特大悬索桥现场隧道锚塞体自平衡法的承载特性研究

锚塞体作为悬索桥的4大部件之一,其安全性十分关键.为了检验超大吨位、边坡复杂等环境下的特大悬索桥隧道锚塞体的安全性,采用自平衡测试方法对1∶10的两个现场模型隧道锚塞体进行试验.结果 表明,在加载过程中,模型锚塞体及周围岩体无破坏迹象,两个模型锚塞体洞口位置出现轻微裂缝开展,荷载～位移曲线为缓变形;随加载时间的延长,锚塞体的位移呈增大的趋势,位移发生在加载15～45 min内,且每级荷载值加载下的位移值最大不超过5 mm;在各级荷载加载下右洞锚塞体的位移均高于左洞,部分位移高出5 mm;混凝土与岩体间的摩擦系数为0.77,黏聚力为369 kPa.计算得到两个模型锚塞体的安全系数分别为5.3(左洞)和5.2(右洞),均满足最新《公路悬索桥设计规范》规定的锚塞体抗拔安全系数和围岩稳定安全系数分别不应小于2.0和4.0的要求.     

六冲河特大桥织金岸边坡稳定性分析

从岩体力学的角度建立模型对六冲河河谷受河流长期冲刷引起的坡体应力重分布进行了定量分析,采用参数折减法对六冲河特大桥织金岸高陡边坡在不同工况条件下的稳定性进行了数值计算,计算结果表明桥梁荷载作用在陡坡上引起的附加应力不大,对潜在滑面的安全系数影响小,织金岸边坡稳定性安全系数能满足要求,场区适宜桥梁的建设。     

汽车行李架荷载工况的虚拟及试验分析

文章阐述了汽车行李架在研发阶段通过CAE分析各工况荷载下的位移、应力等,对行李架进行结构优化,确保设计的可靠性。同时通过台架荷载试验验证各工况下的位移、变形状态等。行李架动态荷载试验,则是结合整车道路试验,模拟行李架各种使用情况下的安全性和可靠性。文章所应用的分析手段及试验方法为今后汽车行李架荷载验证提供了系统的开发经验和参考价值。     

特大悬索桥现场隧道锚塞体的自平衡法承载特性研究

为了检验超大吨位、边坡等复杂环境的特大悬索桥隧道锚塞体,自平衡测试方法被用于1∶10的现场2个模型隧道锚塞体试验。采用后推法测试技术对开州湖大桥进行试验测试,在模型锚塞体尾端位置安设千斤顶及位移杆(每个模型锚塞体下位移杆2个、上位移杆4个),沿着垂直作用方向加载,测试出模型锚塞体承载力和荷载-位移关系曲线表达式。结果表明:在加载过程中,模型锚塞体及周围岩体无破坏迹象,两个模型锚塞体洞口位置出现轻微裂缝开展,荷载位移曲线为缓变形。随加载时间的延长,锚塞体的位移呈增大的趋势,位移发生在15～45 min,且每级荷载值加载下,其位移最大不超过5 mm。右洞在各级荷载加载下其位移均高于左洞,部分高于5 mm。建议混凝土与岩体间的摩擦系数为0. 77和粘聚力为369 k Pa。两个模型锚塞体的安全系数分别为5. 3 (左洞)和5. 2 (右洞),满足最新《公路悬索桥设计规范》锚塞体抗拔安全系数和围岩稳定安全系数分别不应小于2. 0和4. 0的要求,为类似桥梁工程的长期安全性评价提供参考。     

荷载参数对路基边坡稳定性影响数值分析

为研究荷载参数对边坡稳定性的影响,基于有限元强度折减法,运用FLAC3D软件建立边坡数值模型,分别对不同荷载大小、长度、宽度及位置作用下的边坡进行稳定性分析,得出以下结论:(1)随着荷载作用的大小、长度或宽度的增大,路基边坡的安全系数均呈不同程度减小;(2)荷载越大,边坡安全系数的减幅越明显;(3)随着荷载中心距坡顶位置越远,荷载大小与荷载长度对边坡安全系数的影响逐渐减小。     

坡顶荷载对边坡稳定性影响研究

通过对坡顶荷载作用下的边坡进行受力分析,得到竖直条分下边坡稳定性安全系数简化Bishop法计算公式。将坡顶荷载划分为矩形、梯形和三角形这3种型式,分别研究各型式在坡顶荷载位置、大小及长度变化时其对边坡稳定性的影响规律,可得：（1）当坡顶荷载的位置增大时,边坡所得的安全系数增大,当坡顶荷载的大小及长度增大时,边坡所得的安全系数减小;（2）当坡顶荷载远离坡顶点一定距离时,坡顶荷载对边坡的稳定性基本无影响;（3）当坡顶荷载的长度达到一定程度时,其对边坡稳定性的影响趋于稳定;（4）坡顶荷载的大小变化对边坡的临界滑动面影响较小;（4）从对边坡稳定性影响的大小来看,矩形荷载最大,梯形荷载次之,三角形荷载最小。     

