加筋土的试验研究及发展综述

为了更好的使加筋土技术应用于工程实际,从加筋土界面特性试验、强度特性试验、加筋机理试验3个方面出发,对多年来国内外在加筋土试验设备、研究内容和方法以及取得的有规律性的成果进行了综述,指出存在的主要问题是加筋土技术理论落后于工程实际应用,并针对加筋土试验研究现状,提出今后发展应进一步研究的几个方向。     

碰撞载荷作用下加筋板架动响应分析研究

研究碰撞载荷作用下加筋板架的动态响应对于深入理解船舶碰撞力学机理和开展船舶耐撞性结构设计具有重要的指导意义。基于最近国外加筋板架碰撞模型系列试验结果,应用数值仿真的方法对其中5种典型加筋板架进行计算分析,得到不同加强筋情形下板架的动态响应特征,并从损伤变形模态及变形大小、应变三个方面与模型试验结果进行对比分析,结果表明两者具有很好的一致性,同时证明了本文碰撞数值仿真方法的有效性。     

基于离心试验和数值模拟的加筋高陡边坡综合分析方法

以重庆港某码头工程陆域加筋边坡为原型,采用离心模型试验和数值模拟相结合的综合分析方法,研究加筋高陡边坡的加筋机理及稳定性。离心模型试验结果表明：加筋边坡与无加筋边坡的破坏模式不同,无加筋边坡坡肩垮塌,而加筋边坡在1/6~1/3边坡高度处出现应力集中;边坡填料尤其是边坡中、下部填料的强度性质对边坡的安全系数起决定性的作用,如果仅将边坡上部变为强度较低的填料,加筋边坡安全系数变化甚小。数值分析方法先进行离心模型试验验证,再用于分析计算原型加筋边坡的安全系数和应力位移场分布,保证了数值分析计算结果的正确性,研究成果为设计提供了技术支持。本研究方法可作为研究加筋边坡工程或其他岩土工程参考。     

加筋挡墙加筋体与填料选型配对研究

通过试验研究钢筋带、土工格栅、土工布作为加筋体与砂土、黏土、砾石、风化碎石、粉煤灰等多种填料之间的摩擦特性和变形协调情况,根据试验结果筛选出满足工程需要的加筋体和填料配对材料,为加筋挡墙设计施工中的加筋体与填料选型配对提供依据.     

堆载作用下加筋高填方边坡区桩身被动荷载研究

加筋土技术在码头陆域高填方工程中得到越来越广泛的应用,而在加筋高填方区内修筑码头桩基,在堆载作用下码头桩身的被动荷载确定是其内力与变形求解的关键因素。基于局部塑性理论,开展了堆载作用下加筋填方区桩身水平被动荷载的计算推导,并得出了桩基剩余推力及剩余水平附加应力计算方法。通过室内物理模型试验,开展了堆载作用下加筋高填方区桩身被动荷载研究,验证了理论推导计算方法的正确性。最后,通过数值模拟计算的方法,开展了不同因素下桩身被动荷载影响分析和合理桩间距研究探讨。     

循环荷载作用下碳纤维加筋土模量弱化研究

通过动三轴系统对碳纤维加筋土在循环荷载作用下的动力特性进行实验与研究。采用了混合加筋与分层加筋两种方式。实验结果表明:混合加筋与分层加筋最佳加筋率分别为0.45%、0.15%,并且分层加筋加筋效率优于混合加筋。循环荷载作用下,碳纤维加筋土的抗变形能力及稳定应变幅值远高于素土。加筋土动模量普遍高于素土的动模量。素土弱化参数普遍高于加筋土,素土和加筋土模量弱化参数整体变化趋势比较相似。     

土工织物加筋垫层稳定性作用分析

分析讨论了土工织物加筋垫层稳定性作用机理,总结了目前加筋垫层稳定安全系数计算方法,并采用原规程法和规范中的新方法对一项现场足尺破坏试验和5项海堤工程实例分别进行了计算分析,结果表明:土工织物加筋垫层可以约束堤体和地基土的侧向变形,减少地基的沉降和不均匀沉降,提高边坡的整体稳定性。采用分担系数的方法计算边坡稳定与实际结果较为吻合。     

