基于导波技术的高速公路护栏立柱埋深检测

为了研究导波在半埋地护栏立柱结构中的传播特性,并从中选择适合检测立柱长度的导波模态和频率,在弹性动力学理论基础上,分别对立柱未埋地部分和埋地部分的导波群速度、衰减和频散进行计算分析。结果表明:80~130 kHz的纵向模态L(0,2)在未埋地部分和埋地部分中的群速度相同,衰减程度最小,传播距离可以满足检测要求,可以用来对半埋地立柱埋深进行检测;试验验证结果和理论分析相吻合,所获得的端面回波信号清晰,有较高的信噪比,测量的最大相对误差小于0.8%,可以满足工程实际要求。     

弹性波在公路护栏立柱传播中的声固耦合分析

结合弹性波与土力学理论,引入声固耦合多物理场数学方程,建立地上-地下立柱-钢材-土体三维模型。研究弹性波在公路护栏立柱传播中的声固耦合规律,分析立柱-土体波动规律与柱底界面相位特性,揭露弹性波在自由边界与土体界面的逸散特性。研究结果表明:立柱与土体密实性直接导致激发冲击弹性波能量向周边土体的逸散速度,且弹性波沿着立柱向下传播过程中,存在能量的衰减及向周围土体逸散的双重效应。当土体弹性模量一定时,在立柱埋深区域弹性波衰减程度与激发冲击能量呈反比,与土体变形呈正比,且土体产生10-4数量级的变形量。当激发冲击弹性波能量一定时,立柱与土体密实性高。弹性波向周边土体逸散较大,柱底反射的信号能量较低,测试数据离散性变大。将研究成果应用于现场试验检测,取得了良好的效果。     

基于弹性波法的公路护栏立柱埋深检测方法及影响因素研究

阐述了弹性波法检测护栏立柱埋深的基本原理,通过试验分析了各种相关因素如传感器的类型、安装位置、激振锤及激振方式、是否连接护栏板及与立柱相对位置等对立柱埋深检测结果的影响,为工程检测和开发便携式检测设备提供了理论和试验依据.     

基于低频超声导波技术的高速公路护栏立柱埋深检测的试验研究

超声导波技术可以用于高速公路护栏立柱埋地深度的准确快速的检测。研究了自由立柱和部分埋地护栏立柱中低频纵向超声导波的传播特性,并选取了30~60 kHz的L(0,1)模态对自由立柱和部分埋地立柱进行了检测试验,试验结果表明低频纵向超声导波可以有效地测量出高速公路护栏立柱的埋地深度,检测的最大相对误差在5%以内,完全满足工程检测需要。     

护栏状态因素对立柱埋深弹性波检测法的影响分析

研究了护栏不同状态（是否连接护栏板、与护栏板的相对连接位置、是否安装柱帽等）对半埋地立柱埋深的弹性波检测方法的影响,初步分析了不同状态下检测频率的变化、对测量结果的影响和处理方式,通过实验得出各状态因素的影响校正因子范围,为护栏立柱埋深无损检测中遇到的难题提供了一种解决途径,校正因子的精确值还有待于进一步研究验证。     

护栏立柱埋深检测方法应用分析

公路护栏立柱埋置深度作为交通安全设施的一项关键性指标,针对目前广泛应用的拔桩法,介绍了无损检测的两种方法超声导波法和弹性波法,根据弹性动力学相关知识,分析了不同方法的原理以及应用技术手段,指出两种方法在护栏立柱埋深检测中具有突出优点和应用潜力。     

基于应力波频谱图的护栏金属立柱埋深检测法

护栏是公路上最重要的安全设施，金属地埋立柱是其主要承重部位，其埋深直接决定了发生事故时护栏的安全防护作用。应力波反射法作为一种无损检测技术，被广泛应用于结构的尺寸和完整性检测中，而传统应力波反射周期往往依靠人工经验提取。为增加测量的准确性，减小人为因素的影响，提出一种基于图像处理的应力波反射周期提取方法。首先，对采集的反射周期信号进行小波去噪，多重自相关和短时傅里叶变换，得到时频图；然后，对时频图进行边缘检测、二值滤波和列像素平均统计；最后，利用快速傅里叶变换提取统计信号的主频率，再通过主频即可计算相应的应力波反射周期。为验证该方法的有效性，设计了实验模型，并建立了金属地埋桩实验测量平台。实验结果表明，该方法能自动提取应力波反射周期，进而测量金属地埋桩的长度与埋深，测量平均误差小于5%。     

