直立式格栅加筋土挡墙变形受力的快速拉格朗日法数值分析

通过对土体单元采用Duncan-Chang E-B非线性弹性模型,土工格栅单元和面板单元采用线弹性模型,接触面单元采用Goodman耦合弹簧模型,建立了直立式格栅加筋土挡墙的分离式本构模型。采用快速拉格朗日法对其进行数值模拟,对挡墙面板侧向水平位移、挡墙顶部竖向位移、格栅筋材所受拉力及其潜在破裂面进行了数值分析。     

台阶式加筋土挡墙结构特性研究

对高度大于12m的加筋土挡墙,规范要求设置错台,但结构仍按不设错台计算,这明显存在理论缺陷。本文建立直立式和台阶式格栅加筋土挡墙有限元模型,对其结构特性进行有限元动力分析,研究表明:在加载条件相同的条件下,台阶墙与直墙相比具有墙体变形小、应力分布均匀和承载能力大等优点;但其潜在破裂面与规范推荐的0.3H破裂面假定有较大差异,并随着台阶宽度的变化而变化。因此,基于台阶式加筋土挡墙结构特性,研究并提出适合不同台阶宽度的加筋土挡墙潜在破裂面的合理计算模式,对于完善加筋土理论和工程设计规范具有重要意义。     

柔性织物加筋土坡潜在破裂面研究

离心模型试验结果表明柔性织物加筋土坡的破裂面形态多由坡顶竖向张裂缝与通过坡趾的对数螺旋线组成。本文给出一种竖向张裂缝近似计算方法,并采用传统塑性理论上限法计算加筋土坡的稳定性系数,其最小值对应的破裂面即为潜在破裂面。通过计算得到的破裂面与模型试验结果具有较好的吻合性,表明该方法用于计算柔性织物加筋土坡的潜在破裂面是可行的。     

用简化的水平条分法分析加筋土挡墙的稳定性

针对筋材为可延展性材料的情况,采用简化水平条分法,推导出所需筋材拉力总和的计算公式和临界破坏角的方程式。计算公式考虑了水平和竖直地震力加速度系数、挡墙后填土的黏聚力和内摩擦角、地下水等因素,并且分析了这些因素对临界破裂角、所需筋材拉力总和或者所需筋材拉力总和系数的影响。结果表明,临界破裂角随着挡墙后填土黏聚力的增加或者内摩擦角的增大而增大,随着水平地震力加速度系数的增大而减小;竖向地震力加速度系数对临界破裂角和所需筋材拉力总和的影响与Ling&Leshchinsky的研究结果一致;所需筋材拉力总和系数随地下水位的升高或者孔隙水压力比的增大而增大,随内摩擦角的增大而减小。     

基于PFC的直立式加筋土挡墙数值分析

为了研究直立式加筋土挡墙的结构特性,从细观角度出发,通过颗粒流分析程序PFC2D建立直立式加筋土挡墙离散元数值模型。研究直立式加筋土挡墙的作用机理,从细观角度对挡墙位移场、应力场、接触力链在外部荷载作用下的变化规律进行分析。研究结果表明:加筋区域土体水平运动趋势比未加筋区域更加明显,但是土工格栅对土体的阻抗作用有效地减小了加筋土区域土体的水平位移。挡墙加筋区域应力水平整体低于未加筋区域,同时加筋区域强力链数量明显多于未加筋区域,说明土工格栅起到了加固土体的作用。     

三峡库区某短加筋挡土墙数值模拟分析

在特定工况下,采用短加筋挡墙是不得已的选择。本文采用Plaxis数值模拟软件,对三峡库区某短加筋挡墙受力与变形特征进行了数值模拟和参数分析。研究结果表明：短加筋挡土墙体与被挡土体之间存在明显的位移突变现象;短加筋挡墙水平位移在挡墙中部偏下的位置最大,呈“腰鼓状”鼓出;筋材与挡墙中打设的锚杆连接后,能明显改变筋材的受力和变形情况,加筋效果更接近于正常设计加筋土挡墙。     