含裂纹加筋板在压缩载荷下的剩余极限强度试验研究

在老龄化引起的船舶结构安全性问题中,裂纹损伤是结构强度衰减的一个重要因素。文章采用逐步加载法对含裂纹损伤的加筋板压缩剩余极限强度进行试验研究。设计六种典型的穿透裂纹损伤加筋板,对损伤试件进行轴向压缩试验。通过改变裂纹尺寸、位置及倾角参数并根据试验观测结果,探讨了不同裂纹参数下加筋板的屈曲破坏特点和对剩余极限强度影响。试验结果表明,不同的裂纹长度以及裂纹位置改变加筋板结构承载力的分布,影响结构应力应变场,进而改变其失效崩溃模式;倾角为45°的裂纹相对于垂直于加筋的裂纹对加筋板结构的剩余极限强度影响较小,此外初始缺陷对结构的剩余极限强度的影响也不容忽视。     

土工格栅加筋垫层的设计和应用

各种加筋材料与土的界面摩擦特性试验结果表明：用经编土工格栅作为加筋材料的砂砾垫层．其加筋效果最好。在分析国内外加筋地基承载力计算方法的基础上，提出了加筋垫层的实用计算公式．并以泉州市朝天门城楼工程的土工格栅垫层地基为例进行计算，通过现场载荷试验加以检验。     

复合材料加筋夹层板动力学固有特性影响因素分析

以复合材料加筋夹层板为研究对象,基于有限元分析,对不同加筋结构方案、加强筋不同宽高比以及不同加强筋芯材对其固有振动特性的影响规律进行了研究。在总重量相当条件下,对比分析了一字型、十字型、卄字型及井字形等四种不同加筋结构方案夹层板的静刚度特性及固有振动特性;以一字型加筋板为研究对象,以加强筋横截面面积为优化约束条件,研究了不同宽高比加强筋对加筋板固有振动频率的影响;对比探讨了一字型加筋板中加强筋芯材弹性模量的变化对结构固有振动特性的影响规律。结果表明：适当选择加筋形式、加强筋宽高比以及加强筋芯材能够有效提高复合材料加筋夹层板的静刚度特性及固有振动特性,为复合材料夹层板的工程应用与改进提供了参考。     

真空预压法处理滨海软土加固效果分析

结合工程实例分析了真空预压加固软土地基的机理和加固效果,由现场检测真空度、地下水位和室内试验数据分析了真空预压法的有效加固深度,通过室内试验对加固前后地基土体工程性质的变化做了定量分析。     

钢板桩式接岸结构锈损与力悃研究

结合工程实例,采用现场检测、化学分析和有限元分析等技术手段对接岸结构钢板桩锈损破坏的环境条件、破损特点、形成机理、影响程度和加固方法进行研究。检测数据表明,接岸结构钢板桩锈损主要表现为局部锈蚀成洞。认为接岸结构钢板桩在泥面附近局部腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,另外水流冲蚀、空泡腐蚀、砂石磨蚀也是重要影响因素。对钢板桩完好、锈蚀和局部锈损情况的变形、受力分析表明,钢板桩锈损已导致接岸结构的安全处于不确定状态,应立即采取修复补强措施。并进一步提出局部外包法加固方案,加固后接岸结构的变形和受力均可满足要求。     

CFRP加固损伤钢板的拉伸及疲劳性能研究

文章基于Dugdale模型理论提出CFRP加固含裂纹钢板加固量的计算方法。通过虚拟裂纹闭合法建立模型来模拟塑性钢板的破坏过程,并完成相关试验,验证了CFRP加固含裂纹钢板有效粘贴长度、有效粘贴宽度取值的有效性。同时利用Paris公式预估疲劳寿命,并结合相关试验数据,探究了CFRP加固对含裂纹钢板疲劳寿命的提高作用。研究表明,有效粘贴长度、有效粘贴宽度的理论取值有效;通过CFRP双侧加固竖裂纹、斜裂纹钢板构件可分别使其疲劳寿命得到显著提高。     

堆载预压法加固吹填淤泥地基效果评价

介绍了堆载预压法在港口吹填淤泥地基加固中的运用,采用现场实测结果评价其加固效果;与此同时,采用单向分层总和法计算堆载后地基最终累积沉降和土体分层沉降,且用实测结果检验理论计算结果,探讨这种理论计算方法在吹填淤泥地基中的适用性。结果表明:堆载预压法加固吹填淤泥地基效果显著。经堆载预压处理后,土体物理力学性质和十字板剪切强度得到了很明显的改善和提高,地基承载力特征值能够满足设计要求;现场实测沉降结果与理论计算沉降结果几乎一致,验证了理论方法计算沉降的可靠性和准确性。     

