车辆荷载下路基变形特性分析

采用光纤布拉格光栅(FBG)技术监测路基动态变形,并结合数值模拟手段可以有效分析车辆荷载下路基的变形特性。本文对埋设FBG传感器的试验路段进行车辆荷载作用下路基动态加载—卸载试验,监测其动态变形响应。结合现场实测数据,通过FLAC3D软件对路基在车辆荷载下动态变形响应进行了模拟。结果表明:在1.4 t车辆荷载作用下,弹性变形均是塑性变形的8倍左右,数值模拟与现场监测获得的路基动态变形趋势一致,均以弹性变形为主、塑性变形较小;表明建模方法、参数选取及计算过程合理。在此基础上,利用经过校验的计算方法对不同车辆荷载下路基动态变形进行了多工况计算分析,分析中发现:路基弹性变形、塑性变形同车辆荷载非线性关系显著:荷载增加4倍时,弹性变形增加约4倍、塑性变形增加4倍;车辆荷载增加9倍时,弹性变形增加约11倍、塑性变形增加约13倍。因此,应对重载车辆对路基的破坏作用给予足够关注。采用现场测试与数值模拟相结合的方法,可较为高效合理地分析路基动态变形响应,为道路工程防灾减灾及安全评价提供了技术手段。     

地震荷载下土层变形等级预测方法研究

以计算结果可靠的土层反应结果为基础数据,基于随机森林算法(Random Forest,简称"RF"),建立地震动、场地土层参数特征量与土层变形特征的关系,提出一种依据常规地震动和场地土层参数为特征量的地震荷载下土层变形等级预测新方法,给出了典型场地土体发生大应变的地震动阈值.结果表明:基于RF模型对土体的变形程度预测结...     

车辆荷载作用下山西路基重塑黄土的动力特性研究

针对车辆荷载对山西高速公路路基土体影响研究不足的现状,从试验角度出发,研究车辆荷载水平、波形、干密度和围压对路基土体的动力特性响应。研究表明:路基土体的体变随波形比的增大而增大,随车辆荷载的增大而增大;路基土体的动弹性模量随干密度的增大而增大,随围压的增大而增大,阻尼比随围压的增大而减小。     

不同荷载模式下锈蚀钢筋力学性能研究

基于不同荷载模式下锈蚀钢筋力学性能试验,分析了单调拉伸荷载、重复荷载及疲劳荷载作用下锈蚀钢筋的力学性能,对锈蚀钢筋力学性能在不同荷载模式下退化程度进行了对比研究,并给出了锈蚀钢筋力学性能退化计算式。试验表明,随着锈蚀率的增大,疲劳荷载及重复荷载下锈蚀钢筋力学性能退化比单调荷载下更为明显,伸长率及弹性模量退化相对严重,疲劳及重复荷载下锈蚀钢筋由软钢逐渐向硬钢转变,而坑蚀是导致这一现象的主要原因之一。坑蚀是应力集中源,同时也是锈蚀钢筋混凝土结构损伤累积源,建议对锈损结构疲劳及抗震性能评估应考虑这一因素的影响。     

车辆荷载对软土地区海底沉管隧道的影响分析

假定软土地区海底沉管隧道地基土为Kelvin模型,车辆荷载是随时间变化的波动荷载形式,引入黏弹性地基梁模型,利用模态叠加法给出三种情况下沉管隧道的竖向位移、弯矩和地基反力的解答。结合天津海河沉管隧道工程实例,分析车辆速度、地基土模量对沉管隧道竖向位移及弯矩的影响。研究结果表明:车辆荷载引起的管段中点振动振幅达5mm左右,振动周期为0.25s;引起的管段中点弯矩为15 500kN·m左右,且车速越大,管段振动一个周期所需时间越短,振动越剧烈,但对振动幅度及弯矩影响不大;地基土模量越大,振动幅度和弯矩越小,但对周期影响不大。     

移动车辆荷载环境微振动的排桩隔振参数分析

为满足精密仪器振速控制要求,提出"群桩基础+隔振排桩"与空气弹簧的两级组合隔振措施.主要研究路面移动车辆荷载经过时,第一级隔振中排桩的隔振效果.实测土体小应变动力参数,通过编写车辆-路面耦合单元(VRI)子程序引入路面不平顺,并基于三维有限元法建立了道路-排桩-地基动力模型.将模拟振速经1/3倍频程滤波与实测进行对比,...     

