用半解析半数值法分析Vlazov地基上中厚板受力特性

根据Reissner中厚板理论和胡海昌的简化计算方法,寻求能满足全部自由边界条件的试函数构造2个广义位移,利用伽辽金法并结合数值算例探讨了双参数弹性地基上四边自由中厚板的受力特性,文中方法简便适用,克服了有限单元冗长计算的缺点,其计算精度完全可以满足工程实际的需要。     

半解析数值方法在路基工程中的运用

将半解析数值方法运用到路基分析，对地基采用有限层元，并将它与用有限元离散的路堤进行耦合进行受力分析，从而达到简化计算的目的。     

未打穿半透水下卧层的竖井地基固结解析研究

本文发展了考虑半透水下卧层的未打穿竖井地基固结解析理论 ,并分析了此类地基的固结基本形状。研究表明 ,半透水边界对竖井地基固结过程有较大影响 ;下卧层半透水综合参数 Rv 越大 ,固结越快 ;当其增大到一定程度时 ,其影响可忽略 ,即半透水边界可作为完全透水边界来处理     

软土地基大直径地铁盾构隧道衬砌结构受力特性数值分析研究

为得到能真实反应软土地基大直径盾构隧道结构受力特点又能保证衬砌结构安全的设计模型,结合广州轨道交通4号线南延段大直径地铁盾构隧道结构现场实测结果,采用ANSYS软件研究适用于软土地基大直径盾构隧道衬砌结构设计的计算模型。基于反分析得到的设计模型,对水平侧压力系数、地基弹簧刚度、管片厚度、管片接头位置、管片分块数量等影响大直径盾构隧道衬砌结构受力特性的因素进行敏感性分析。结果表明： 1）采用地基弹簧模拟底部反力并通过调整弹簧的范围可得到既能真实反映衬砌结构受力特性又能保证结构安全性的计算模型; 2）衬砌结构受力对侧压力系数和管片厚度敏感,对地基刚度不敏感; 3）接头位置变化和管片分块数量主要影响布置地基弹簧范围内的管片受力。     

成层非均质地基一维固结方程半解析求解

针对成层地基和变荷载下非均质地基固结研究不成熟的问题,首先获得了土体渗透系数和压缩系数均随深度任意变化的成层非均质地基一维固结方程及其半解析解和计算程序;然后以渗透系数和压缩系数是深度的多项式函数的非均质地基为例,对多层非均质地基的一维固结性状进行了研究;最后通过典型的算例,对多层地基的一维非均质固结性状与一维非线性固结性状进行了分析比较.研究结果表明：采用非均质假定的结果与传统的太沙基固结理论有很大差别,固结系数不是决定固结性状的惟一土性参数.     

受冲刷桥梁墩台基础地基承载力试验与墩台稳定性研究

结合依托工程进行墩台基础地基的承载力试验,研究冲刷对桥梁墩台基础稳定性的影响。冲刷是引起桥梁水毁的一个重要因素,前人研究大多致力于对局部冲刷深度和一般冲刷深度的计算分析。因其因素复杂,研究大多采用了半理论半经验的方法。围绕着湘黔铁路线上的资水大桥受冲刷后的稳定性展开研究,进行受冲刷墩台基础的地基承载力试验,从基底被冲刷淘空后引起的墩台地基不均匀沉降人手,应用弹性半空间地基模型和Matlab编制的计算程序分析计算了基底不同冲刷淘空面积对桥墩墩顶弹性水平位移和基底压应力的影响,从而得到了在不同冲刷程度下桥梁的整体稳定情况。根据计算结果,用最小二乘曲线拟合法找出了影响曲线表达式并绘出了图形。计算结果显示,在发生小面积冲刷时,墩顶弹性水平位移率先达到允许值。此外还将该方法分析计算得到的数据于有限元方法分析得到的数据进行了比较,2种分析方法所得的结论相互验证。结果表明该分析方法是一种解决此类问题的有效方法,检算项目的影响曲线可以作为其它类似问题的参考依据。     

高速公路CFG桩复合地基承载特性现场试验与数值分析

对某高速公路软基试验段填砂路堤下CFG桩复合地基承载力特性进行了现场试验,同时采用有限差分法建立数学模型,对复合地基桩土应力与土体沉降进行了数值仿真计算。结果表明:现场实测路堤加载下的桩土应力比与静载试验测试的桩土应力比相差较大,数值计算的桩土应力与实测路堤加载下的桩土应力比较为吻合。目前采用静载试验确定路堤荷载下CFG桩复合地基承载力是不合适的,该文的研究成果可为该地区公路软基CFG桩复合地基设计提供参考。     

