桩基承载力自平衡试验方法在昆明地区的应用研究

概述了自平衡法的基本原理,对云南某化工有限公司5×105t/a合成氨煤气化装置中的三根试桩采用自平衡新方法进行了桩基承载力测试,对测试数据进行了整理和分析。应用结果表明,测试取得较好的工程效果。     

自平衡法桩基承载力测试中一些问题的探讨

自平衡法作为一种新型的桩基承载力测试方法,具有测试荷载大、测试简便、结果可靠等多方面的突出优点。本文通过东北地区两个具体工程实例的介绍,阐述了其在大型桩基承载力测试中的应用,并对测试过程中存在的问题进行了分析。结合工程实际,对自平衡法桩身受力变形特征和极限承载力差异进行了对比分析,提出确定荷载箱平衡位置的合理方法。指出进一步加强对其作用机制、平衡点位置、试验结果转换等方面的研究是自平衡法不断完善的关键。     

桩身轴向应变的连续监测法

静力试桩中桩身轴向应变是分析荷载传递机理的基础。滑动测微计可连续地测定桩身每米内的平均应变,通过荷载-应变关系曲线可较准确地计算轴向力、摩阻力、端阻力、负摩阻力;水平试桩时安装二条测管可准确地推算挠度曲线、最大弯矩点,临界荷载、极限荷载等桩基设计的主要参数,还可全面地评价桩身质量。该仪器不仅可用于各类试桩,还可用于各类岩土工程的现场位移监测。     

双向地震荷载下崩塌堆积体盲数稳定可靠性分析

为了能考虑地震双向性和岩土体参数多种不确定性,提出了地震荷载下崩塌堆积体稳定可靠性分析方法,进一步研究水平和竖向地震荷载对崩塌堆积体的可靠性影响.运用极限平衡法和拟静力法分析了双向地震下崩塌堆积体的安全稳定性,采用响应面法和JC法建立崩塌堆积体的地震极限状态方程,然后,运用盲数理论对岩土体参数进行盲数化处理,进一步推导...     

桥梁结构在地震和冰荷载作用下的响应

本文采用杆系有限元方法,研究了桥墩结构在地震和冰荷载作用下的响应问题。根据桥梁的结构特点,建立其力学模型,考虑柱墩受支座的约束作用,推导了桥墩结构的动力平衡方程,分别研究桥墩结构在地震和冰荷载作用下以及在其共同作用下的响应问题,比较了考虑柱墩受支座的约束作用与不考虑柱墩受支座的约束作用2种情况下桥墩结构的响应问题,为研究桥墩结构在多荷载作用下的响应问题提供理论依据。     

多层结构MTMD振动控制系统参数优化研究

采用振动控制算法中的线性二次型最优控制,研究了在地震作用下的结构控制作用系统参数优化设计,即假定控制器数量、位置,对控制作用参数进行优化.将选取的主结构简化为多自由度模型,将MTMD(多重调谐质量阻尼器)对结构的反力与地震荷载共同作为结构的荷载输入分析;基于对主结构多模态耦合作用的考虑以及MTMD加载位置的初步假定,以二次型性能指标对系统状态方程加以控制.得到控制效果与利用最优参数法的结构控制效果做进一步比较验证.最后利用ANSYS优化设计模块,对已得到的控制器参数进行二次优化.     

基于静动法的大直径超长桩承载力实测分析

大直径超长桩在海洋工程和桥梁工程中应用广泛,但目前常用的测试方法均有各自的局限性。针对普通静载费时费力,自平衡测试方法研究不够完善等不足,基于马来西亚槟城二桥工程,采用现场实测方法对砂土地层中大直径超长嵌岩桩的静动法测试进行研究。通过对同一根桩上的自平衡法测试结果进行对比,分析静动法测试大直径超长桩承载力的适用性。通过对比发现,静动法测试结果用传统卸荷点法和分段卸荷点法处理得到的等效静承载力比自平衡法大30%左右;且由于土动摩阻和孔隙水压力影响,静动法测得的桩身摩阻力也大于自平衡测试结果,需要进行修正。     

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。     

拟静力试验中摩擦力的影响及去除方法

土木工程拟静力试验中经常会使用到加载与反力装置,当作动器施加荷载时,作动器与反力装置之间会产生摩擦力。摩擦力会对试验结果产生影响,特别是对拟动力和混合试验需要位移在线更新的试验影响更大。然而,关于摩擦力对抗震试验影响的研究鲜有报道且去除摩擦力的方法较少。为此,本文通过理论分析研究了摩擦力对抗震试验各参数的影响,并发展了从测量数据中去除摩擦力的方法,减小摩擦力对拟静力试验的影响。     

