框架式预应力锚索加固岩土边坡机理及技术的研究

由于预应力锚索框架应用于岩土工程边坡加固具有造价低廉、施工方便、加固效果显著和适用面广等优点,近年已在铁路、公路、水利等领域被逐步推广。文章通过该工法的加固机理,应用Winkler地基模型,结合算例,给出锚索框架的弹性地基梁计算模型,为岩土边坡加固工程计算提供参考。     

装配式预应力锚索框架结构设计与施工关键技术

针对装配式预应力锚索框架结构这种新型边坡加固结构,通过数值仿真、理论推导、现场试验等手段,阐明了装配式锚索框架结构加固边坡的作用机制.与现浇梁相比,预制梁在边坡安全系数、梁体自身挠曲变形、梁体结构受力等方面均有明显提升与改善.考虑装配式框架梁承受水平预应力及拉压双层配筋特点,建立了基于Winkler弹性地基上Timos...     

基于无拉力Winkler地基梁的原位测试方法

基于梁与无拉力Winkler地基的相互作用,提出一种用于测试基床系数的岩土工程原位测试新方法,对现有测试技术进行补充和发展。在无拉力Winkler弹性地基梁中点处作用一个垂直于地面的集中力,通过测量集中力作用点处的弯矩和垂直于地面的位移,反推出地基的基床系数。讨论测试梁的尺寸和制作材料,介绍试验数据的处理方法。理论计算表明,梁与地基的相互作用范围只与地基系数相关,与力的大小无关,据此可验证测试梁的长度是否符合测试要求,确保测试结果的精确度。     

基坑开挖引起的邻近地铁隧道纵向变形计算方法

为了分析基坑开挖对邻近地铁隧道纵向变形的影响,首先采用Mindlin解推导得到基坑开挖引起的隧道纵向附加应力计算公式;然后基于双面弹性地基梁模型建立地铁隧道的纵向变形方程,并应用有限差分法和MATLAB编程计算出隧道的纵向位移;最后通过有限元算例和工程实例对理论方法的合理性进行验证。结果表明:提出的理论计算方法与数值模拟结果和现场实测值均吻合良好;采用双面弹性地基梁模型分析隧道纵向变形比Winkler弹性地基梁模型更具优越性。     

隧道洞口浅埋段管棚超前支护开挖进尺优化

山岭隧道矿山法施工循环作业的开挖进尺对该隧道工程局部乃至整体的施工安全性、经济性有着重大影响。针对使用管棚超前支护的隧道洞口浅埋段,采用Winkler弹性地基梁计算模型,以管棚钢管挠度为控制条件进行开挖进尺优化分析。以厦深高速铁路某双线隧道工程为依托,首先进行理论计算,同时考虑工程实际确定最优开挖进尺并指导施工,随后将现场实测数据与理论解析值对比,两者有较好的一致性。结果表明,Winkler弹性地基梁计算模型可以较真实地反映管棚在洞口浅埋段软弱破碎围岩中的力学行为。     

考虑摩阻效应的弹性地基梁幂级数解

基于Winkler地基模型,假定地基梁与地基土体间的摩阻力沿有限梁长呈线性分布,考虑弹性地基梁与地基土体之间的水平摩阻效应,建立集中荷载作用下地基梁挠曲变形及内力计算模型和相应的变形控制微分方程.采用幂级数法,分别给出计算弹性地基梁竖向挠曲变形、转角、弯矩、剪力的幂级数半解析解.将本文方法与传统弹性地基梁法进行比较以验证本文方法的可行性,并进一步分析梁土间摩阻效应对弹性地基梁位移及内力的影响.分析结果表明,梁土接触面上的摩阻力对地基梁的位移及内力有一定程度影响,且地基土越坚硬,梁土接触面越粗糙,该摩阻效应对梁位移及内力的影响也就越大.     

预应力锚索抗滑桩优化设计及应用

为研究预应力锚索抗滑桩的设计计算过程和对受力分布的优化,基于弹性地基梁理论,按照桩与锚索变形协调的原理,分阶段进行锚索抗滑桩的变形与内力的计算分析。结合锚索抗滑桩设计计算实例,编制程序验证该设计计算理论的合理性。从设置锚索前后桩身内力与变位计算结果可以看出:在其他条件相同的情况下,锚索桩与普通桩相比,桩身内力分布更加均衡,受力状态得到明显的改善。在这种情况下,桩的截面尺寸与锚固长度大大减少,从而达到减少工程量和降低工程造价的目的。     

新建隧道开挖造成上方隧道竖向变形的计算方法研究

针对现有两阶段方法的不足,选取Loganathan提出的地表沉降公式计算隧道开挖引起的土体自由场沉降,选用Pasternak双参数模型作为弹性地基梁模型,将土体位移产生的附加应力施加到既有隧道结构得到了新建单、双线隧道开挖影响下上方既有隧道竖向沉降的计算公式;采用简化的弹性空间法选取地基参数,并通过单线隧道和双线隧道算例对计算方法的适用性进行了验证,同时与基于Peck经验公式和Winkler地基模型的传统方法进行了对比。算例分析显示,由于考虑了土体的抗剪作用,基于Loganathan公式Pasternak双参数地基梁的计算方法得到的结果更具合理性。     

PBL剪力键的弹性静力解析解

基于Airy应力函数和Winkler弹性地基梁理论,进行钢混组合结构中PBL剪力键在工作状态下的弹性静力解析解研究。根据PBL剪力键在工作状态下的受力特性,将PBL剪力键简化为混凝土圆环与贯穿钢筋相互作用的力学模型。在假设混凝土圆环的接触应力为抛物线分布的条件下,借助Airy应力函数,求解其工作状态下的应力和位移的解析解;应用Winkler弹性地基梁理论,得出贯穿钢筋的应力和位移的解析解。运用该解析解和有限元对算例的计算结果进行对比,结果表明该PBL剪力键在工作状态下的弹性静力解析解是可靠的。     

