黏土斜坡地基中水平受荷桩承载特性研究

运用ABAQUS有限元分析软件建立桩基-边坡耦合三维数值模型,并模拟黏土边坡中的不排水加载条件,分析了坡度分别为0°,15°,30°,45°,60°条件下,桩顶水平荷载分级施加时的桩身水平变形和弯矩分布规律及变化趋势,研究黏土斜坡地基中单桩的水平承载特性。结果表明:斜坡对桩基水平承载力的影响不容忽视,坡度越大,桩身变形及弯矩越大;单桩水平临界/极限承载力均随坡度的增加而减小,提出了黏土斜坡地基中不同坡度区间内的单桩临界/极限承载力折减系数。     

钢网面板加筋土挡墙动力特性试验的变形研究

基于泥质红砂岩粗粒土填料，采用MTS分别模拟地震荷载、交通荷载、加-卸载多循环荷载进行大尺寸模型试验，研究了钢网面板土工格栅加筋土挡墙在上述荷载作用下的动力特性，获得了不同峰值的水平地震激励下模型挡墙不同位置的水平动位移、竖向动位移峰值响应等实测值；采用不同频率、不同幅值的竖向交通荷载正交试验法，获得了该模型挡墙在重复荷载作用下的最大水平变形、最大沉降量及位置等动力特性参数值；通过7种荷载、21组加卸载循环试验，获得了加一卸载多循环荷载作用下的实测沉降值。试验结果表明：该加筋结构具有整体变形的特性，是优良的抗震结构，能承受抗震设防烈度为9度的地震荷载；同时该加筋结构具有良好的稳定性和抗破坏性，重复荷载的幅值和振动次数对结构动力变形特性的影响较大，而振动频率对变形特性的影响不显著；多循环荷载作用下该加筋结构能够明显减小不均匀沉降。过长的筋材并不能明显地改善加筋土挡墙的动力特性。     

水平循环荷载下饱和软土地基单桩基础模型试验研究

通过水平循环加载装置对某工程饱和软土地基单桩基础开展了水平循环荷载模型试验研究,探讨单桩基础的水平承载力和循环变形特性。结果表明:①桩周地基土体有不同形态的裂缝,桩周土软化后上部地基土会丧失部分承载力,危及桩基及上部结构的安全;②随着循环次数增加,桩身位移逐渐增大,建立了一种新的桩基位移预测计算模型,可根据该模型推算循环荷载条件下的桩基位移;③桩身最大弯矩值也随着循环加载次数的增加而显著增大,最大弯矩点出现于桩身的（3～4） D深度处。建议在设计规范中应充分考虑桩身弯矩的循环累积增大效应,在设计时应有足够的安全系数。     

水平振动荷载作用下支盘桩承载性状研究

运用自行研制的桩-土动力相互作用模型试验装置,采用数字式变频仪控制输入荷载的频率,通过不同刚度系数的弹簧获得不同荷载级别,对支盘桩模型试件进行了荷载试验,分析了不同工况下桩身弯矩变化趋势及桩侧土压力变化状况。借助Abaqus软件对试验模型进行了数值模拟,对土体采用Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,桩-土相互作用的界面模拟采用接触面单元实现,考虑初始应力的影响,考虑桩-土间的脱开和滑移。分析结果表明:随着激振频率的增大,支盘桩的动力响应在整体上有减小的趋势且水平动承载力有所提高,承力盘设置在距离土体表面较近部位有利于支盘桩的水平动承载能力的提高;水平振动荷载作用下,支盘桩能与土体形成刚度较大的共同作用体系,与直径桩相比具有更高的抗变形能力,其承载力及变形特性受激振荷载大小、激振频率大小、承力盘位置、桩周土性状等因素的影响。     

饱和软黏土地基单桩基础水平荷载模型试验研究

通过自制的水平加载装置对饱和软黏土和砂黏土地基中嵌固式单桩基础开展水平静载模型试验研究,主要研究了单桩基础的水平承载力和变形特性。试验发现:①桩身最大弯矩出现在土表下5倍桩径附近,当水平荷载较小时（小于45 N）,桩周土处于弹性变形阶段,当水平荷载较大时,桩周上部土体开始进入塑性阶段,并出现明显的裂纹;②桩周土最大抗力发生在泥面下3倍桩径位置处,并随着外荷载增大土抗力也增大,但当外荷载增大到一定程度时,土抗力不再继续增大;③API规范推荐的p-y曲线与试验值相比偏于保守,表现为极限土抗力偏小。     

