基于离散元方法的车-路相互作用下沥青路面力学响应研究

为研究车-路相互作用下沥青路面力学响应,文章基于离散元方法,利用PFC软件建立沥青路面的三维数值模型,施加车辆荷载,模拟分析车辆与道路之间的相互作用,主要结论为:(1)沥青路面在荷载的作用下,随着路面深度的逐渐增加,竖向位移值和竖向正应力均逐渐减小,且在静荷载的作用下,各结构层的竖向位移在短时间内急剧增大,达到峰值后逐渐减小,然后趋于稳定;(2)沥青路面在振动荷载的作用下,各结构层的竖向位移和竖向正应力变化曲线均呈现半正弦形,在振动荷载施加完成后,路面的竖向位移并未恢复为零,这部分残余变形可被视为车辙产生的原因;(3)沥青路面在移动荷载的作用下,当荷载逐渐接近监测点位置时,各结构层的竖向位移和竖向正应力逐渐增大,反之则逐渐减小,且随着路面深度的增加,竖向正应力值逐渐减小,但应力响应时间逐渐延长。     

地铁施工对邻近桥梁桩基础内力影响分析

文章采用数值方法研究了城市盾构隧道施工对邻近桥梁单桩、两桩、四桩基础的应力与位移的影响,研究结果表明:(1)隧道施工使单桩近隧道侧轴向应力减小,远隧道侧轴向应力增大,其影响程度随桩与隧道水平距离的增大而减小;(2)隧道施工下穿两桩或四桩群桩基础后,桩身近隧道侧轴向应力增大而远隧道侧轴向应力减小;(3)隧道施工对群桩的影响远大于单桩,其中距隧道较远桩顶两侧应力差在隧道施工后显著增大,承台距隧道较近时远隧道桩上部混凝土可能承受拉应力作用;(4)桩竖向位移随桩与隧道距离增大而减小,若桩底位于隧道底面以下,则隧道施工后桩产生较小沉降值;(5)桩受隧道施工影响一般在桩顶水平位移最大处,桩与隧道较远时位移值随桩深线性减小,较近时呈非线性减小趋势,其中桩上部位移沿桩深减小较快,桩下部位移收敛到定值,桩顶位移在桩与隧道一定距离时最大。     

不同净距双洞隧道上下台阶法同时开挖数值模拟分析

为研究不同净距双洞隧道在上下台阶法同时开挖下的围岩变形、受力及支护受力情况,文章基于Midas/GTS软件平台对10m、14m、18m、22m净距双洞隧道进行了数值模拟分析。结果表明:(1)隧道中岩墙一侧拱腰水平位移相比左侧拱腰大,拱顶处、仰拱处水平位移较小,且随着净距变化其值基本保持不变;(2)隧道拱顶及仰拱位置处围岩竖向位移较大,拱腰处较小,随着隧道净距增大各部位竖向位移均减小;(3)随着隧道净距的增大拱顶及仰拱处的水平应力及竖向应力逐渐减小,但减小幅度较小,同时拱腰处水平应力及竖向应力变化较大,且减小幅度不断扩大;(4)随着净距的增大,锚杆轴力最大值及喷混结构最大拉应力发生了减小,减小幅度逐渐扩大。     

CFG桩复合地基处理桥头跳车问题研究

为研究CFG桩复合地基处理桥头跳车问题,文章基于某城市高速公路的桥梁与软土路基过渡段的地基处理实际工程,通过ABAQUS建立数值模型进行计算,分析CFG桩桩径、桩间距、桩长和桩身弹性模量对路基加固效果的影响。结果表明:(1)当路桥过渡段为未设置CFG桩的普通软土路基时,随着荷载作用次数的增加,路基的累计沉降在不断增大,产生明显的桥头跳车现象,导致车辆行驶的平顺性较差,因此对路桥过渡段的软土路基进行地基处理,以减小其累计沉降量是非常必要的;(2)随着桩径、桩长、桩身弹性模量的不断增大,路基的累计沉降不断减小,随着桩间距的不断增大,路基的累计沉降不断增大。     