浅析加筋挡土墙排水系统设计

加筋挡土墙最主要的组成部分是墙后加筋体和回填土。在加筋挡土墙设计中,水对墙后土体有很大的影响。填料被水饱和时,在水压力的作用下,墙后土体的抗剪强度减小使得土体发生破坏。此外,如果水中含有对金属筋带产生腐蚀性的盐类等物质,将影响筋带的使用寿命。为了使加筋挡土墙保持良好性能,完善的排水系统是必不可少的。笔者以参与国外某高速公路项目加筋挡土墙设计为依托,从内部排水系统、外部排水系统、反滤层设置及维修养护方面对加筋挡土墙排水系统设计进行分析。     

涉水加筋土挡墙破坏机理的离心模型试验

目前加筋土结构的应用范围较广,但加筋土工程特别是加筋土挡墙失稳、破坏的事故时有发生,已引起学术界和工程界的高度关注.通过离心模型试验,研究加筋土挡墙的结构特性和破坏机理,揭示分级台阶式格栅加筋土挡墙的土压力、筋带拉力及墙面变形的分布规律,该成果进一步拓展了加筋土结构的研究领域,对工程实践具有一定的参考价值.     

格型板桩圆筒内部土体破坏面的稳定性分析

挡土结构稳定性验算时土体破坏面的选择关系到计算精度与工程经济性,严重时还会影响工程安全。针对格型板桩圆筒失稳时地基土破坏面可能位于圆筒内部的情况,分析其破坏模式与计算方法。结合工程实例,建立数值模型分析失稳时圆筒底部土体破坏面的位置;针对相邻圆筒底高程不一致的情况提出了Hansen法“双破坏面”的计算假定并给出具体算例,并提出2种改善圆筒内部土体破坏面稳定性的思路。结果表明,增加圆筒入土深度并对被动区与圆筒内部的土体进行加固,可有效提高格型板桩圆筒沿内部破坏面的稳定性。     

水平承载桩-桶基础周围土体的变形场分析

采用数字照相变形量测技术方法,对水平承载的桩-桶基础室内模型试验进行观测,分析地基土体位移发展变化规律与变形模式,得到土体的渐进性变化过程,发现土体的剪切变形轮廓线和土体的破裂面模式基本一致,被动区都为一个与土表面成一角度的三角形,主动区沿着基础轮廓展开。该结论可为分析桩-桶基础的水平承载力提供参考依据。     

正交加筋复合材料夹层板弯曲问题求解

正交加筋均质芯材基于一阶剪切变形理论,并采用δ函数描述其非连续性,复合材料面板采用Kirchhoff薄板假设,以面板面内位移和结构整体横向位移为响应函数,通过能量原理推导了正交加筋芯材复合材料夹层板的静力学平衡方程。考虑四边简支边界条件,采用双傅立叶级数位移函数求解了正交各向异性复合材料面板正交加筋均质芯材夹层板受均布载荷作用的弯曲响应,通过将夹层板的位移和应力响应与有限元计算结果进行对比,验证了文中求解方法的正确性。     

板桩墙与斜顶桩连接形式的探讨

<正>1 前言 天津港七～十二段及一突堤堤头共7个泊位,其码头结构均为高桩梁板结构型式,后方挡土墙为钢板桩加斜顶桩支撑。 码头自1974年建成使用后,我们在1988年对码头进行了调查,发现七～八段码头的113根斜顶桩有15根开裂,且有3根桩上有2条裂缝,其余的只有1条裂缝;9～11段及一突堤堤头码头有个别桩开裂;12～13段码头有65根斜顶桩开裂,且破坏较严重。开裂桩上的裂缝均为水平向缝,缝宽0.1～1.5cm不等,缝均在临海一侧的桩表面及相邻两侧面。近年来,随着天津港吞吐量的迅速增长,码头的使用率大幅度提高。码头上频繁的荷载作用增大了回填土体对挡土结构的作用力,从而使斜顶桩开裂的数目增长较快。1991年再次对七～八段码头进行调查,发现已开裂的桩增加到了68根,且有23根桩上有2～4条裂缝。斜顶桩为何会出现裂缝,有何办法使斜顶桩避免出现裂缝,为此,我们对板桩墙与斜顶桩的连接型式及斜顶桩出现裂缝的机理进行了探讨。     

基于DPDM技术的水平受荷桩侧土位移分析

应用数字照相变形量测DPDM(The digital photogrammetry for deformation measurement)技术对水平受荷桩的桩侧土位移进行分析.通过室内模型单桩单向水平循环荷载实验,利用数码相机时实验过程中桩侧土体的变化进行全程拍摄,应用DPDM技术对拍摄结果进行处理,得出桩侧土体的位移场分布.桩身的变形分为弹性阶段,弹垫性阶段和破坏阶段.破坏荷载下,主动侧土体塑性变形区宽度为桩径的0.5倍,深度与桩身变形深度相同;被动侧土体塑性区域呈半个倒锥形,主要分布在沿桩身0.37倍桩入土深度内.锥形侧表面尾端与土表面成60°夹角.     