长期循环压缩荷载下饱和软黏土的应变速率特性

为了研究长期循环压缩荷载作用下饱和软黏土的变形性状,对珠江三角洲的典型饱和软黏土进行了室内循环三轴压缩试验,着重研究了饱和软黏土的累积应变速率特性.试验结果表明:初始静偏应力与动偏应力的耦合作用以及不同的排水条件对软黏土累积应变速率有较大的影响;在长期循环压缩荷载作用下,软黏土的累积应变速率随循环次数的增大而减小,应变速率对数与循环次数对数间的关系可用直线描述.     

考虑桩土滑移的路堤下刚性桩复合地基沉降计算

为建立能考虑桩土滑移特性和桩间土非均匀压缩变形特征的路堤下刚性桩复合地基沉降计算方法,以均布荷载下等桩长刚性桩复合地基中单桩等效加固单元体为研究对象,基于桩土相互作用的上部负摩阻塑性区、中部协调变形弹性区和下部摩擦承载塑性区三区段模式,采用剪切刚度和极限摩阻力随法向应力变化的等单位长度极限剪切位移理想弹塑性模型,建立了弹性区非线性和塑性区非均匀的桩侧摩阻力分布模型;考虑桩土滑移特性及桩间土非均匀压缩变形特征,根据单元体桩土荷载传递微分方程,导出了表征路堤下刚性桩复合地基性状的沉降和桩土应力比的解析表达式,分析了路堤荷载及垫层柔度系数对沉降和桩土应力比的影响。研究结果表明:沉降随路堤荷载及垫层柔度系数的提高而增大;桩土应力比随垫层柔度系数的增加而减小,随路堤荷载的提高呈先增大后减小的变化趋势,据此提出了采用最大桩土应力比进行路堤下刚性桩复合地基承载力及沉降设计的技术原则。     

整体式桥台-H形钢桩-土体系抗震性能试验

整体桥因其全周期寿命长、整体性好和养护费用低等特点，得到了广泛应用，但对其在地震荷载作用下的受力特点和变形规律还缺乏深入研究。基于此，以某整体桥为背景，制作桥台-H形钢桩试验模型，开展整体式桥台-H形钢桩-土体系抗震性能拟静力试验研究，分析桥台-H形钢桩的破坏模式、滞回性能、骨架曲线、水平变形和桥台转角等变化规律。试验结果表明：H形钢桩出现较大的负向残余变形，但负向加载下H形钢桩未出现破坏；台后、台底及桩顶土体均出现大范围脱空；试件的等效黏滞阻尼比约为0.35，具有良好的耗能能力；正向加载下试件的弹性抗弯刚度是负向的12.6倍，最大承载力是负向的3.85倍，台后土对试件的刚度和承载力影响显著；破坏时试件刚度减小至初始刚度的33%，退化不显著；相比位移延性和割线刚度，采用环线刚度分析其抗震性能更为合适，改进后的割线刚度能更准确地反映试件的刚度退化；考虑整体和局部累积变形的影响，大加载位移作用下，桩身出现较大的负向整体累积变形，且桩身沿深度方向多处出现局部累积变形；加载过程桥台仅发生刚体位移，正向转角逐渐增大，负向转角先增大后减小再转为正向倾斜。研究发现整体式桥台-H形钢桩-土体系拥有优越的抗震性能。     

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性，研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应，并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明：1)在初始干密度一定的情况下，随掺砂比的增加，永久变形终值先减小后增大，在掺砂比为10%时达到最小值；2)在一定掺砂比下，随初始干密度的增大，最终永久变形终值也增大；3)当掺砂比和初始干密度一定时，土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上，建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型，并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明，所建模型具有较高的准确性与适用性，可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。     