小波分析在地震趋势预测中的应用

作者应用Ｍｏｒｌｅｔ小波对近年来华北地区几个引人注目地震所在区的地震能量序列进行了动态周期分析,发现地震活动既有长期较稳定的活动周期,也存在有一定时限的短期活动周期。另外用动态优势周期对未来地震活动趋势进行了估计,结果表明,地震都发生在“特征值”高值附近。     

循环荷载下密砂孔压发展的试验研究

循环加载条件下砂土的行为特性研究过去主要集中在松砂和中密砂方面。本文利用全自动三轴仪,对相对密度为80%的平潭砂进行了单调和循环荷载作用下的试验研究,分析了围压、固结侧压力系数、循环应力比对不排水条件下密砂超静孔压发展的影响规律。结果表明,固结侧压力系数和循环应力比共同影响土体的偏应力状态,它们对密砂的孔压发展有着决定性的作用。固结侧压力系数较大时,偏应力出现周期性的反向,超静孔压增长较快,砂土表现出典型的循环流动现象;而固结侧压力系数较小时,循环加载过程中偏应力始终在三轴压缩区内,产生的超静孔压较小,经过一定的周期数后,一个周期内由剪胀引起的超静孔压减小值正好等于由于剪缩所引起的超静孔压增大值,累积的超静孔压不再随周期数的增加而增大,密砂进入"周期稳定状态",而在文献中关于松砂和中密砂的循环加载试验尚无存在该现象的报道。     

高层结构塑性铰分布在不同荷载模式下的求解

目前,关于pushover水平荷载模式的研究成果已经有了很多。然而,已有的研究存在如下几个局限性:1.仅选取结构能力曲线和目标位移(顶端、层间)作为结构的性态指标;2.选取的结构模型多为中低层结构。为了考察pushover方法在高层结构的应用,选取了2个高层钢筋混凝土框架剪力墙结构,以结构的塑性铰分布为性态指标,分别进行不同荷载模式下pushover分析计算,给出了各荷载模式的优劣顺序。     

地震荷载作用下加筋土挡墙动力特性分析

利用有限元软件对加筋土挡墙在地震荷载作用下的动力特性进行模拟分析,重点分析其在不同加筋长度、加筋间距以及峰值加速度条件下的动力响应特性。通过有限元分析一个高6m、底部为基础土的加筋土挡墙在地震荷载作用下的行为,针对理想化墙体研究加筋土挡墙的某些动力特性。模拟计算结果表明加筋土挡墙的加筋长度、加筋间距以及峰值加速度的变化对其水平位移、沉降及受力有较大影响。采用长度大的加筋材料可以有效减小加筋土挡墙的水平位移,但这样将导致加筋拉伸荷载的增大,同时也将导致加筋土挡墙的隆起增大。峰值加速度的大小对加筋土挡墙的水平位移有很大影响,当峰值加速度增大时水平位移也随之增大,但并不呈线性增长关系。减小加筋间距会有效地限制加筋土挡墙面板整体的水平位移,但在一定范围内减小加筋间距也会使加筋区域内土体底部挡墙的水平位移出现相对增大的现象,因此通过减小加筋间距来限制加筋土挡墙的位移在一定程度上具有局限性。     

华北地区Benioff应变释放趋势拟合分析及预测

基于地震活动稳态发展的假设,利用华北地区各构造(地震)带1970年以来的Benioff应变累积释放序列,采用多种非线性函数对各带的应变累积释放趋势进行拟合,根据最佳拟合模型对各带未来1~3年的应变释放量进行预测,并根据各带的线性震级频度关系,计算预测的应变释放量所对应的最大震级。     

循环荷载下饱和砂孔压发展模型研究

以武汉地铁四号线二期工程中饱和砂为研究对象,通过室内动三轴试验,研究饱和砂在不同干密度、固结比及动剪应力比下的孔隙水压力发展规律。研究表明,武汉饱和砂的孔压增长可以用一个负指数模型进行描述,模型拟合结果与试验数据的一致性好,说明该模型具有一定的实用性。     

交通荷载作用下边坡动力响应数值分析

利用岩土数值分析软件FLAC2D6.0对边坡岩土体在不同交通荷载作用下动力响应做了数值分析。结果表明:在交通荷载作用下,岩土体的振动加速度在震源附近最大,沿坡面向上以及向内水平向逐渐减小;离震源越近衰减越快,随着距离增大而逐渐变慢,并且交通荷载越大衰减的幅度越大;路面以上边坡岩土体垂直加速度和水平加速度处于同一量级,垂直加速度大于水平加速度;路面以下加速度比路面以上大一个量级,水平加速度和垂直加速度处于同一量级,并且水平加速度大于垂直加速度。研究结果对于评价交通荷载对边坡岩土体的影响及边坡的加固与治理具有一定的理论意义和工程应用价值。     

