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。     

不同位置的加筋材料对桩-网复合地基桩土应力的影响分析

为了分析加筋垫层铺设位置对桩土应力的影响,文章通过加筋材料的铺设位置、厚度,分别对桩-网复合地基桩土应力进行了连续观测。结果表明：在垫层底面加筋材料加铺层数相等的条件下,加筋材料的铺设位置对复合地基的桩顶土压力和桩间土表面土压力影响有限;加筋材料铺设在垫层以下不同位置,桩-网复合地基中桩土应力比增加;填土高度为10～100 cm时,加筋垫层顶面桩间土内的土压力平均值随垫层厚度增加而提高。通过模型试验,为经济合理地设计桩-网结构提供科学依据。     

水泥砂浆桩加固软土路基效果及参数影响分析

以某铁路工程采用水泥砂浆桩加固为研究对象,采用有限元软件PLAXIS建立数值分析模型,分析了水泥砂浆桩加固路基效果,重点讨论了参数变化对路基沉降变形的影响,研究表明：数值模拟和现场实测值对比曲线吻合良好,验证了本文模拟过程和方法的准确性;采用水泥砂浆桩加固路基具有较好的效果,加固后路面的沉降减小40%以上;通过减小桩间距可以降低路堤沉降,但桩间距并不是越小越好,工程中应该合理设计;随着桩长的增加,桩侧摩阻力增大,路基承载力增大,工程中可以通过增大桩长的方法来减小路堤沉降;桩身刚度增加对减小路基沉降作用有限,工程中不优先考虑通过增大桩身刚度的方法来降低路基沉降;通过设置土工格栅对降低路基沉降基本无效果;通过设置垫层可以有效地降低路基沉降,其主要是通过将路基荷载均匀的分散给路基来实现的。     

陡坡路堤中的加筋组合挡墙施工工艺

文章在分析现有加筋陡坡路堤变形破坏型式及机理分析的基础上,提出了加筋组合挡墙陡坡路堤的改进型式,通过工程实际应用表明,改进后的加筋陡坡路堤稳定性大大提高,具有较好的工程应用价值。     

土工格栅加筋碎石土动回弹模量试验研究

为了提供路面结构设计时确定加筋土路基动回弹模量的依据,促进加筋土技术在道路工程中的推广应用,文章利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,并对比分析了含水率和加筋方式对动回弹模量的影响规律。研究结果表明:含水率的提高会降低加筋土体的动回弹模量,确定加筋土路堤动回弹模量时应考虑平衡含水率的影响;土体加筋之后可以提高其动回弹模量,在土体中水平剪切变形层位布设土工格栅,增加加筋层数或减少加筋层间距,对提高动回弹模量的效果明显。     

水泥土挤密桩单桩复合地基承载特性的有限元分析

利用有限元的分析手段,采用实际工程中水泥土挤密桩复合地基各部分(地基土、桩体、垫层、基础)的试验结果作为模型材料基本参数,在此基础上建立了柔性基础水泥挤密桩单桩复合地基模型,对水泥土挤密桩复合地基的承载机理进行了研究。重点探讨了在不同的荷载大小、桩体模量、垫层模量、垫层厚度、置换率下,水泥土挤密桩桩身附加应力沿桩身分布规律以及桩土应力比的变化规律,证实了该桩型复合地基存在最佳桩体模量和最佳垫层厚度,并得出了相应的结果供工程实践参考。     

马蹄形隧道初期支护结构力学及变形性能足尺试验研究

针对马蹄形隧道初期支护结构，采用足尺试验，通过埋设传感器对结构内力、结构表面应变及变形进行监测，分析了钢拱架与喷射混凝土初期支护结构的承载能力和变形性能。研究结果表明：（1）在弹性阶段，支护结构各截面所受弯矩和轴力关于结构中性轴左右对称，对应的径向位移幅值较小。（2）在塑性阶段，随着外加荷载的增加，支护结构的弯矩和轴力快速增大；支护结构呈现“拱底外凸，拱腰内凹”的变形状态，且近似关于中性轴左右对称。（3）支护结构最终在右拱肩型钢连接处失效破坏，破坏位置处混凝土与型钢呈大范围剥离状态，裸露的型钢外凸发生弯折破坏，结构极限承载力约为设计荷载的1.32倍。     