频率对微型桩-土动力相互作用影响的试验研究

为研究输入波频率对微型桩动力特性的影响规律,以直径D为6cm的微型桩为研究对象,制作相应的钢箱,进行了微型桩-土动力相互作用振动台试验。试验结果表明:输入波的频率对桩身变形模式有很大的影响,随着输入波频率的增加,桩身变形由正弯型过渡为反弯型;当输入波的频率小于或者接近模型固有频率时,桩身的最大位移发生在桩顶处;当输入波的频率超过固有频率较多时,桩身的最大位移发生在埋深约60cm(10 D)处,且在埋深20cm(3.3 D)和170cm(28.3 D)处,桩身分别会出现最大的正向弯矩、负向弯矩;当输入波的频率小于模型固有频率时,桩侧土压力p与桩身位移y的关系接近线性关系,形成的滞回环面积很小,当输入波频率接近或者大于模型固有频率时,滞回环面积则较大。     

某拱式结构施工中组合拱架的变形分析

以某大跨度6连拱式水利渡槽为分析对象,利用堆栽试验和仿真计算2种方法对其钢管立柱与贝雷梁组合拱架在施工中的变形进行分析。得出钢管立柱与贝雷梁拱架系统的弹性变形及非弹性变形规律,并通过对比分析得到拱架底模系统在施工中的变形规律,为该渡槽后续施工提供技术指导。     

钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性影响研究

结合广中江高速公路跨江桥梁钢管混凝土复合桩工程实际,采用数值仿真方法,对滨江大桥X3-15桩基础竖向承载特性进行数值仿真计算,并与现场试验成果进行对比分析,验证了有限元模型及参数的可靠性。在此基础上,深入研究了不同钢管埋深下钢管混凝土复合桩竖向承载特性的变化规律,计算结果表明,增大钢管埋深能有效提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,钢管埋深在12m范围内增加时,桩基竖向极限承载力增加较快,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅2.0% ~2.2% ;钢管埋深超过12m后继续增加钢管埋深,桩基竖向极限承载力增加幅度较小,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅1.3% ~1.4% ;钢管混凝土复合桩竖向极限承载力由钢管段侧摩阻力、钢管段以下钢筋混凝土段侧摩阻力、钢管端部变截面处端阻力和桩端阻力组成;随着刚管埋深增大,钢管混凝土复合桩总侧阻力逐渐增大,总端阻力则均有所减小,钢管埋深由4 m增加至24 m时,桩基总侧阻力增大了6 382.8kN,增幅9.3% ,桩基总端阻力减小了6 382.8kN,减幅29.8% 。     

高速公路中央分隔带护栏立柱稳定性分析及加固方案研究

现行中国高速公路安全规范对护栏立柱地基土的压实度没有给出明确的规定,致使中央分隔带内护栏立柱的承载力因为种植土和回填土的存在得不到充分地发挥。为此,对护栏立柱进行了一系列准静态横向加载试验,发现表征立柱横向承载力的临界载荷与表征地基土强度的静力触探锥尖极限阻力之间有近似的线性关系。并基于这一关系,提出了一种对应临界载荷的简化土反力分布模型。最后根据该模型及现场立柱的埋置状况,提出了一种用钢板加固护栏立柱的有效方法。     

非同时受压矩形钢管混凝土界面传力特性研究

受结构构造、施工方法及制作精度等影响,钢管混凝土桥梁节点区域传力较为复杂,压力荷载传递往往先由钢管或混凝土承担,经过一定长度后再由钢管和混凝土共同承担,钢管和混凝土非同时受压现象较为普遍。界面传力机理决定着非同时受压钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的工作特性。基于弹性连续介质层法,利用变形协调条件,建立了非同时受压矩形钢管混凝土界面传力理论分析模型,推导出剪力传递长度及界面纵向剪力的解析表达式。经有限元验证理论分析模型,进行了矩形钢管混凝土界面传力特性的敏感性参数分析,给出了矩形钢管混凝土剪力传递长度和界面纵向剪力的变化规律。结果表明：给出的界面相对滑移、界面纵向剪力、剪力传递长度等解析公式计算精度较高,可为钢管混凝土构件、节点及界面抗剪连接件的设计计算提供理论依据;剪力传递长度是反映钢管混凝土界面传力特征的关键指标,决定着钢管与混凝土协同作用范围及强弱;弹性工作阶段混凝土先受压和钢管先受压时界面剪力传递长度相等,与轴力无关,受界面剪切刚度影响规律相同;界面纵向剪力与轴力成正比;剪力传递长度随界面剪切刚度的增大而减小,与之呈负指数函数关系,随钢管、混凝土的轴压刚度增大而增大,与之呈...     