主缆与鞍座间摩擦抗力评估的混合解析数值法

为保障多塔悬索桥中主塔鞍座的抗滑移安全性,准确评估主缆与鞍座间的摩擦抗力,提出一种适用于鞍座摩擦抗力分析的混合解析数值法。首先,通过分析滑移临界状态下鞍座内索股的受力状态,将主缆与鞍座接触面间摩擦抗力的求解问题逐步分解,最终简化为求解鞍座任意截面处索股与鞍座接触面间压力分布的平面应变问题;其次,沿纵向将鞍座均匀离散化为多个截面,建立相应截面的二维有限元模型,并得出滑移临界状态下各截面处索股与鞍座接触面间的压力分布;采用将各段压力求和再乘以摩擦因数的方式求出主缆与鞍座间的摩擦抗力及其分布,建立适用于主缆与鞍座间摩擦抗力评估的混合解析数值法,并通过模型试验验证其准确性;最后,基于所提出的混合解析数值法对鹦鹉洲长江公路大桥实桥的中主鞍座摩擦抗力进行分析与讨论。研究表明：所提出的混合解析数值法计算结果和试验结果吻合良好,具有计算效率和精度高,评估流程简洁和工程应用便捷等优点,可作为评估主缆与鞍座间摩擦抗力的依据;主缆与鞍座接触面间压力的绝对值和摩擦抗力均呈由上到下、由松边到紧边递增的分布特性;通过设置竖向摩擦板以增加数个竖向摩擦板面,从而有效提高主缆与鞍座间的摩擦抗力,可大幅提高主缆与鞍座间的抗滑移安全性。     

厚卵石层钻孔灌注桩施工工艺对桩基承载力的影响

结合某汉江特大桥基础的3根试桩资料,研究了在厚卵石层地基条件下不同施工工艺对钻孔灌注桩承载力的影响.结果表明,钻孔灌注桩的成孔工艺、泥浆性能指标、清孔时间及清孔方式都会直接影响桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥,同时提出了提高钻孔灌注桩承载力的技术措施及应注意的有关事项.     

悬索桥板桁结合型加劲梁剪力滞计算的简化方法

针对采用板壳有限元方法计算悬索桥板桁结合型加劲梁桥面系剪力滞的建模工作量巨大、效率低下的情况,根据该类结构剪力滞的特性,研究其简化计算方法。该方法采用换算梁法将板桁结合桥面系桁梁换算为连续薄壁梁;建立能够考虑剪切变形影响的单主梁悬索桥有限元模型;以变分法为基础,将考虑了结构几何非线性影响的加载影响区间作为等效简支梁的跨度,将作用于该区间的活载、吊索力和支座反力作为荷载;根据叠加原理进行组合荷载作用下的剪力滞求解。以拟修建的某铁路悬索桥为例,采用ANSYS建立全桥板壳有限元模型与简化方法进行对比分析,结果表明简化方法具有较高的计算精度。     

软基处理对邻近桩基水平位移影响数值分析

使用Plaxis有限元软件对不同形式软基处理时邻近双桩承台桩基的水平位移进行计算分析。结果表明,相比复合地基法,排水固结法软基处理对邻近桩基影响较大;而采用不同桩长的复合地基法软基处理时,对邻近桩基影响均相对较小。     

高速公路柔性地基桩土应力比影响因素的数值分析

通过有限差分软件FLAC3D建立高速公路软基段数值模型,分别改变CFG桩的桩间距及褥垫层厚度,分析桩土应力比变化规律,结果表明:(1)随着垫层厚度增大,桩土应力比逐渐减小,可将褥垫层厚度设置为40 cm;(2)随着桩间距的增大,桩土应力比逐渐增大.得到的结果可为CFG桩加固该地区高速公路软基设计提供参考.     