车辆荷载下的碎石桩复合路基动力响应及参数影响分析

以某软土路基处理为例,采用有限元软件建立数值模型,探讨了车辆动载作用下采用碎石桩加固后地基的沉降变化规律,并重点分析了相关参数的影响,结果表明：采用土工格栅加筋之后,车辆荷载下土体沉降降低,应力分布较之前更加均匀,应力隆起现象得到明显改善;桩身压缩模量的增大,路基的整体沉降、地基和路基的不均匀沉降均减小,路基竖向应力逐渐增大,路基承载力得以提高;随着桩长的增大,路基竖向压应力增大,同时分布更加均匀,但当桩长过大时,处理效果和经济效益将会降低;增大桩径可以减小桩间距,使得桩体承载更多的上部动载,从而减小路基沉降,增大复合地基的承载力。     

主梁刚度对下承式钢桁架拱桥静力特性的影响分析

文章以某下承式钢桁架拱桥为例,通过采用Midas Civil有限元软件建立实桥模型,研究了不同主梁刚度变化时下承式钢桁架拱桥的静力特性变化规律,得出以下结论：(1)随着主梁刚度的增大,下承式钢桁架拱桥主梁最大拉应力、压应力均逐渐增大;(2)拱肋上弦杆1/4截面受主梁刚度的影响较小,下弦杆拱脚截面受主梁刚度的影响较大;(3)随着主梁刚度的增大,钢桁架拱桥主梁竖向位移、拱肋位移及吊杆索力均逐渐减小,主梁刚度的增大能够有效减小主梁竖向位移,主梁刚度对拱梁相交处吊杆索力的影响大于跨中处。     

含缺陷套管强度分析

利用ANSYS有限元软件建立套管-水泥环-围岩的三维模型,对含体积型缺陷套管在均匀地应力下的受力情况进行分析.文中分析了缺陷半径和缺陷深度对套管的影响.分析可知套管最大Mises应力随缺陷深度加大而增大,随着缺陷半径的增大而减小,且当半径增大到某特定值时套管应力值基本不变;套管缺陷对储气库注气工况下套管柱强度影响较大.     

竖向载荷下桥梁桩基承载特性分析

文章以高速公路特大桥桩基础施工为研究背景,通过在桩基础布置土压力盒和钢筋应力计,对桥梁桩基础竖向受力、桩身摩阻力、桩侧土压力进行监测,收集数据分析得出桩基内侧和外侧竖向受力传递深度随荷载增加而变大,桩基内侧和外侧摩阻力存在一定的差异,桩基外侧土压力高于内侧,这是由于受到坡面影响造成的,但最终均达到了平衡状态,桩基承载特性良好。     

含腐殖质夹层沥青路面在交通荷载作用下力学响应分析

为了分析含有腐殖质夹层沥青路面力学响应,采用有限元数值模拟的方法,探讨了不同交通荷载作用下腐殖质夹层距路表深度对路表弯沉、面层层底拉应力、面层拉应变、基层层底拉应力及底基层层底拉应力的影响规律,并与正常沥青路面的力学响应进行对比。研究结果表明：随着腐殖质夹层离路表越深,路表弯沉值及底基层层底拉应力逐渐减小,面层层底拉应力、面层拉应变及基层层底拉应力逐渐增大;路床范围内含有腐殖质对路面力学响应的影响大于路床范围外。研究成果可用于指导原地面存在腐殖质夹层的沥青路面施工设计。     