刚性基础下筋箍碎石桩复合地基桩土应力比计算模型

桩土应力比是筋箍碎石桩复合地基沉降计算中最重要的参数，但由于其涉及到桩体、土体及筋材三者之间的复杂关系且影响因素众多，目前尚无明确的计算方法。基于此，根据刚性基础下筋箍碎石桩复合地基的受力变形特征，首先通过数值模型研究筋箍碎石桩复合地基桩土应力比与荷载、埋深、筋材刚度以及桩土弹性模量比的关系。根据数值模型揭示的桩土应力比变化规律，提出一个新的桩土应力比计算模型，并依据该模型在假设桩体、土体及筋材应变协调的基础上利用弹塑性分析方法推导刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比的解析公式；基于建立的模型及计算公式探讨桩土应力比与各主要影响因素之间的关系。研究结果表明：该解析公式基于弹塑性理论分析，但也能考虑现场桩土应力比实测值，能够综合反映桩体、土体、筋材、埋深及荷载之间的相互影响作用，并且形式简单，计算方便；刚性基础下筋箍碎石桩桩土应力比在相同荷载水平下随埋深、筋材刚度、面积置换率、桩土弹性模量比及桩体摩擦角的增大而增大，随着荷载水平的增加则会逐渐降低并趋于稳定值；在碎石桩复合地基沉降计算中不宜采取单一的桩土应力比参数，而是应该根据荷载水平以及计算深度分层选取合适的桩土应力比作为计算参数。     

冲击荷载下双参数粘弹性地基矩形板的振动分析

机场刚性道面是通过具有一定传荷能力的接缝,达到共同工作的目的,基于此建立了冲击荷载作用下双参数粘弹性地基上四边弹性嵌固矩形板的新型力学模型。利用变分原理、Laplace变换和互等功定理求解了该系统的位移解析解,计算了弹性地基和粘弹性地基上有限矩形板的动力响应,探讨了地基参数和弹性嵌固边界刚性系数对板的动态响应的影响。得到了冲击荷载下双参数粘弹性地基矩形板系统参数影响的动力特性规律。该研究结果可为路面结构的动力响应分析、板厚设计、参数识别和质量评价等提供理论依据。     

兴义机场红粘土地基强夯处理试验研究

针对兴久机场红粘土地基和高填方的工程特点，通过试验、检测与分析，表明红粘土地基经强夯处理后，满足机场设计要求，为高填方红粘土地基处理提供了科学依据。     

侧填荷载对涵洞地基承载力的影响

为了确定涵侧填土对提高高填方涵洞地基承载力的作用,结合基底土体的受力特点进行分析,推导了普朗特尔和普朗特尔-雷斯诺极限承载力公式。根据相似原理设计了不同涵侧填土高度的室内模型试验,模拟粉质粘土地基受荷变形直到破坏的过程,由荷载-沉降曲线测得不同填土高度的极限承载力,并对填土临界高度问题进行了分析;同时对比了按照《公路桥涵地基与基础设计规范》和《建筑地基基础设计规范》以及经验公式计算的值与实测值的误差。结果表明:随着侧填土高度的增加,地基承载力明显提高,但提高速率为非线性,先从18.4%增加到36.83%,然后减小到8.91%;计算临界高度内的地基承载力时,不仅要考虑选取合适的计算公式,还应考虑不同试验方法所提供的计算参数的影响。     

软土地基上含反射裂缝沥青道路的动力响应分析

假定车辆荷载为正弦均匀分布,软土和复合地基变形行为服从DRUCKER-PRAGER弹塑性屈服准则,基于动力学、线弹性断裂力学和弹塑性力学理论,采用平面应变有限单元法,对含反射裂缝的沥青路面结构进行了分析。为了计算应力强度因子,在裂缝尖端设置了奇异单元。分析过程中,以路表、基层底、软土地基顶最大竖向位移和I型应力强度因子作为表征参量,探讨了车辆单周期动荷载作用下,道路结构的阻尼比、复合地基的回弹模量、粘聚力、内摩擦角和厚度的改变对道路结构工作性状的影响。     

砂相对含泥量检测方法的分析研究

含泥量是砂浆用砂、混凝土用砂、沥青混凝土用砂常规性能指标，也是较为重要的性能指标。基于对砂含泥量长期试验检测经验及试验分析研究，对含泥量不同的检测方法进行对比，分析其各自的不足，并提出新的砂含泥量试验检测方法。研究结果表明：亚甲蓝MB值法存在大量假设前提条件，实际检测结果定性、定量价值均不高；筛分法含泥量（标准法）虽也有假设前提，但具有一定参考意义。研究成果中，砂流动度比法可以比较直观地判断相对含泥量；相对含泥量法基于亚甲蓝的吸附原理，可以十分准确地判断相对含泥量，实际指导意义显著，可推广并经进一步确认，定义为标准试验。     