重构核粒子法在双参数地基薄板分析中的应用

以重构核粒子法(Reproducing Kernel Particle Method,RKPM)形函数的基函数及核函数为基础,推导了形函数关于位移场的一阶及二阶导函数。依据弹性力学的Kirchhoff薄板弯曲及双参数地基模型理论,应用上述推导成果,得出了双参数地基上薄板弯曲位移解的重构核粒子法控制方程,形成双参数地基上薄板弯曲受力分析的重构核粒子法计算理论。通过相应的程序编制及算例分析对该理论进行了验证。结果表明:该方法能够为路面工程地基板的受力分析提供一种新型有效的计算手段。     

正弦波形波纹腹板工字型钢板梁的抗剪强度

为研究正弦波形波纹腹板工字型钢板梁的抗剪性能,采用ABAQUS非线性有限元程序,借助于线弹性特征值屈曲分析以及弹塑性剪切屈曲分析(考虑腹板初始缺陷的影响),将典型正弦波形波纹腹板钢板梁的抗剪强度与梯形波纹腹板钢板梁做了对比,并分析了影响正弦波形波纹腹板钢板梁抗剪强度的关键因素.数值分析结果表明,在波长与波幅不变的情形下,正弦波形的抗剪承载力低于梯形形式,在设计中应予以注意;若通过减小波长保证材料用量不变,正弦波形的抗剪承载力与梯形形式相同;正弦波形波纹钢腹板钢板梁的剪切屈曲临界应力随着腹板厚度的增加或波长的减小而显著增大,而腹板高度与波幅均没有显著影响正弦波形波纹钢腹板的剪切屈曲临界应力对初始缺陷的敏感程度.     

变截面厚钢板Z向拉应力研究

在现代桥梁设计过程中,变截面厚钢板的使用会使厚钢板厚度方向的Z向拉应力σz增大,甚至造成撕裂破坏,这部分拉应力是由变截面钢板结构形式本身引起的,容易被设计者忽视.就变截面厚钢板承受轴力和弯矩作用下,其连接对象(钢板厚度之比不同)和连接形式(变截面过渡段斜率不同)两个方面对厚钢板的Z拉应力σz进行研究,用有限元软件建立了数值模型,并运用弹性力学理论推导出相应的解析解公式.确定Z向拉应力与厚钢板设计参数(厚度以及变截面过渡段斜率)的关系,对该类厚钢板的设计起到概念性指导作用.     

腹板斜向开裂混凝土梁桥的剪切刚度评估方法

为研究腹板斜裂缝对混凝土梁桥剪切刚度退化的影响,提出一种基于桁架模型和实际斜裂缝状况的剪切刚度评估方法。根据变角桁架模型推导箍筋屈服时混凝土梁的极限剪切刚度,并通过剪切刚度退化因子极限值建立极限剪切刚度和弹性剪切刚度的定量关系;建立一般开裂程度下的剪切刚度线性退化模型,当斜裂缝开裂等级从1级升至5级时,开裂后剪切刚度由弹性剪切刚度线性降低至极限剪切刚度;提出斜裂缝开裂程度5级评定标准,建立实用的带斜裂缝混凝土梁桥剪切刚度评估方法。采用该方法对某斜向开裂预应力混凝土箱梁桥进行了斜裂缝分级评定与剪切刚度评估,结果表明,该方法能够较好地评价带斜裂缝桥梁的剪切刚度及下挠。     

可模拟桥梁翼缘板的试验护栏基础设计

为在桥梁护栏碰撞试验中,提取桥梁设计的有效数据,需设计一种可模拟桥梁翼缘板的护栏试验基础。该文通过理论分析和有限元仿真计算,使该试验基础能够为确定护栏和翼缘板地角螺栓连接强度要求指标和混凝土桥梁翼缘板配筋结构力学性能要求指标提供数据支持。结果表明,试验护栏基础可以在桥梁护栏碰撞试验中使用。     

考虑剪力滞效应影响的箱梁变形修正计算方法

为了研究考虑剪力滞效应后的箱梁弯曲变形计算问题,由箱梁弯曲的曲率方程出发,探讨了剪力滞效应对箱梁挠曲变形的影响机理.结合设计规范,提出了箱梁弯曲变形计算的剪力滞系数和有效翼缘分布宽度2种修正方法,利用提出的2种修正方法对简支梁和连续梁在集中和均布荷载下的挠度进行了计算.结果表明:剪力滞系数的修正方法精度较高;考虑到设计的方便性,建议在剪力滞系数未知的情况下采用有效翼缘分布宽度修正方法来考虑剪力滞效应对刚度的影响.