基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响

软土地区基坑开挖时一个重要的环境问题是土体移动对邻近桩基的影响。文章通过建立三维有限元模型,对软土地区中基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状影响进行研究。研究结果表明,基坑开挖前后桩基轴向抗压承载力减小约13.6%,并且引起既有承受竖向荷载的邻近桩基产生可观的附加沉降。为此,针对桩土接触力随基坑开挖的变化规律进行了系统的分析,并基于分析结果,通过考虑开挖后桩侧极限摩阻力的降低,对单桩沉降计算的荷载传递法进行改进,使得能考虑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响。     

基坑开挖对临近道路沉降的影响及支护参数优化

以某房建基坑开挖临近道路为研究对象,采用ABAQUS软件分析了基坑支护参数变化对道路沉降的影响,结果表明：现场监测值与数值模拟值之间的误差在14%之内,说明了数值模拟的合理性;临近道路沉降随围护桩桩径的增大而减小,采用增大围护桩桩径的方法在一定范围内有效,超出范围后会导致工程成本迅速增加;道路沉降随围护桩桩间距的增大而增大,但减小桩间距对道路沉降控制效果不太明显,工程中可以通过适当的增大桩间距来同时起到经济、快速和安全的作用。道路沉降随围护桩嵌固深度L的增大而减小,且当嵌固深度L大于20 m之后,围护桩的变形基本趋于稳定,因此要合理设计其嵌固深度;临近道路沉降随坑底土体弹性模量E的增大而减小,效果较好,但当E增大为4倍后,继续增大效果并不显著。     

复合地层盾构侧穿邻近桩基隔离桩防护效果分析

文章以南昌地铁四号线某盾构区间隧道侧下穿邻近既有建筑物桩基为研究对象,采用Plaxis 3D数值模拟方法研究了上软下硬复合地层中隔离桩的变形防护效果,并对未设隔离桩及14种不同工况隔离桩进行三维数值对比分析。结果表明：隔离桩与盾构隧道水平距离越近,与邻近建筑桩基水平距离越远,其对邻近桩基变形的防护效果越为明显;隔离桩底部最优设置深度为隧道底部以下1/4隧道直径与3/4隧道直径之间;隔离桩底部深度确定时,其顶部插入地面以下7 m深度范围均能起到较好的防护效果。     

某拱桥推顶施工过程仿真及施工关键结构安全分析

为研究拱桥推顶施工过程以及施工关键结构力学特征,文章基于有限元方法,利用Midas Civil软件建立桥梁结构模型,通过数值模拟与实际监测数据相结合的方式,针对不同推顶施工工况下不同桥梁构件的力学机制进行研究,同时对施工关键结构构件位移进行分析。结果表明:(1)随着顶推施工阶段的进行及累计推顶距离的增加,其上部结构的拉压应力也在不断增大,其中最大拉压应力主要集中于前导梁根部;绝大多数构件应力也在不断增大,但对于后导梁而言,在第三阶段其最大应力减小,且全桥各构件的最大应力主要集中于顶推第三、四阶段;(2)前导梁、主纵梁、拱肋为施工主体受力结构,其结构位移对桥梁整体安全稳定性产生的影响显著。     

基于FLAC~(3D)的边坡稳定性及抗滑桩加固处理分析

滑坡作为常见的地质灾害之一,严重影响着人们的生命和财产安全,研究边坡的安全状态和加固方法至关重要。文章以某山区斜坡地带边坡为例,采用数值模拟方法,对该边坡在天然状态和暴雨工况下的边坡稳定性进行分析,并采用抗滑桩进行加固处理,分析了改变抗滑桩桩长和桩间距时桩顶水平、竖向位移和边坡安全系数的变化规律。结果表明:天然状态下边坡存在类似圆弧的潜在滑移面,边坡处于亚稳定状态;暴雨工况下最大位移值是天然状态时的3.3倍,边坡的安全系数为1.05,易发生滑坡,应进行相关加护设计;增加抗滑桩桩长可以有效地减小桩顶水平位移,而对桩顶竖向位移基本无影响,此时边坡安全系数随桩长的增加而增大,但改变幅度较小;随着抗滑桩桩间距的减小,桩顶水平和竖向位移不断减小,适当减小桩间距可以有效增大边坡安全系数。     