浅层真空预压法在加固新吹填粉土及粉质黏土地基中的应用

对浅层真空预压法加固后的软土地基加固效果进行分析,结果表明,在插板期地表产生较大的沉降,插密板短板可以达到较快加固吹填土层的效果;加固后软土地基土层含水量、孔隙比降低,地基承载力提高,可初步满足建设场地的需要。说明浅层真空预压法对吹填粉土及粉质黏土地基的加固是有效的,浅层真空预压法对于处理有较厚吹填土层的软土地基是比较成功的,可在类似的工程中应用。     

钢筋混凝土结构钢筋锈蚀模型及影响因素分析

在海洋环境下,钢筋混凝土构件的物理、力学特性随时间发生明显变化,使结构的安全度降低。影响钢筋混凝土构件耐久性的主要原因是钢筋锈蚀。关于钢筋锈蚀计算,有多种计算模型,不同计算模型的计算结果存在着较大差异,计算模型中相关参数的取值也有很多不同研究成果。本文通过算例,对各种模型及其相关参数的影响进行比较分析,可为钢筋混凝土结构耐久性设计和开展进一步研究工作提供参考。     

大气区被氯盐污染的钢筋混凝土外加电流阴极保护电流分散的研究

通过室内试验,针对大气区被氯盐污染的钢筋混凝土采用外加电流阴极保护系统其阴极保护电流在被氯盐污染混凝土结构的多层钢筋的分布规律进行了研究,为混凝土外加电流阴极保护工程的设计提供指导。研究结果表明:在大气区被氯盐污染混凝土中,邻近辅助阳极的第1和第2层钢筋共吸收的的电流较多,占总电流的70%以上;第2层钢筋与第1层钢筋的间距对电流在的钢筋中的分散情况影响较大。     

钢筋混凝土海洋平台结构受力分析

为完善新型型钢混凝土海洋平台的设计计算理论,本文针对梁内型钢腹板是否穿过节点区的不同情况,参考陆上新型钢筋混凝土建筑的新技术、结合海洋平台的特点,采用变角软化桁架模型,利用平衡条件、协调条件及混凝土软化应力-应变关系,并考虑"扭结"影响(强度弱化)的钢筋应力-应变关系,提出了压弯剪复合受力作用下的框架梁柱节点的受力全过程计算方法.利用该方法对国内外所作的53个框架节点试件进行了受力全过程分析,计算结果与试验结果吻合程度较好,为新型海洋石油平台的研究、设计与施工提供了有益的探索.     

不同加筋形式对结构声辐射性能的影响

本文基于统计能量法分析了横向加筋板,纵向加筋板,斜加筋板,圆心在板角的圆弧形加筋板,圆心在板中轴的圆弧形加筋板,正交加筋板等六种不同加筋形式板在100Hz至1000Hz内的声辐射特性,研究表明正交加筋板的平均辐射声压级要低于另外五种形式的加筋板.研究了两类改变加强筋间距的横向加筋板的声辐射性能,研究表明对于固定左侧的一根加强筋改变加强筋间距,随着加强筋间距的增大,辐射声压级先增大后减小,而对于板中线为基准改变加强筋间距,对辐射声压级影响不大.最后,本文研究加筋板在主机舱中的实际应用,建立了三种主机舱模型,分析模型的声辐射特性,研究表明复合加筋形式的主机舱辐射声压级最小,相对于无加筋形式,要低4~5dB左右.     

Lateral response of monopile reinforced by cement-improved soil in clay to monotonic and cyclic loadings: Laboratory model test and theoretical investigation

A systematic study was performed in laboratory model tests to assess the response of cement-improved reinforced monopiles to lateral monotonic and cyclic loading in clay. The overall load‒deflection behavior and profile of the bending moment was fully studied in monotonic tests, in addition to the p-y curves of the reinforced and unreinforced piles. Cyclic loading tests were carried out at different cyclic magnitude values and load ratios, and the cement-improved soil reinforcement range was also varied. This study provides several insights into the ongoing development of the deflection, unloading stiffness and bending moment of cement-improved soil reinforced piles as cycling progresses, which can provide empirical design recommendations for cement-improved soil reinforced monopiles subjected to lateral cyclic loading. Based on the typical p-y curve models of pile in soft clay and stiff clay, by considering the proportion of soil resistance shared by cement-improved soil and soft clay around a pile under lateral load, the modification factors of two parameters p_u and y₅₀ are derived, and then a modified p-y curve model of cement-improved soil reinforced piles in soft clay is established.