双排抗滑桩承载机理及土拱效应模型试验研究

设计并完成小比例边坡双排抗滑桩室内模型试验,通过在模型桩桩身粘贴应变片及在部分桩周土体内埋置土压力盒,量测加载过程中桩身的内力与桩周土体抗力的分布情况,进一步分析探讨不同推力荷载条件下双排抗滑桩结构的承载机理和内力位移特性。结果表明:桩顶水平位移与推力的变化曲线呈凹曲线状,随着推力的增加,水平位移加速增大;前后排桩的弯矩分布曲线呈S交变性,且桩顶弯矩值不再为零,随着水平推力荷载的增加,桩顶弯矩越来越大,桩身的正负弯矩绝对值也越来越大;双排抗滑桩在抵抗水平推力荷载时,桩间会产生明显土拱效应,出现弧形的裂缝。这些结论可为双排抗滑桩的理论研究与工程设计提供有益参考。     

Q4黄土地基地下连续墙水平承载模型试验研究

在桥梁工程中，地下闭合连续墙基础将会被采用的越来越多，为了给以后设计和施工地下墙基础提供合理的依据，我们在国内首次进行了黄土地基中两个单片地下墙的水平承载及侧墙面摩阻力的现场模型试验，分析和研究了两种受力性状地下墙的横向承载和不同墙面水平摩阻力与土抗力随位移发展而发挥作用的特性，并提出了土阻抗与摩阻力相关计算模式，可供工程界参考应用。     

马蹄形隧道衬砌曲墙的静力计算

马蹄形隧道衬砌的曲墙,为一弹性地基上的变截面梁,目前大都采用分块求和的近似方法进行计算,当其截面厚度有一定的变化规律可循时,仍可用解析法进行分析。本文对截面厚度随其埋深按双曲线规律变化的曲墙进行了静力分析。从墙轴受力挠曲时的基本微分方程出发,导出了各种常见荷载作用下任一截面的弯矩、剪力、水平位移及转角的初值解,列出了初值解中各影响函数的计算公式。文中对墙底的支承条件进行了探讨,提出了按固定端考虑时的无量纲解以及各无量纲系数的计算公式,根据这些公式推导了墙顶在单位水平力、单位弯矩以及墙体在侧向均布荷载和侧向三角形分布荷载分别作用下墙顶水平位移和转角的计算公式,它们正是隧道拱圈内力计算时所必须求得者。文中还列出了各影响函数和无量纲系数表的编制方法,利用电算可事先算出这些系数以供设计计算时查用,这样就可使马蹄形曲墙隧道衬砌的计算与直墙式衬砌一样简便。目前在桩基设计计算中所采用的某些影响函数及无量纲系数可在曲墙的静力计算中应用。     

受横向动载的空心桩性能研究

应用综合刚度原理和双参数法对桩顶在横向动荷载作用下的实心桩和空心桩进行计算,通过改变截面形状和尺寸分别对相同直径的实心桩与空心桩和相同截面面积的实心桩与空心桩的挠度、弯矩、转角、剪力、土抗力集度进行计算.研究表明:空心桩比实心桩具有许多优点,如空心桩桩顶的挠度和转角较小,空心桩单位体积的承载力高等.     

地下结构刚性直墙静力分析

地下结构边墙的受力状态,常可按弹性地基上的刚性墙来考虑,其地基模量假定为随深度成冪函数变化,K_y=m(y_0 y)~n。本文列出了二种墙基支承条件时计算位移、转角、弯矩、剪力及抗力的无量纲系数公式。采用平移水平轴及“等效荷载”得出了侧向荷载及弯矩作用下的通解。     

基于数值分析的衡重式挡土墙失稳模式研究

衡重式挡土墙是山区公路建设中广泛使用的支挡结构,其稳定性直接影响工程结构的安全性。基于FLAC3D建立了衡重式挡土墙分析模型,采用墙顶超载法和强度折减法研究了衡重式挡墙在路面超载、墙身质量薄弱以及地基强度不足时引起病害。研究表明:随墙顶荷载增加,墙后的水平土压力增大,挡墙发生外倾失稳时可能伴有墙身拉裂或地基压缩破坏;当墙身质量较差时,墙体剪切带在挡墙外侧中下部形成,并斜向上发展,剪切带位于下墙内;当地基承载力较低时,挡墙易发生整体滑移失稳,墙内存在2条滑裂面。     