卸载工况下盾构隧道结构承载性能数值模拟分析

周边卸载导致的隧道横向大变形对地铁的正常运营与安全使用产生严重影响,对于隧道结构从周边卸载开始直至破坏的全过程,需要发展一种高效并能保证精度的数值模拟方法。文章首先进行不同接头刚度下衬砌环的内力及变形数值分析,表明管片接头刚度值对衬砌环轴力分布及大小影响很小,可以先使用相对简单的等刚度圆环法计算得到管片接缝处的轴力值,再将此预分析轴力值作为确定接头抗弯弹簧弯曲刚度曲线的轴力值,用三维直梁实体单元进行精细分析得到不同轴力下的管片接头抗弯刚度模型。最后将接头抗弯刚度模型参数赋给二维梁-弹簧模型中的弹簧参数,运用二维梁-弹簧法计算得到衬砌结构各级荷载下的内力和变形。该方法得到的数值模拟结果与试验结果一致,全过程数值分析表明:在侧向压力卸载过程中,接头截面处弯矩不断增大、轴力不断减小,各接头处抗弯刚度快速下降,最终结构达到破坏状态。     

带接头盒矩形盾构接头正向抗弯三维有限元分析

大弯矩小轴力的内力工况对大断面矩形盾构管片接头的构造设计提出了挑战。接头盒作为一种接头预埋件,其合理设计以及与混凝土共同受力机理值得研究。在梁-弹簧模型中接头抗弯转动弹簧刚度值具有明显的非线性,目前主要依靠足尺管片接头力学试验获取。鉴于数值模拟容易开展,同时基于某大断面盾构管片接头足尺抗弯力学试验数据,文章采用ABAQUS大型有限元软件建立了带有接头盒矩形盾构管片纵缝接头的三维精细化计算模型。针对这类带有接头盒的大断面盾构管片接头,重点考查在正弯矩工况下接头构造设计的合理性,研究轴力对接头正向抗弯性能的影响,分析接头的破坏形态。结果表明,正弯矩工况下接头的弯矩-转角全过程曲线可以简化为三折线模型;在一定范围内,轴力的施加可有效推迟管片接头进入塑性以及破坏阶段,而对各阶段抗弯刚度的数值影响并不明显。     

附加荷载引起大跨扁平隧道变形破坏的模型试验研究

文章以深圳大跨扁平马峦山隧道为工程背景,采用模型试验法研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩条件下隧道结构在附加荷载作用下的破坏过程,分析了围岩压力、衬砌变形和结构内力的变化规律。研究结果表明:(1)拱顶围岩压力先增大后减小,当附加荷载达到至某一值时,拱顶围岩压力最大,且衬砌变形较小;(2)随着附加荷载的增加,衬砌变形均经历弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段三个阶段,且Ⅴ级围岩衬砌变形较大;(3)随着附加荷载的增加,衬砌结构内力增大,衬砌弯矩分布形状近似呈"蝴蝶型",轴力分布形状近似呈"菱形",且分布不均匀性增大。     

钢栈桥超长桩基沉桩力学机理研究

为研究钢栈桥超长桩基沉桩力学机理,文章基于有限元方法,利用ABAQUS软件建立桩-土模型,提出超长桩基沉桩的三种方法,并针对不同桩径下桩体受力最大Mises应力以及竖向应力进行分析,提出不同情况下钢栈桥超长桩基桩身的力学规律。主要得到以下结论:(1)钢栈桥超长桩基沉桩可采用“钓鱼法”、浮吊法以及打桩船沉桩法;(2)随着沉桩深度的不断增加,Mises最大应力也在不断增大,对于超长桩基础而言,随着沉桩深度的增加,其传递荷载的效率不断降低,因此在实际沉桩过程中要对其进行定量计算;(3)当沉桩深度恒定时,随着桩径的增大,其应力值不断减小,呈现负相关的趋势;(4)当桩入土深度恒定时,随着桩径的增大,其竖向应力值不断减小,呈现负相关性。     

灰土挤密桩加固黄土隧道受力与变形性状分析

兰州地区黄土土质疏松、孔隙比大、强度低,普遍具有严重的湿陷性、高压缩性和动力易损性,在增加正压力或孔隙水压力时,极易引起隧道底部及建筑物地基的破坏。为解决兰州绕城高速某大断面黄土隧道底部变形过大的问题,文章选择灰土挤密桩作为加固手段,采用三维数值方法对隧底未处理条件下和采用灰土挤密桩加固后的围岩变形与受力特征进行研究。结果表明:隧底开挖后主要产生隆起,并随开挖方向逐渐增大,起点拱脚处产生下沉,位移最大值出现在隧底中心处;采用灰土挤密桩加固后,其桩身轴力、桩身应力和桩身位移在水平方向均呈现出两边小、中间大的规律,且随开挖方向逐渐增大,桩身承担了隧道开挖产生的大部分荷载,隧底受力与变形均有所减小;灰土挤密桩加固后的隧底位移值减小了32.0%~34.4%,灰土挤密桩能够很好地提高黄土隧道隧底承载力和抵抗变形的能力。     