大跨度混合梁斜拉桥弹塑性极限承载力分析

为研究混合梁斜拉桥的弹塑性极限承载力,基于连续体三维虚功增量方程,建立空间薄壁梁单元的U.L.列式增量平衡方程,采用分段分块变刚度法计算单元的弹塑性刚度矩阵,并编制相应的斜拉桥弹塑性极限承载力空间分析程序ULCA.采用ULCA对某主跨480 m的双塔三跨空间双索面混合梁斜拉桥成桥进行弹塑性极限承载力分析,分析结果表明:该桥的荷载安全系数k=3.146 5,因混凝土主梁受压区破坏而达到极限状态;材料非线性对边跨位移、索力及桥塔位移的影响远大于对中跨的影响;极限荷载作用下,材料非线性对主梁和桥塔的轴力基本无影响,但弯矩重分布比较明显.     

纳界河特大桥桥址岸坡岩体稳定性数值分析

采用有限元法,结合现场工程地质勘察资料,分别对桥北岸坡岩体在天然状态下和桥梁荷载条件下的位移、应力状态进行了数值模拟分析。通过有限元折减系数法对岸坡的整体稳定性等进行了分析,得出了在自然状态下和荷载条件下的稳定性系数、天然状态下两岸谷底及陡坡段坡脚存在主应力集中现象,以及坡面和坡顶局部存在拉应力且对边坡岩体稳定不利的结果。桥梁荷载作用对边坡岩体应力的影响主要集中在基础附近,荷载对坡面岩体应力的影响较大。桥址右岸整体稳定,左岸在桥基荷载作用下桥基下方岩体产生局部塑性区,可能发生破坏,应采取措施加固,以策安全。     

土质边坡在渗透系数各向异性条件下的稳定性分析

为了分析渗透系数各向异性对边坡稳定性的影响,该文基于饱和-非饱和渗流计算方法首先计算并分析了渗透系数的各向异性对边坡渗流场的影响,其次结合非饱和抗剪强度理论得到了设计方案下边坡安全系数的变化规律。研究表明:在土体水平向饱和渗透系数一定时:(1)相同雨型条件下,渗透系数各向异性比越大,雨水的入渗深度越小,孔隙水压力增量越小。(2)在相同渗透系数各向异性比条件下,降雨雨型决定了孔隙水压力增大的快慢和幅度。(3)降雨雨型决定了安全系数开始降低的时间,而相同雨型条件下渗透系数各向异性比则控制了安全系数降低的幅度。     

基于时间增量步的边坡稳定性计算精度分析

在有限元强度折减法的基础上,利用ABAQUS中提供的时间增量步,提出一种计算边坡稳定性的方法——基于时间增量步的有限元强度折减法;对该方法应用于边坡稳定性分析的可靠性进行验证,利用ABAQUS对时间增量步控制的优势,对不同坡角下边坡稳定安全系数计算的可靠性及不同网格划分形式对其计算精度的影响进行分析,结果表明该方法求得的安全系数有效、可靠,采用坡面局部加密网格计算安全系数具有很高的计算精度,并能提高计算效率。     

隧道明洞洞顶合理填土高度研究

为分析明洞洞顶合理填土高度，采用结构分析软件ANSYS建立荷载一结构模型，对不同填土高度下明洞衬砌结构变形、受力和安全性进行计算分析，给出了结构安全系数，得出了明洞衬砌结构的洞顶合理填土高度。     

考虑拉剪耦合作用地震边坡稳定性分析

基于拉剪耦合作用,对Mohr-Coulomb强度准则进行修正。在不同坡高、不同高宽比的边坡底部入射3条经典地震波,对边坡进行动力稳定性分析。首先采用显式迭代子增量法编写考虑拉剪耦合作用的Mohr-Coulomb强度准则子程序,并在边坡模型的截断边界添加黏弹性人工边界、输入等效地震荷载,模拟边坡受到的地震作用;然后以单元分别受到压缩和拉伸作用为例验证子程序的正确性;通过与已有地震边坡的研究结果对比,表明在地震边坡分析中若不考虑材料的拉剪耦合作用,得出的结论偏危险;最后在边坡底部垂直入射3条地震波,分析不同坡高、不同高宽比的边坡在2种强度准则下安全系数的区别。研究结果表明：不同边坡（坡高、高宽比不同）在不同地震波（El-Centro,Kobe,Northridge）作用下的安全系数各不相同,但安全系数都随坡高增加和坡角增大而降低;考虑拉剪耦合作用边坡的安全系数小于不考虑拉剪耦合作用边坡的安全系数,并且其安全系数的变化各有特点;坡高和高宽比的变化影响边坡对地震波频段的响应;分析地震边坡的稳定性,应综合考虑材料的拉剪耦合作用以及边坡高度和高宽比的变化规律。     

某高速公路试验段含水量对路基安全性影响试验研究

结合某高速公路试验路段路基填筑,通过对其含水量的变化进行动态监测以及相应的抗剪切强度试验,建立了路基安全性分析模型;在此基础上,对试验路段的路基在不同含水量条件下的安全系数进行计算分析,得出含水量变化对路基安全性影响的规律。     