竖向荷载对风机基础水平承载性能影响试验研究

梁板式风机基础是陆上风机基础的一种新型形式。根据室内模型试验对梁板式桩筏基础内的梁、桩、土等的受力变形特性进行深入探讨,重点讨论了竖向荷载对风机梁板式桩筏基础水平承载性能的影响。研究表明:竖向荷载可以提高梁板式桩筏基础水平承载能力;水平荷载作用下,随着竖向荷载的增加,桩顶轴力分配不均匀性减小,桩土荷载分担比减小。     

压力分散型悬锚式挡墙位移及受力特性分析

依托实体工程,利用FLAC3D程序对压力分散型悬锚式挡土墙的位移及受力进行了计算分析,通过模拟试验得出如下结论:运营期墙顶水平位移最小,底板水平位移最大,位移量沿墙高线性增长,施加预应力后墙体整体水平位移减小;墙体上部水平应力较小,底板水平应力最大,锚索位置出现应力集中,施加预应力后应力集中更为明显;锚索长度越长其运营期水平位移分量越小,轴力越大;压力分散型悬锚式挡土墙土压力大致可分为无压力区、线性增长区和土压力减小区。     

桥梁地下连续墙基础发展与展望

交通强国建设目标和创新驱动发展战略对桥梁工程新结构新技术提出了要求,新型地下连续墙基础与之高度契合.概述了桥梁地下连续墙基础结构类型及其在工程中的应用、探索及发展情况;分析了制约完全地下连续墙基础发展应用的关键因素;阐述了存在的设计施工关键技术问题及发展解决之道;展望了地下连续墙基础在桥梁工程建设中的发展趋势和应用前景.分析结果表明:各类地连墙基础在我国均得到了不同程度的工程实践和探索;条壁式、井筒式地下连续墙基础以及两者组合使用的复合地连墙基础为完全地连墙基础,在结构、施工、经济、安全、环保等方面独具优势,具有广阔的应用前景,但其发展受到诸多因素制约;短期内,对于一般地质条件,悬索桥重力式锚碇部分地连墙基础仍将作为综合比选较优的方案广泛应用于工程实践;在非水区和可围堰或筑岛施工的浅水区桥塔及悬索桥重力式锚碇中应用井筒式地连墙基础或井筒式与条壁式同时使用的复合地连墙基础,具有很强的实际需求和现实意义;在常规桥梁特别是有抗震需求的桥梁基础中,广泛应用条壁式地连墙基础具有普遍价值;广泛深入开展井筒式及复壁式地连墙基础的理论、试验、设计方法、关键施工技术研究及编制设计指南和技术规范并积极推广应用是发展路径和工作重点.     

桥梁地下连续墙基础发展与展望

交通强国建设目标和创新驱动发展战略对桥梁工程新结构新技术提出了要求,新型地下连续墙基础与之高度契合.概述了桥梁地下连续墙基础结构类型及其在工程中的应用、探索及发展情况;分析了制约完全地下连续墙基础发展应用的关键因素;阐述了存在的设计施工关键技术问题及发展解决之道;展望了地下连续墙基础在桥梁工程建设中的发展趋势和应用前景.分析结果表明:各类地连墙基础在我国均得到了不同程度的工程实践和探索;条壁式、井筒式地下连续墙基础以及两者组合使用的复合地连墙基础为完全地连墙基础,在结构、施工、经济、安全、环保等方面独具优势,具有广阔的应用前景,但其发展受到诸多因素制约;短期内,对于一般地质条件,悬索桥重力式锚碇部分地连墙基础仍将作为综合比选较优的方案广泛应用于工程实践;在非水区和可围堰或筑岛施工的浅水区桥塔及悬索桥重力式锚碇中应用井筒式地连墙基础或井筒式与条壁式同时使用的复合地连墙基础,具有很强的实际需求和现实意义;在常规桥梁特别是有抗震需求的桥梁基础中,广泛应用条壁式地连墙基础具有普遍价值;广泛深入开展井筒式及复壁式地连墙基础的理论、试验、设计方法、关键施工技术研究及编制设计指南和技术规范并积极推广应用是发展路径和工作重点.     