锚索桩整治同类土滑坡病害设计探讨

结合工程实例，提出以预应力锚索抗滑桩为主、辅以预应力锚索抑制梁共同整治同类土中层滑坡病害的设计思路，其中重点阐述滑坡成因、工程措施和设计计算方法，为今后类似工程设计提供参考。     

基于连续弹性地基梁的轨枕静力响应研究

研究目的：针对轨枕结构形式与刚度的差异，采用轨枕静力响应的分析方法，分析轨枕弹性模量对轨道响应的影响。 研究方法：基于Winkler假定，采用连续弹性基础梁法，建立轨枕静态响应的计算方法，以轨枕刚度为影响变量，考察轨枕刚度变化时，对轨枕静态响应量，如位移，转角、弯矩和剪力等的影响。 研究结果：建立了轨枕结构静态响应分析的方法，得出了轨枕响应量的分布曲线及不同轨枕刚度对轨枕响应的影响。 研究结论：建立的轨枕静态相应分析方法能够有效地分析弹性基础上的轨枕静力响应。在弹性基础上，随着轨枕弹性模量的增加，轨枕的静态响应变化有所增强。     

基于能量原理的弹性地基梁底面摩阻效应分析

针对Winkler地基模型不能考虑梁与地基底面摩阻效应的不足,在地基与梁底接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧,假定弹簧反力即切向摩阻力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,从能量角度出发,基于最小势能原理,建立考虑底面摩阻效应的弹性地基梁能量方程,并引入位移形函数进行求解,导出对称载荷条件下考虑切向摩阻力作用时地基梁位移及内力解答。最后通过地基梁计算实例分析,验证该解答的正确性和合理性,并对相关计算参数进行深入探讨。计算结果表明:切向摩阻力沿梁长呈非线性分布,其对地基梁挠度及弯矩计算的影响较大,而对剪力的影响并不强烈。     

基于直接刚度法的弹性地基深梁单元

为研究弹性地基深梁的受力及变形性能,根据双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型的基本方程,建立了弹性地基深梁挠度控制方程,求得了挠度方程全解,并给出了弹性地基深梁梁轴转角、截面弯曲转角及剪切角的表达式;结合节点位移条件,得到了位移系数;根据节点力方程建立了刚度平衡方程,给出了弹性地基深梁的刚度矩阵方程及均布荷载的等效节点力向量。在此基础上,分别计算了均布荷载、跨中集中力、两端集中力、两端集中力矩等荷载工况下的节点位移,求得弹性地基深梁挠度曲线,验证了本文给出的刚度矩阵方程及等效节点力向量的合理性及适用性。     

地铁车站结构内力计算中的问题

介绍工程建设中对温克弹性地基梁用有限元计算时的两种处理方法：一是用离散的弹簧代替分布的地基,据此推导相应的刚度矩阵;二是在计算模型中不需另加弹簧,用温克地基梁理论直接推导出梁单元刚度矩阵.通过算例,将计算结果与对应的解析解进行对比,分析单元数目、单元划分式对两种不同处理方法的影响及地基抗力系数对弯矩计算结果的影响。     

车辆轴载作用下无砟轨道路基面动应力分布规律探讨

针对双块式无砟轨道路基的典型结构,在参考遂渝铁路无砟轨道综合试验段现场测试数据的基础上,结合有限元数值计算结果,运用Winkler弹簧地基上叠合梁模型的计算理论,对车辆单轴荷载作用下无砟轨道路基面动应力分布进行讨论,提出反映无砟轨道路基面支承刚度的基床结构地基系数计算概念,初步建立无砟轨道路基面动应力沿线路纵向分布长度的解析计算方法。研究表明:车辆单轴荷载作用下路基面动应力分布表现为横向均匀、纵向三角形的基本形式;对路基面动应力沿线路纵向分布长度影响的主要因素是无砟轨道混凝土结构的刚度,车辆轴重的影响不显著;无砟轨道混凝土结构长期刚度的衰变将对路基面承受的动力作用产生不利影响。     

土质路基板式无砟轨道基床动力特性研究

无砟轨道技术在高速铁路发展中得到越来越多的应用,在使用温克勒(Winkler)模型对土质路基无砟轨道进行分析时,路基中动应力的分布规律和基床反力系数的取值是决定线路结构设计成败的关键因素。以遂渝线无砟轨道铁路为背景,通过室内大比例动力模型试验,研究了循环荷载下路基基床动态参数的分布特征。考虑到工程实用性,对板式无砟轨道基础板底面的动应力进行必要的简化,联合Odemark理论和弹性理论来计算路基动应力,所得计算值和实测值很接近。在动应力分布已知的前提下,将路基各土层假设为一维压缩模型,并确定合理的有限压缩层厚度,探讨将多土层体系转换为等效Winkler地基模型的方法,得到不同工况下路基的基床反力系数,经与实测值相比较,证实了此计算方法是有效的。     

公路下穿式立交引道U形封闭式路堑结构的设计

结合北同蒲改建铁路忻口站公路封闭式路堑的设计 ,介绍U形钢筋混凝土封闭式路堑设计的方法。封闭式路堑设计时将底板视作弹性地基梁进行内力和变形计算 ,采用共同变形理论 ,将地基假定为半无限弹性体 ,用弹性理论来计算地基的沉降 ,从而确定U形底板所受地基反力的大小及分布规律 ,以此确定底板和边墙的结构尺寸及配筋