钢筋混凝土柱横向抗力的理论计算方法

为了研究钢筋混凝土（RC）柱的横向抗力特性,基于RC梁面力效应的全量应变理论进行改进,考虑了柱轴向荷载和端部约束作用。通过RC柱截面应力和弯矩关系,并基于轴力平衡,建立了轴向荷载与截面中性轴的关系方程;继而基于轴向荷载中性轴关系方程、变形协调关系和虚功原理,建立了横向均布荷载作用下RC柱的抗力方程。对方程进行解析求解,最终建立了计算RC柱横向抗力特性的非线性理论方法,并得到了RC柱横向抗力和位移关系的解析表达式。将该理论方法的计算结果与有限元计算结果进行分析比较的结果表明,本文所建立的方法能够正确反映轴向和横向荷载联合作用下RC柱的横向变形与抗力的关系。该理论模型的建立可为进一步的RC柱抗爆动力分析奠定基础。     

无砟轨道路基列车动载激励及动力响应三维数值模拟

针对高速铁路列车荷载激励输入特性及无砟轨道路基在动载作用下的动力响应问题,建立了轨道—路基三维有限元数值模型,确立了单元结构类型、路基本构模型及结构材料参数的选取方法及依据。根据列车荷载分布特点及其激励输入特性,采用2车厢8轮对车辆离散模型,通过Fourier变换获得了相邻车厢两个转向架通过轨道时轨下扣件点的反力时程曲线,在此基础上利用实测数据验证了模型的合理性和适用性。以运行速度300 km/h,轴重为170 kN的高速列车为例,分别计算CRTSⅡ型板式无砟轨道路基及双块式无砟轨道路基的竖向动应力、竖向动位移及动加速度,揭示上述响应规律与轨道路基结构之间的相关性。     

LRB支座选取及其对连续梁桥减隔震效果的影响

本文以桥梁上部结构自重等荷载引起的墩台处支座反力为考虑因素,通过选择合适的铅芯橡胶支座并进行了一系列的数值分析,使桥梁结构减隔震效果达到最佳。基于大型有限元软件Midas Civil建立某三跨连续梁桥,采用动力时程分析方法,初选了六组支座作为研究对象,以墩底内力、支座内力、支座滞回耗能特性、墩顶加速度、主梁观测点加速度等为主要考虑因素,对铅芯橡胶支座的减隔震效果进行了分析。结果表明,当选取桥台处LRB支座竖向承载力约为支座反力的1.12倍,桥墩处LRB支座竖向承载力约为支座反力的1.10倍,且所有LRB支座铅芯屈服力约为梁体自重的0.056倍时,减隔震效果最佳。     

用于地下结构地震反应分析的改进反应加速度法

为考虑结构的存在对反应加速度法中地震输入荷载的影响,基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909—2014）中的反应加速度法,提出将土-结构模型转换为自由场模型的等效方式进行地震反应分析。采用等效自由场进行地震输入荷载计算,近似地考虑了结构的存在对地震输入荷载的影响,以期提高反应加速度法的计算精度。使用有限元软件ABAQUS,采用改进前后反应加速度法对日本大开车站不同工况下的地震反应进行计算。研究结果表明,采用等效自由场计算的地震输入荷载有效提高了反应加速度法的计算精度。在验证等效方式有效性的基础上,分析等效模型宽度的选取对反应加速度法计算结果的影响,建议等效模型边界至结构侧边的距离取为1～3倍结构宽度。     

大跨度人行桥的人致振动分析与设计方法

主要对行人侧向荷载激励下的大跨度人行桥的侧向振动的模拟以及设计方法进行了研究。采用M ATLAB软件拟合行人侧向荷载的实验数据,得出行人侧向荷载的时程函数。建立行人荷载与人行桥相互作用的模型,进而模拟大量行人同时过桥时的人行桥的侧向振动问题。分析了处于不同行人密度下的人行桥侧向振动问题,并且采用狄拉克函数对传统的算法进行了改进,进而对我国当前的设计规范提出了修改意见。     

在偶然强荷载作用下混凝土重力式平台的塑性破坏分析

本文采用弹性地基—刚塑性模型,对在波浪、地震、浮冰、湍流等几种荷载作用下的重力式平台进行了塑性破坏分析,给出了临界荷载和破坏形式。通过求解建立的平衡方程组,给出了平台的最大变形和残余变形。     