中空夹层钢管混凝土柱力学性能研究

基于给定的核心混凝土和钢材的三轴本构模型,设定构件内、外两层钢管使用相同的钢材,并考虑核心混凝土和钢管变形协调,应用连续介质力学理论,对中空夹层钢管混凝土短柱进行了弹塑性全过程理论分析,建立了中空夹层钢管混凝土短柱组合弹性模量理论计算公式和应力-应变关系全曲线的理论计算模型。该计算模型形式简单,参数少易确定,便于程序化实现,并与文献资料的试验结果进行了比较,结果表明,该模型能较好地反映试验规律以及组合构件材料物理性能的优点,为中空夹层钢管混凝土组合结构进一步研究奠定了基础。     

锚杆无损伤检测问题的理论研究

锚杆无损伤检测的基本原理是采用动力瞬态激振使锚杆产生弹性振动,通过测定锚杆的振动响应来评估锚杆质量。应用弹性动力学理论,建立了锚杆无损伤检测的波动方程及其定解条件,采用分离变量法求得了波动方程的理论解答。通过将截面位移对时间和空间变量求导,解得了质点振动的速度、加速度、应变和应力,并对公式中参数的选取进行了讨论,可为进一步研究锚杆无损伤检测问题提供理论参考。     

洞庭湖地区某特大桥饱和砂土液化判别及其液化特征

在地震作用下,洞庭湖地区存在的大量砂土层会出现液化破坏。通过SPT（现场标准贯入试验）、SWVT（剪切波速测试）和CPT（静力触探试验）等原位技术对洞庭湖地区某特大桥饱和砂土层进行了地震液化判别并对其液化特征进行分析。结果表明,综合采用静力触探和标准贯入试验进行液化判别的方法结果较好,静力触探方法更适合本地区砂土液化评判;在本特大桥,液化等级随着砂土顶板埋深的减小而由不液化变为严重的趋势,液化指数随砂土顶板埋深的减小而增大,基本呈线性关系;当埋深超过13.3 m时,基本不会产生液化,而当埋深小于5.95 m时液化等级为严重可能性大。     

基于原位剪切波速测试的场地土地震液化判定方法

以原位剪切波速测试判定地震液化的优势,分析了原位剪切波测试的适用设备和基于剪切波速测定对场地土地震液化的判定方法。判别场地土地震液化,通常采用室内应变法来确定最大剪切模量,给出土的动剪切模量比和阻尼比进行判断,而采用现场剪切波速法直接判断地震液化并不常见。依据广西桂林具体工程实例进行原位剪切波速试验,对场地土地震液化判定进行了分析,得到场地土地震液化剪切波波速随深度变化曲线和不同地震烈度下土层液化剪切波速临界值及其与实测剪切波速的关系,直接对场地土地震液化进行判别。     

钢管混凝土哑铃型短柱极限承载力的等效单圆管算法

哑铃型截面是钢管混凝土拱肋常用的截面形式。本文根据钢管混凝土哑铃型柱轴压与偏压试验,提出了将哑铃型截面等效成单圆管钢管混凝土截面,然后应用钢管混凝土结构设计规程进行极限承载力计算的等效单圆管法。对试件的计算表明,计算值与实验值吻合良好。这个方法概念清晰、计算简单,可供工程应用参考。     

场地土最大动剪模量的室内外试验研究

为了更可靠地获取场地土动剪模量,利用JB型波速仪,采用单孔法,现场对场地土分别沿1.80 m、2.80 m、3.65 m和6.65 m深度进行了波速测试,得到了场地各层土的剪切波速。此外,取出了场地各层土的原状土样,进行了室内循环单剪试验,获得了各层土的动剪模量,并与剪切波速的计算结果进行了比较分析。结果表明,由现场剪切波速试验和室内循环单剪试验得到的最大动剪模量比较接近,说明两种试验的结果都比较可信,两者可以相互验证,建议实际应用中将两者综合考虑。