微型桩群动力特性研究

文章利用FLAC3D模拟软件,对比分析了均质土坡与土岩二元结构边坡微型桩群在不同峰值加速度工况下的动力特性,结果表明:滑体、滑床均为土质的滑坡与滑体为土、滑床为基岩的滑坡数值模拟所得到的桩身弯矩均呈类"S"状,当加速度值在0.2～0.5g区间时,前者最大弯矩值范围为23.8～82.4kN·m,后者为21.5～87.2kN·m,两者差别明显,比较微型桩在三排布置条件下的弯矩值,动力作用下微型桩承受的弯矩大小为后排桩中排桩前排桩;在均质土与土岩二元结构边坡中,滑体段微型桩应力差值呈正三角形状,滑床段为倒三角形状,前者微型桩桩身弯曲变形整体随土压力变化而发生变化,后者微型桩在滑面附近发生剪切破坏;不同峰值加速度(0.3～0.5g)工况下,得到两种边坡微型桩的推力分担比例为0.56∶0.30∶0.14和0.51∶0.28∶0.21。     

考虑桩-土界面力学特性的桩体内力变形规律研究

文章以北京地铁10号线巴沟车站深基坑工程为依托,建立考虑桩-土接触界面力学特性的数值计算模型,分析桩体受力变形规律,并与实测数据进行对比,进而分析土体内摩擦角、界面法向耦合弹簧摩擦系数、界面切向耦合弹簧摩擦系数3个因素对桩体内力及变形的影响。研究结果表明:随着土的内摩擦角的增大,桩的弯矩减小,桩的水平位移减小,且影响程度逐渐减弱;随着法向耦合弹簧摩擦系数的增大,桩的最大弯矩和最大水平位移均先增大,后保持不变;切向耦合弹簧摩擦系数对桩的弯矩和水平位移的影响不大。研究结果对深基坑支护结构的设计计算具有重要的指导意义。     

桩土效应对桩柱式桥墩地震响应的影响分析

文章以桩柱式桥墩为研究对象,建立桥墩有限元动力分析模型,采用反应谱法计算分析考虑桩土效应和不考虑桩土效应时桥墩地震响应的差异,并以土体性质和桩长为参数,分析土弹簧刚度及桩长的变化对地震响应的影响。研究结果表明:桩土效应对桥墩地震响应的影响不可忽略,不考虑桩土效应时,墩底的内力偏安全,墩顶位移偏危险;随着桩长的增加,墩底横向剪力和弯矩减小,变化幅度随土体比例系数m值及墩高的增大而减小。     

高边坡施工临时支护方案研究

为减少高边坡坍塌现象的发生,避免安全事故,依托广东省某软土高边坡专项支护工程,针对高边坡采取土钉支护方案Flac2d有限元分析,得出以下结论：1～3级边坡坡体最大位移产生在坡脚;坡体坡脚位移随着土钉长度的增大而减小;土钉长度22～24m时,高边坡稳定性较高,塑性破坏区相对平缓;土钉最大轴向拉应力产生在第7排。     

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。     

水泥搅拌桩水泥土强度特性试验研究

文章通过对某沿海高速公路的软土地基进行水泥搅拌桩固化试验,测试其桩体水泥土的重度和无侧限抗压强度,分析水泥搅拌桩强度的影响因素,统计得到了以14 d和28 d强度预测90 d强度的公式。研究结果表明:水泥土重度比未加固前约增加1.6%~6.1%,水泥土强度随固化龄期和水泥掺量的增长而增大,随土体含水量的增大而降低。     

跨越既有线段隧道动态施工数值模拟

文章以重庆市地铁1号线大坪车站跨越既有线段施工为研究对象,介绍采用FLAC3D对近距离叠交情况下新建隧道施工引起既有隧道衬砌的应力和位移进行了模拟和分析,同时分析了新建隧道以桩＋承台的方法跨越隧道施工后桩轴力和承台梁弯矩的分布情况,研究成果为今后类似地铁工程建设提供参考依据。     

PHC预制管桩在水平荷载作用下的特性研究

文章分析了水平荷载作用下单桩的受荷特性,研究了PHC预制管桩中的桩径、桩长、桩壁壁厚及桩身的混凝土强度等特性.结果 表明,在受到水平荷载作用时,桩径的增大、桩长的增长、桩壁壁厚的加厚及桩身混凝土强度等级的提高,对PHC预制管桩有利,并且桩身的混凝土强度等级对其影响效果最显著,而桩的壁厚对其影响效果较小.