新疆地震趋势的模糊灰色预测

从模糊数学和灰色系统理论两个不同角度来分析地震事件，把模糊数学的表达方式用于灰色灾变预测ＧＭ（１，１）中，建立了地震预测的模糊灰色模型。用此模型讨论了南北天山四个区（带）的震级序列，在等维情况下，对比了模糊灰色方法与单纯灰色方法的优劣，讨论了影响预测结果的因素，最后给出了不同目标震级下各区（带）的预测值。     

山西年度地震趋势的数值预测

采用"自激励门限自回归模型"(SETAR)对山西1970年以来年度最高震级序列进行了分析计算,给出了1998年以来年度最高预测震级,结果表明,该模型对年度地震趋势预测具有良好的预测效果,这种建模方法有效,模型可信.     

华北地区地震活动趋势的灰色预测

基于他人对华北地区第四活动期以来5级以上地震活动幕的划分结果,本文提取每一地震活动幕的起始时间作为特征量,建立了华北地区地震活动幕开始时间的GM(1,1)灰色预测模型。经t检验和后验差方法验证,认为所建预测模型合适可用,据此预测,2018年前后华北地区可能进入下一轮新的5级以上地震活动幕,并将这一预测结果与其他研究结果进行了分析比较。     

汽车冲击荷载下自行车桥墩的受力变形分析

为了解不同撞击力下厦门市自行车桥钢管混凝土桥墩的受力变形情况,基于美国AASHTO规范设计公式,计算小轿车、轻型汽车、中型汽车和重型汽车分别以40 kN/h、60 kN/h、80 kN/h、100 kN/h和120 kN/h不同撞击速度下对应的20个冲击荷载,并运用SAP2000有限元软件建立自行车高架桥三维模型进行模拟分析,结果表明:桥墩受小轿车和轻型货车冲击荷载作用时桥墩总体仍处于弹性状态;当中型货车以≥100 km/h、重型货车以100 km/h撞击时,桥墩局部进入塑性状态且最大塑性转角分别为0.28×10~(-3) rad和0.64×10~(-3) rad,但整体塑性变形在可控范围内;当重型货车以120 km/h撞击时,桥墩较大范围进入塑性阶段且很可能会直接影响桥梁的正常使用功能。     

装配式人防外墙等效荷载作用下整体性能的分析

运用有限元模拟计算,分析了在等效荷栽及墙外侧土压力的共同作用下,装配式人防外墙结构的整体性能及结构的开口情况、灌注桩的应力分布、装配式墙板的应力以及应变分布等。研究发现：装配式人防外墙结构会产生开口,但开口值较小;桩体的受力比较连续,桩体混凝土沿土压力方向逐渐由受压为主变为受拉为主,墙体的上下端面应力比较集中。结果表明,本文的研究成果对装配式人防外墙结构的设计和施工实践具有指导意义。     

移动荷载下高速铁路轨道-路基的动位移分析

建立精细化的足尺轨道-路基-地基耦合系统非线性数值分析模型,考虑岩土材料的非线性应力-应变关系、路基填筑完成后的静应力状态对其后动力计算的影响、底座板底面与路基基床表层表面之间的动力相互作用,模拟轨道与路基系统的建造过程和与8辆编组动车组轮对相对应的荷载以350 km/h的速度的移动过程。结果显示,以实体单元模拟钢轨能获得更符合事实的钢轨空间振动响应,比采用梁单元更具优势;路基各层底面的动位移具有随时间和空间变化的特征;沿路基断面横向,不同时刻的竖向动位移在轨道板宽度范围内的最大波动值约0.04 mm,可认为均匀分布;沿深度方向,竖向动位移在不同时刻的分布相似,按照指数函数衰减,最大值约为0.8 mm,小于我国高速铁路3.5 mm的控制标准;沿线路纵向,竖向动位移峰值出现的位置与该时刻移动荷载所处的空间位置对应,在同一深度条件下,不同时刻的竖向动位移分布形态相似;基床底层底面以上,同一转向架上前后轮对对应的荷载引起的竖向动位移具有可观的叠加效应。