大直径扩径桩静载荷试验研究

扩径桩能够充分发挥土层和桩身的承载潜力，使承载力大幅度提高，同时减少沉降，但由于其桩身在某深度发生扩径突变，给研究扩径桩的荷载传递性状带来不便。现有对扩径桩的研究只限于小直径桩的模型试验以及有限元分析，文章在扩径桩现场竖向静载荷试验的基础上，对扩径桩承载力、荷载传递特性进行了分析，为该类桩的研究提供参考。     

膨胀土桩基施工对紧邻管道受力变形的影响

针对我国膨胀土地区中桩基紧邻管道施工广泛存在的情况,文章以云南保山绕城高速胡家坡大桥为工程背景,建立桩基、土体和管道(石油、燃气)的整体三维数值模型,考虑上部结构自重和施工荷载,分析膨胀土桩基施工对邻近管道受力变形的影响。结果表明:桩基施工诱使管道发生竖向及水平变形,累计变形为0.9mm;管道水平应力及竖向应力均处于较低水平,桩基施工对管道受力影响较小,管道结构处于安全状态;桩顶轴向压力对邻近管道受力及变形的影响可以忽略不计。     

桥梁桩基础承载力特征研究

为了分析桥梁桩基础承载力特征,文章通过现场静载试验获取5根桩的P-S曲线,并以5~#桩为原型对比数值模拟模型设计、参数选取的合理性,两种方法 P-S曲线拟合程度较好;桩基础承载力随着软土厚度增大、桩径减小、桩长减小而减小,其中极限承载力对桩径敏感程度较高。     

基于FLAC3D的山区铁路隧道施工阶段分析

文章基于有限差分软件FLAC3D,建立在上下台阶法施工工况下的Ⅳ级围岩隧道在各个施工阶段中的有限元模型,分析隧道变形受力特点。研究结果显示:隧道竖向位移呈现先增大后趋于稳定的特点,应力z方向呈现拱底无明显变化而拱顶变化较大的情况,增大29%,而x方向应力则与z方向应力结果相反,呈现拱顶变化不大而拱底明显降低,减小了19%。对于这种现象,提出了相应的处理措施,为类似工程施工提供参考。     

不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式研究

施工开挖速度及工作面推进速率会对周围岩体的变形破坏行为产生极大的影响。为研究不同应变速率下裂隙砂岩强度特性及贯通破坏模式,利用伺服压力机对其进行单轴压缩,分析了裂隙砂岩力学特性、贯通破坏模式等随应变速率的变化规律,并从能量演化角度阐释了不同应变速率下裂隙砂岩的力学行为。结果表明:(1)裂隙砂岩试样峰值强度会随应变速率的增加,呈增大趋势且增幅逐渐变大,与完整砂岩相比,其应力—应变曲线呈现较大应力波动;(2)裂隙砂岩贯通模式主要以拉剪贯通为主,且随着应变速率增大,试样三裂隙区域破坏程度更大,剪贯通模式越为显著;(3)随着应变速率的增加,总能量、弹性能及耗散能均随应力的增大而增大,且应变速率越大,储存的弹性能所占输入总能量的比例越大,而耗散能所占比例越小。     

冻融循环作用下改良路基填料损伤特性研究

为了使分散性土可直接作为路基填料,文章提出采用木质素磺酸钙改良分散性土并测定其物理力学性质,判定其工程适用性。主要结论如下:(1)随着木钙掺量的增加,土体的液限、塑限以及最优含水率均出现下降,土样的破坏模式逐渐过渡至塑性破坏;土体抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大;(2)随着土样养护龄期的延长,改性土的无侧限抗压强度也逐渐增大,压缩系数不断减小:(3)当木钙掺量为1%、养护时长为28 d时.改性土的土体结构稳定性较好,各项指标基本满足路基填料的要求。