悬索桥锚碇桩式基础位移及受力分析

悬索桥锚碇可以采用群桩基础替代常用的重力式基础,通过分析已建成工程实例锚碇桩基础的布置方式、直径、土体效应对桥梁位移的影响,证明大直径群桩比小直径群桩及斜桩刚度大,抵抗水平荷载能力强.采用考虑摩擦滑动的桩土单元的有限元法,分析马鞍山长江公路大桥管柱基础锚碇方案的水平位移、竖向位移和桩侧土体应力所处的力学状态,结果表明:管柱基础锚碇的水平位移可以满足大跨悬索桥正常工作需要,桩侧土体应力在弹性范围之内,不至于产生蠕变导致锚碇后期水平位移的增加.     

考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面剪切性能试验研究

基于自制的压力注浆装置制作锚杆微元体试样,而后开展拉拔试验获得了不同注浆压力与土体饱和度下锚杆微元体锚-土界面的剪切应力τ–剪切位移s全过程曲线(即τ–s曲线),并建立了考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面τ–s曲线模型。首先,通过对重力注浆锚杆锚-土界面剪切滑移模型进行改进,得到压力注浆锚杆锚-土界面τ–s曲线模型表达式;然后,利用改进的τ–s曲线模型对部分试样的τ–s曲线进行拟合,获得压力注浆锚杆微元体的锚-土界面τ–s曲线模型参数;最后,采用二阶多项式函数对上述不同注浆压力和土体饱和度下的试样模型参数进行拟合,并将拟合得到的关系式代回改进的τ–s曲线模型,就可得到考虑注浆压力与土体饱和度影响的锚-土界面τ–s曲线模型。利用该模型对未参与拟合的试样τ–s曲线进行预测,发现预测曲线与试验曲线吻合良好。     

悬索桥锚碇基础的稳定性分析

锚碇作为悬索桥的主要承力结构物,它的稳定性是十分重要的。针对润扬大桥北锚碇基础,基于三维有限元仿真分析模型的计算成果,对锚碇基础抗滑移、抗倾覆稳定进行了计算分析。研究分析了基础前、后墙土体压力对锚碇基础稳定性的影响,并且分析了基底接触面摩擦强度指标对抗滑移稳定性的敏感程度。通过研究分析,得出了悬索桥锚碇基础稳定性分析的一些有益的结论。     

深基坑桩锚支护体系变形特性研究

以西安市高新区某深基坑为例,选取周边环境较为复杂的基坑北侧为对象。分别对基坑护坡桩的桩身水平位移、锚索拉应力进行全程监测、分析。结果表明:桩后土体受间歇性降雨的作用,会引起护坡桩的桩身水平位移值的较大波动,对桩锚结构的支护能力产生影响;设置在含黏性土、有机质成分较高的土层中的锚索,容易产生较大的岩土体蠕变,进而引起锚索拉应力松弛;预应力锚索在该工程的一定程度上起到预警作用,桩锚体系支护作用的效果显著。监测结果验证了该基坑支护体系设计的可靠性与合理性。     

考虑土层剪切模量径向变化的锚杆受力变形特性分析

考虑锚杆周边土层由于注浆等因素导致的剪切模量提高,假定土体剪切模量沿锚杆径向存在不同形式的大小变化,采用一次跌落软化的锚土界面模型,基于剪切位移法推导锚固段周边土体处于弹、塑性阶段时锚杆位移、轴力、剪应力解析式,提出了考虑土层剪切模量径向变化影响的锚杆受力变形特性理论,并通过算例进行了分析比较。结果表明,土体剪切模量的提高对于锚杆承载力影响不大,但可以减少锚头的拉拔位移,在计算中应给予合理考虑,可更加真实地反映锚杆荷载传递过程。     

锚碇在深圳机场轨道交通枢纽基坑工程中的应用

以深圳机场轨道交通枢纽基坑工程为依托,分析了锚碇台阶形填方的特殊工程条件,采用极限平衡法推导了锚碇的极限抗拔力,并采用有限元法分析了锚碇的受力、变形特征,在此基础上提出了锚碇设计方案。该方案的成功应用,证明了锚碇设计是安全的、合理的。最后,通过分析实测资料,得出锚碇前土体顶部位移大,下部位移小,影响深度达到10 m以下的变形规律。     

四渡河特大桥隧道式锚碇数值模拟

采用数值模拟方法研究了悬索桥隧道式锚碇系统的力学行为特征、围岩稳定状态、锚碇变位机理和拓扑效应。就锚碇体轴线倾角、长度、夹持角、接触界面粗糙度及结合程度对锚碇位移和岩体安息稳定性的影响作了深入探讨。研究发现:夹持角控制着锚碇变位和破坏机理,夹持角过小时锚碇压密围岩土体,较大时锚碇前端附近土体则产生剪切破坏;锚碇长度影响接触面围岩应力量值,表现为非线性的自组织临界特征;锚碇体粗细对系统主要监控参数的贡献相对均匀。给出了锚碇拓扑参数的取值范围和针对性的设计措施,为悬索桥隧道式锚碇的优化设计提供了理论基础。     

基于黏弹-塑性圆孔扩张理论压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度计算方法

压力注浆锚杆在隧道、边坡、基坑等支护工程中应用广泛。为了预测锚杆在不同注浆压力下的锚-土界面黏结强度,将锚-土界面法向应力的发展过程分为2个计算阶段：压力注浆时锚孔扩张半径的计算和浆液硬化后界面法向应力的计算。在计算时,将锚孔扩张过程视为无限土体中的瞬时圆孔扩张问题,考虑塑性区土体服从统一强度准则,推导出压力注浆时锚孔扩张半径解答;然后,考虑土体的时变特性,引入黏弹-塑性圆孔扩张理论,采用Merchant模型推导出浆液硬化后界面法向应力随时间衰减的解答;最后,基于库仑抗剪强度公式,建立了压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法。为了验证所提计算方法的可靠性,采用自制的锚杆微元体压力注浆装置,制作了3种不同注浆压力下的锚杆试样并开展了拉拔试验。将获得的试验结果与所提理论计算结果进行对比,并结合已有的压力注浆土钉拉拔试验结果进一步验证。结果表明：提出的压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法能够准确的预测试验数据,可为工程设计提供参考。最后进行了参数分析,结果表明：锚-土界面黏结强度与注浆压力呈线性关系,注浆压力增大能有效提高锚杆的承载性能;锚-土界面黏结强度随着复合模量的增大呈现...     

马鞍山大桥北锚碇沉井降水对长江大堤的影响分析

马鞍山大桥北锚碇沉井降水会引起地下水渗流,形成渗流场,新水面线上部的土体由浮重度变化为饱和重度,会增大周边土体固结值,从而引起周边地表沉降,对其进行专项分析具有重要的实用价值。     

悬索桥地下连续墙—锚碇复合基础协同承载特征分析

传统的重力式锚碇设计方法不考虑围护结构对基础承载力的贡献,随着施工技术与质量的进步,发挥地连墙围护结构承载力贡献的新型复合基础成为新的研究方向。以虎门二桥工程锚碇基础为背景采用有限元软件模拟了锚碇基础的建造过程,分析了缆力施加前后地下连续墙-锚碇的受力与位移变化,验证了地下连续墙-锚碇复合基础协同承载假定。研究表明:地下连续墙的抗剪强度、地下连续墙与周围土体的摩阻力对锚碇基础水平向抗滑移承载力均有贡献;采用地下连续墙作为基坑围护结构的大跨悬索桥锚碇基坑设计可考虑地下连续墙-锚碇基础的协同承载特性。