纤维-钢筋自密实混凝土矩形梁的剪切韧性

参照Banthia的PCS法和德国纤维混凝土规范,提出了采用剪切韧性指标评价纤维-钢筋自密实混凝土剪切破坏梁峰值荷载后受力性能的新方法。并对2组系列不同纤维-钢筋自密实混凝土剪切破坏梁峰值荷载后受力性能进行评价,同时对梁峰值荷载前吸收的能量进行比较。结果表明:钢纤维或混杂纤维显著地提高了梁峰值前能量吸收能力,混杂纤维在改善梁的峰值荷载前吸收能量上要优于钢纤维;掺加纤维掺量为40+4kg/m3或50kg/m3无箍筋梁的峰值前能量吸收值与构造配箍率的梁相当;仅掺加钢纤维或混杂纤维梁峰值后的荷载下降非常显著,峰值后维持荷载的变形能力小于仅配箍筋的梁;混杂纤维和箍筋的共同使用可改善梁的剪切韧性。     

移动荷载作用下轨道地基的位移反应

将车辆荷载等效为移动的动点荷载,地基等效为弹性半空间,利用改进的圆心位移影响函数法求解了轨道路基的竖向位移反应的解析解,探讨了离车辆荷载距离、车辆荷载振动频率、速度对位移的影响规律。研究表明离振源距离的增加,位移函数收敛的值逐渐减小;频率对位移的变化有明显的影响,位移函数收敛的趋势随频率的增大而变快,并且变化的幅度随频率的增大而越来越大;在速度为160公里/小时范围内,竖向位移对速度的影响规律不明显。     

不等高输电塔线体系风致动力响应分析

以山区常用输电塔5A-ZBC2为基础,建立了山区的不等高输电塔线体系。考虑到高差的不断变化以及不同方向攻角风荷载的作用,运用随机模拟风振分析方法对其进行了分析。结果表明,位于山顶的输电塔顶位移均值最大;位于山坡的次之;而位于山底的最小。而对不平衡张力来说,位于山坡的塔所受的不平衡张力最大;位于山顶的塔次之;位于山底的塔最小。随着高差的增大,塔顶位移和不平衡张力增大。塔顶位移主要受导线风荷载影响,而塔顶速度和加速度与塔的一阶振型有关,导线振动与荷载激励相关。     

基于Pasternak地基模型和Adomian分解方法的扩底桩水平动力响应分析

工程上广泛采用基于Winkler模型的层状地基反力系数法对桩土水平动力响应进行分析,该方法忽略了地基土剪切作用的影响,与工程实际有一定偏差。另外,对桩土的非线性相互作用和如扩底桩、楔形桩等变截面桩问题常用的传递矩阵法或中心差分法,计算过程较为繁琐。基于Pasternak地基模型和Adomian分解方法,提出一种考虑地基土剪切作用的桩土水平动力相互作用近似计算方法,该方法计算简便且结果精度较高,对变截面桩问题有很好的适用性;并基于该方法,对扩底桩水平动力响应问题和影响因素进行分析。结果指出,扩底半径和上部桩周土弹性模量对扩底桩水平动力响应影响较大,随着扩底半径的增加和桩周土弹性模量的增大,扩底桩水平振动位移幅值逐渐减小。另外,在较低频率的荷载激励下,应考虑土层对桩的剪切作用。     

拟静力法公路路基结构抗震稳定性研究

中国是一个地震多发国家,特别是在中西部地区。地震的发生为偶然事件,发生频率并不大,但一旦发生所造成的破坏却是灾难性的,对于高等级公路也不例外。在以前的研究中,很少涉及路基填土的动力学特性以及路基结构在地震荷载作用下的稳定性,现行《公路工程抗震设计规范》对地震动力荷载作用主要是以区域地震烈度作为惟一的参考依据,没有考虑地震振动频率和地震持续时间等特性,因此无法真实反映路基结构在地震作用时的特性。针对以上问题,对路基结构的动力稳定性通过拟静力方法进行研究,对路基结构动力稳定性计算的拟静力公式进行了改进。对于挡土墙在地震荷载作用下挡墙加速度受到影响,在计算挡土墙土压力时考虑地震加速度分布系数的影响;对于路基通过引入加速度分布系数对地震惯性力进行了改进,并对路基边坡拟静力稳定计算的公式进行了改进。