (美国桩基规范) 中规定的荷载抗力系数进行设计是安全可靠的。     

往复荷载作用下软粘土中浅埋管道的稳定性的振动台模型试验研究

软粘土在波浪荷载作用下,可能发生强度软化,使埋设在软粘土层中的海底管道的受力状态或支撑条件发生变化,从而出现上浮或下沉的趋势,对管道的稳定性发生影响。本文通过在振动台上进行的模型试验来模拟当土性因动荷作用而发生变化时管道的稳定情况,对这个问题进行了探索,得出了一些规律性的认识,可供海底管道的设计者参考。     

土工织物散体桩加固粉土路基机理研究

泗许高速公路地处淮北平原,该地区以粉土或粉细砂为主,在地震荷载作用下易于液化,公路建设应考虑抗液化措施。本文对土工织物散体桩的抗液化性能、复合地基承载力等进行研究,提出采用土工织物散体桩复合地基加固粉土路基的方法并对其加固机理进行分析。通过有限差分数值计算和现场试验两种方法,从超孔隙水压消散、承载力、桩土应力比、桩身应力等角度分析了土工织物散体桩加固粉土路基的加固机理,并提出土工织物散体桩优化设计的建议。     

软土路基“波浪型”不均匀沉降及其机制分析

在软土地基上修建道路,变形是控制道路质量和正常使用的主要因素。天津东疆港道路建立在经真空预压加固后的吹填土地基上,道路使用3 a后产生了严重的"波浪型"不均匀沉降,严重影响了车辆的行驶及人的生命安全。通过分析软土路基产生波浪变形的机制,提出了道路在建成后产生初始波浪变形,在车辆荷载作用下加剧了这种不均匀沉降的理念;建立了软土路基在波浪变形初值缺陷条件下的力学模型,通过力学分析与计算得出,在初始波浪变形条件下路基波谷受到比波峰大的车辆荷载;路基波峰与波谷处车辆动载大小的不同是加剧地基不均匀沉降变形的原因。提出利用土工格栅的加筋作用可减小不均匀沉降,通过有限元方法分析了该措施的加固效果。     

干旱地区路堑边坡失稳的机理及稳定性分析方法

水对边坡的失稳有很大的影响,在内蒙古西部干旱地区,往往由于集中降雨导致大量的路堑边坡失稳破坏,本文分析了降雨对边坡的不利影响,提出了考虑降雨作用的边坡稳定分析方法,并通过工程实例对该地区的边坡稳定性进行数值分析计算,其方法对干旱地区的路堑边坡设计及稳定性评价具有重要的借鉴意义。     

吹填软土经验流变模型研究

传统的本构模型多是在重塑土或饱和砂土的基础上建立起来,考虑结构性影响较少。自然界中土体大多具有结构性,这样就使得按传统方法计算的结果与工程实际有一定的差别。基于此,本文以Mesri模型为基础,将结构损伤变量引入模型中,建立了考虑结构性影响的流变模型。通过对天津滨海新区吹填场地经过真空预压处理的结构性吹填软土进行三轴流变试验,分析比较计算结果表明,本文建立的模型能够较好地反映结构性软土的应力应变随时间的变化关系。     

Umbilical cable recovery load analysis

Umbilical cable is a kind of integrated subsea cable widely used in the exploration and exploitation of oil and gas field. The severe ocean environment makes great challenges to umbilical maintenance and repair work. Damaged umbilical is usually recovered for the regular operation of the offshore production system. Analysis on cables in essence is a two-point boundary problem. The tension load at the mudline must be known first, and then the recovery load and recovery angle on the vessel can be solved by use of catenary equation. The recovery analysis also involves umbilical-soil interaction and becomes more complicated. Calculation methods for recovery load of the exposed and buried umbilical are established and the relationship between the position of touch down point and the recovery load as well as the recovery angle and recovery load are analyzed. The analysis results provide a theoretical reference for offshore on-deck operation.     

开采浅层地下水对高速铁路工程的影响分析

本文根据浅层地下水的性质，阐述了抽水引起的地面沉降机理和计算方法，结合实例计算了由于抽取浅层地下水引起的小范围地面沉降和影响范围，分析了这种小范围地面沉降对客运专线路基、桥梁、轨道工程的影响。     

修正等应变假定下刚性桩复合地基固结特性分析

刚性桩复合地基固结特性是影响工程进度的重要因素。为研究外荷载作用下刚性桩复合地基固结特性，结合刚性桩和桩间土应力?应变特点对等应变假定进行修正。在此基础之上，考虑涂抹效应、桩间土和下卧层土体固结特性的影响，推导得到桩间土和下卧层土体固结微分方程。基于双层地基固结理论，考虑单级匀速施加荷载和附加应力沿深度变化等边界条件，推导得到其固结度解析解。最后，利用数值模拟方法对解析解进行验证，并对影响刚性桩复合地基固结特性的因素进行分析。结果表明：理论计算与数值模拟结果较为吻合；刚性桩复合地基固结速率受到贯入比影响较大，当贯入比较小时，与天然地基相比，其固结速率较小，贯入比较大且桩端阻力系数较小时，复合地基固结速率大于天然地基；随着贯入比、桩?土相对刚度和垫层?土体相对刚度的增大，复合地基整体固结速率加快；随着置换率的增大，复合地基整体固结速率降低。     

基于跨航道抛锚作业的海底管道埋深研究

抛锚作业给跨航道海底管道带来的安全风险问题越来越引起人们的关注。为了加强海底管道防冲击能力、保障管道的安全运营,针对抛锚冲击作用下的管道埋深进行研究。通过建立小尺寸抛锚冲击管道实验平台,获得了冲击荷载作用下抛锚高度、管道埋深、堆石材质等参量对管道响应的影响。并基于正交实验原理,综合分析了不同参量对管道响应的敏感性。利用有限元法对抛锚冲击管道的过程进行瞬态动力分析,进一步研究了堆石材料力学特性对管道埋深的影响。结果表明:在冲击荷载作用下,堆石层的材料特性对冲击能量的耗散起着重要作用。通过将数值分析结果与实验数据作对比,并结合DNV规范中的能量计算方法,提出了抛锚冲击荷载作用下管道最小埋深的计算方法。研究成果为海底管道的安全铺设提供一定的理论指导。