格形地下连续墙基坑施工阶段侧向变形

为获得格形地下连续墙受力和变形的一般规律,结合实际工程,采用离心模型试验和现场监测方法对其侧向变形规律、设计参数对墙体位移的影响、围护结构最大侧向位移与开挖深度的关系进行了分析.结果表明:墙顶水平位移较大,墙体发生重力式位移模式;前后墙的变形规律相似,开挖深度、前后墙间距、隔墙间距、土质和临时支撑对墙体位移有显著影响;与拉锚地下连续墙相比,格形地下连续墙整体刚度大,抗水平变形能力强,最大侧向位移(平均值)为开挖深度的0.15%~0.50%,满足软土地区深基坑变形的基本要求.      

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙受力机制分析

基于刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立了原型挡墙三维精细化数值模型,分析了连接件端板埋深、拉杆刚度、竖向层间距、筋材刚度、加筋长度以及墙体高度等因素对上覆荷载下挡墙受力机制的影响.研究结果表明:端板埋深、筋材刚度、连接件层间距,以及加筋长度等对连接件荷载分担比影响不大,而拉杆刚度增大使得连接件荷载分担比增大明显;组合墙面水平荷载随挡墙高度的增加而增大,可采用朗肯主动土压力计算;挡墙工作状态时连接件荷载分担比随连接件与筋材刚度比的增大而增大,当刚度比达到8.6时,连接件荷载分担比约为60%,并趋于稳定.      

Vertical bearing behavior of cast-in-place diaphragm wall in Shanghai

When diaphragm wall is used as the permanent vertical bearing structure,design standard of the bored pile adopted has to induce the risk or iste. The vertical load transfer mechanism and bearing capacity of the diaphragm wall are examined by a field testing program at the site in Shanghai soft clays. Test results indicate that the diaphragm wall almost behaves as a rigid body under the vertical load. It induces that the skin friction and the toe resistance of the wall develop simultaneously. The skin fricti...     

承重型3D板墙体抗震性能数值模拟

为研究承重型3D板墙体的抗震性能,同时考虑单纯采用拟静力等抗震性能试验存在试验周期较长、成本较高等问题,采用有限元分析方法对承重型3D板墙体的抗震性能进行模拟计算,并将计算结果与试验结果进行对比,在验证数值模型准确合理的基础上,进一步分析高宽比、混凝土层厚度及强度对其抗震性能的影响,以此节约试验时间和成本. 研究结果表明:随着高宽比的增大,构件趋于弯曲破坏,有利于增加构件的延性及耗能能力. 增加混凝土层厚度对墙体极限承载力具有一定的提高作用,当单侧混凝土层厚度由30 mm增加至40、50 mm时,墙体极限承载能力由208 kN增加至253、279 kN;墙体的极限承载能力随着混凝土层强度的提高略有提升,当混凝土层强度由C25增加至C30、C35时,构件的极限承载力由236 kN增加至253、260 kN.      

地震作用下框架-复合墙结构弹塑性内力计算

框架-复合墙结构是以框架和密肋复合剪力墙共同承担水平地震作用的新型组合式双重抗侧力体系,合理计算弹塑性阶段框架与复合墙的内力是决定大震下结构体系安全性能的关键问题之一.根据6榀典型密肋复合墙试验数据,建立了复合墙体指数式刚度退化模型,量化了墙体在各变形阶段的刚度退化系数.在对比复合墙与框架、混凝土墙、砌体墙刚度退化规律的基础上,分析了复合墙刚度退化对结构受力性能的影响,提出了弹塑性阶段框架-复合墙结构地震内力的实用计算方法,并通过具体算例讨论了结构内力的变化情况.研究结果表明：弹塑性阶段,框架与密肋复合墙刚度退化速度比值呈非线性关系,框架分担总地震剪力的比例增加,但其绝对剪力值增加幅度并不明显;考虑弹塑性阶段复合墙的刚度退化,更好地符合了地震下框架-复合墙结构的实际受力情况.     

桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性

基于海南铺前大桥, 采用室内模型试验与数值仿真, 分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明: 在模型试验中, 对于直径为6.3 cm, 长度为60 cm的桩基, 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 承载力增幅为26.7%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 承载力增幅仅为3.8%, 断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%, 可以忽略; 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时, 桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%, 当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时, 桩侧阻力增大了0.029 kN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中, 在桩基直径为1.5 m, 长度为30 m, 覆盖层厚度为10 m的工况下, 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 承载力增幅由11.0%减小到6.5%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时, 桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓, 当桩长一定, 荷载相同时, 断层与桩基水平距离越小, 桩身轴力变化越小; 当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时, 桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%, 当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时, 桩侧阻力增大了0.33 MN, 水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明, 在5倍桩径范围内, 桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大; 超出5倍桩径后, 水平距离的影响较小, 甚至可以忽略; 断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快, 在水平距离为5倍桩径时, 较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174, 结果较理想化, 可用作工程参考。      

南京地铁鸡鸣寺站地下连续墙深层水平位移特性研究

根据南京地铁鸡鸣寺站深基坑工程监测数据,分析了地下连续墙变形性状,对基坑施工过程进行了数值模拟,进一步分析了第四道混凝土支撑及深层支撑竖向间距对地下连续墙水平位移的影响。研究表明,该工程地下连续墙水平位移成抛物线型位移,最大水平位移位置下降到21.5 m后不再因开挖加深而下降;仅改变最后一道支撑位置对地下连续墙最终变形影响不大;合理采用混凝土支撑以及增加一道支撑可以有效控制地下连续墙的水平位移。     

强夯置换处理不良地质路基加固效果研究

结合实际工程地质特点,采用强夯置换对不良地质路基进行加同,处理前后载荷试验结果表明：强夯置换处理此类建筑垃圾填埋场能够起到良好的加固效果,路基土体承载力能提高2倍左有;施工过程孔隙水压力与水平位移监测数据表明,强夯置换置换体对路基土体的挤密作用是土体承载力提高的主要原因。     

强震作用下的砂土液化对桩基力学特性影响

为了提高位于液化土层桥梁桩基的抗震性能, 基于三向六自由度大型振动台模型试验, 分析了地震波作用下桩顶水平位移、桩身加速度及弯矩等动力响应, 并研究了地震波加载后桩基的损伤。试验结果表明: 在地震波作用下, 随着液化层埋深的增加, 土体液化后产生的侧扩效果逐渐减弱, 因此, 桩顶水平位移峰值逐渐减小, 但是当地震加速度超过0.6g时, 桩顶水平位移峰值不受液化层埋深的影响; 因地震荷载作用下粉细砂土层液化, 桩身加速度在该土层位置明显增大; 上部覆盖层压力作用使土层抗剪强度增大, 因此, 桩顶放大系数随着液化层深度的增加而增大, 且桩顶放大系数在Kobe波作用下最大, 5002波作用下最小, 砂土液化同时造成土层强度降低, 从而使桩身加速度在该土层出现放大效应; 桩身弯矩最大值均出现在液化层和非液化层分界处, 且在相同强度地震波作用下, 桩身弯矩最大值随着液化层埋深的增加呈增大趋势, 当地震加速度从0.30g增大到0.35g后, 桩身弯矩增幅为33.3%, 增幅最大; 不同类型地震波对桩基的破坏程度并无差异, 在加速度0.35g作用下, 桩基基频无变化, 但当地震波强度超过0.40g时, 桩基基频从1.65 Hz突降到0.45 Hz, 因砂土层液化产生侧向位移, 桩身剪切变形, 最终导致桩基损坏。综上所述, 当液化层较浅时, 应重点考虑地震波作用下过大的桩顶水平位移; 在桩基抗震设计时, 必须考虑液化层和非液化层分界处桩基的抗弯能力和液化层埋深的影响。      

竖向荷载下超大群桩受力变形分析

根据模型试验研究结果，分析了在竖向荷载作用下超大群桩基础的荷载传递特点、群桩的承载性关和桩侧摩阻力的发挥特性。试验结果表明。在本试验条件下，荷载在桩间的分配，最终以中心部分桩受到的荷载量大；桩身下部轴力明显小于上部轴力；随荷载的增加，桩身侧摩阻力由下部先行发挥并逐步向上发展。