深圳富水地区限排型城市隧道的结构安全性研究

依托深圳市东部过境高速公路连接线工程，选取典型深埋与浅埋断面，针对二衬外水压力荷载减小导致隧道结构局部安全系数出现下降的情况，运用数值模拟进行结构安全性计算分析。结果表明:对于深埋两车道马蹄形隧道，由于埋深大、水位高，当水位降低引起荷载减小时，结构安全系数略有升高。对于浅埋隧道，由水压力作用产生的围压能够提高结构的抗弯能力，二衬外水压力减小使结构的安全系数降低。     

土石混填路基安定行为的数值模拟研究

通过建立土石混填路基半刚性路面结构模型和正弦波荷载模型,以应变率为指标,确定增量破坏标准,考虑了含石量、荷载频率及荷载大小等因素,揭示了土石混填路基在循环荷载作用下的棘轮安定特性。研究结果表明:采用应变率作为安定界限指标,以8×10~(-5)(mm/mm)/cycle作为增量累积破坏荷载的临界值;土石混填路基在循环荷载作用下的应变率随含石量的增大而略有减小、随荷载频率的减小而有较明显增大、随荷载的增大而显著增加,其中荷载大小的影响最为显著。     

重庆礼让石膏岩隧道衬砌结构设计与施工稳定性分析

膨胀性石膏岩遇水极易发生复杂化学反应且体积发生持续性膨胀,从而引发岩石力学性能的不可逆性变化。为系统研究高速公路隧道在石膏围岩环境中的衬砌结构特性,将数值计算与《公路隧道设计规范》结合,分析衬砌结构强度安全系数,并对现场的初支、二衬间接触压力等方面进行了综合分析。结果表明,实测荷载作用下结构的最不利位置为拱腰和拱脚处,二衬的安全性要远高于规范荷载下的情况,因此隧道石膏岩支护设计以及必要的辅助工法施作可以实现隧道长期稳定。现该隧道已顺利竣工进入运营期,更说明衬砌设计的合理及施工安全性。     

桥基荷载作用下斜坡稳定性评价的三维有限元法

基于强度折减法,采用弹塑性有限元方法以三维实体单元模拟桥基荷载作用下的斜坡,利用逐步改变步长的搜索法求解出桥基荷载作用下边坡的安全系数,将强度折减法从二维平面问题引申到三维空间问题,避免了二维方法中桩基计算宽度的确定,更好地得出边坡应力应变分布情况,提出将塑性区是否贯通作为求解边坡安全系数的标准,为复杂边界下求解边坡稳定性分析评价提供了新的思路和方法。以湖南湘西印家溪大桥为工程实例,计算分析了该桥边坡在桥基荷载作用下的稳定安全系数,计算结果表明了本文方法的有效性。     

节理岩体隧道的稳定性分析及破坏机理

以往只有位移,应力,尺寸和塑性区分布在分析节理岩体隧道的稳定性时考虑。这样,既不可以明确发现破坏面的位置和范围,也不能得到的安全系数量化标准。定量分析节理岩体隧道稳定性模型试验与数值分析在本文得出了研究。通过使用有限元强度折减法计算破坏状态和节理岩体隧道的安全系数。结果表明,联合倾角对破坏面的位置产生更大的影响。如果α＝0°时,破坏面对称分布在两侧;如果α＝30°和45°,滑动面旋转节随理倾角的变化,并相应地分布在节理的上下部分;如果α≥60°,破坏面转移到底部。特别地,如果α＝90°时,可形成拱顶的中间破坏面。安全系数结果表明,安全系数降低了不同程度的节理岩体隧道同质隧道,但节理倾角对安全系数的影响不大相比。节理间距和强度的降低,安全系数降低。     

打锣嘴大桥桥基边坡稳定性分析

利用有限元及离散元模拟荷载作用下桥基边坡稳定性,研究桥基边坡的位移、应力、节理特征及破坏模式。结果表明：采用强度折减法边坡的安全系数为1．21,边坡总体稳定,但局部岩体在荷载作用下存在沿层理向下滑动,最大位移约1．55cm。分析认为对2号基础下岩体应进行加固处理。     

波形钢腹板预应力混凝土箱梁足尺模型试验研究

根据国内首座波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁公路桥———泼河大桥的箱梁构造尺寸,设计了足尺模型试验梁,对其力学性能进行了试验研究。测试了波形钢腹板及顶板的混凝土纵向应变分布、挠度以及腹板剪力、体外预应力增量等问题。研究结果表明:波形钢腹板预应力混凝土组合箱梁的混凝土顶板和底板主要承担弯矩,波形钢腹板则主要承担剪力,箱梁的计算挠度应考虑钢腹板剪切变形的影响,混凝土顶板存在明显的剪力滞效应,同时得出在荷载作用下体外预应力增量呈线性变化规律,且应力增量很小。