地铁列车荷载作用下地铁车辆段桩承式复合地基动力响应数值分析

为探讨软土地基经桩体加固后，地铁列车荷载作用下地铁车辆段轨道下部结构的复合地基动力特性及分布规律，采用有限元显式动力学方法，分析比较了广州地铁某车辆段轨道下部软基区域经桩体加固前后以及桩体模量对土体动力特性的影响。数值分析结果表明:(1)经桩体加固后，土体的振动加速度比无桩体加固时衰减更快，土体的动应力幅值有所减小，且土体动应力随桩体模量的增大而减小；(2)土体动应力随横向距离和深度方向变化过程中，局部区域呈现先增大再减小的趋势，说明桩顶和桩底附近出现了应力集中现象；(3)软黏土的动应力幅值和振动加速度幅值沿深度方向先快速衰减，后衰减趋于稳定，说明计算动力附加沉降时主要考虑软土浅层区域。     

An integrated draft gear model with the consideration of wagon body structural characteristics

With the increase of railway wagon axle load and the growth of marshalling quantity, the problem caused by impact and vibration of vehicles is increasingly serious, which leads to the damage of vehicle structures and the components. In order to improve the reliability of longitudinal connection model for vehicle impact tests, a new railway wagon longitudinal connection model was developed to simulate and analyse vehicle impact tests. The new model is based on characteristics of longitudinal force transmission for vehicles and parts. In this model, carbodies and bogies were simplified to a particle system that can vibrate in the longitudinal direction, which corresponded to a stiffness-damping vibration system. The model consists of three sub-models, that is, coupler and draft gear sub-model, centre plate sub-model and carbody structure sub-model. Compared with conventional draft gear models, the new model was proposed with geometrical and mechanical relations of friction draft gears considered and with behaviours of sticking, sliding and impact between centre plate and centre bowl added. Besides, virtual springs between discrete carbodies were built to describe the structural deformation of carbody. A computation program for longitudinal dynamics based on vehicle impact tests was accomplished to simulate. Comparisons and analyses regarding the train dynamics outputs and vehicle impact tests were conducted. Simulation results indicate that the new wagon longitudinal connection model can provide a practical application environment for wagons, and the outputs of vehicle impact tests agree with those of field tests. The new model can also be used to study on longitudinal vibrations of different vehicles, of carbody and bogie, and of carbody itself.     

新型剖分变径链式CVT虚拟样机

传统的无级变速器存在金属带式CVT直母线偏移的问题,而新型剖分变径链式CVT突破了传统的CVT结构方式。文章分析了新型剖分变径链式CVT的传动原理,在用CATIA建立的主传动部分三维模型的基础上,通过转换软件MSC.Simdesigner把其导入到ADAMS中,建立虚拟样机,进行动力学仿真分析,研究其传动特性,验证了该CVT传动方案的可行性。表明提出的剖分变径链式CVT设计方案,可以传递更大的转矩,消除了金属带式CVT直母线偏移的问题,为其物理样机的研制奠定了一定的理论基础。     

冲击压实软粘土地基的数值模拟

应用简单的弹塑性动力计算模型对冲击压实技术在软粘土地基加固中的作用机理进行数值模拟,预测软粘土地基在冲击压实荷载作用下的动力响应。结合实际工程给出了在考虑地基材料的剪切模量、阻尼比等因素情况下的计算结果。     

基于Burgers模型的软黏土流变特性分析

以扬州某高层建筑的软黏土地基工程为依托,基于Burgers模型,对软黏土的流变特性进行了研究。结果表明:弹性系数影响瞬时应变值、起始蠕变量,黏性系数主要影响起始蠕变率、起始蠕变量、稳定蠕变率;土体长时间发展的位移值是初期瞬时变形的数倍。软黏土的流变特性对高层建筑桩基的后期变形产生很大的影响,在高层建筑的桩基设计中,应特别注意。建议对某高层建筑的桩基应予加固。