软土地基上板桩码头结构方案研究

以某软土地基上的板桩码头工程为例,采用地下连续墙作前墙、混凝土梁连接前后桩基的设计方案。考虑到软土地基的材料非线性,地基土体采用邓肯-张模型,并使用有限单元法分析板桩码头各构件的应力分布规律和变形特点。另外,采用多种方案对比的方法对码头结构设计方案中的前墙入土深度和两排PHC桩基的桩长进行研究。分析前墙入土深度和PHC桩长对板桩码头位移和内力的影响,并给出前墙入土深度和PHC桩长的优化结果,为工程实践中板桩码头的结构优化设计提供依据。     

自升式平台插桩物理模型实验及分析

研究自升式平台插桩过程的土体运动滑移以及土体变形规律,对合理评价自升式平台桩腿及桩靴的稳定性有重要的意义。以自升式平台插拔桩为工程背景,基于自主研发的＂流固土多项耦合六自由度单双向静动态加载仪＂,对砂性土海床进行比尺实验,利用物理手段研究平台插桩过程中土体与桩靴耦合作用机理。实验中给出了海床插桩入泥深度与地基承载力的曲线,并且推导出砂土力学性质随桩靴深度变化公式。实验的破坏特征与海洋砂土地基实际破坏一致,说明了模型试验的正确性,同时也为层状穿刺试验提供了实验基础。     

高水头混合式闸室墙衬砌锚筋的计算方法

针对高水头混合式闸室墙结构设计领域,以柳江红花水利枢纽复线船闸闸室墙为例,结合ADINA有限元模型分析,进行锚筋计算方法的研究。通过分析,锚筋受拉过程轴向变形u与距前趾的垂向距离L_i近似成正比关系,利用u与L_i的关系,通过假定建立锚筋轴向拉力F_i与L_i及锚筋产生的力矩M_i与L_i的公式关系。为满足闸室墙检修工况下抗倾覆稳定性要求,结合锚筋提供的弯矩值Mi反推拉力值Fi,锚筋提供的拉力值均满足设计与使用要求,且越靠近顶排,锚筋发挥作用越大。通过与现有传统锚筋计算方法进行对比,该计算方法相对合理、准确,更加节省工程投资。     

船坞接长工程锚拉结构施工技术

在船坞改造工程中,为有效提高坞墙锚拉结构施工速度,避免或减少船坞接长施工对原船坞的影响,满足原船坞连续生产需要,改进了锚碇板桩桩顶结构,将锚入锚碇墙的主筋直接外露,免除桩顶混凝土凿除工序,缩短了施工周期;制作了适应锚碇板桩桩顶主筋外露的沉桩桩帽,并采取有效措施保证了桩顶完整性;使用了一种锚拉杆中间张拉连接装置,优化了施工工序,增加了施工作业面,提高了施工组织效率。为船坞坞墙锚碇体系相关施提供一定的参考。     

格栅式直立加筋墙力学特性分析

采用非线性有限元法对加筋土挡墙的力学特性进行数值分析,对直立式加筋土挡墙墙面变形、墙内土压力的分布规律作了探讨,分析计算表明,直立式加筋墙的特性明显区别于重力式挡土墙,在工程设计中,直立式加筋墙的设计不应同刚性结构设计计算一概而论,在此基础上,文中得出一些有益的结论.     

水下浇注混凝土膜效应机理

随着现代地连墙工程的广泛应用,水下浇注混凝土埋管深度控制不精确和基坑开挖后地连墙大面积露筋问题逐渐暴露出来。为了加强地连墙施工过程质量控制、提高地连墙墙体质量,以水下浇注混凝土为考察对象,首次提出水下浇注混凝土膜效应及其形成阶段和性质的概念,同时提出膜效应以膜厚度作为衡量标准和以膜阻力作为表征方法的理念,根据现场试验和理论分析得出膜效应的影响因素,并提出控制埋管深度的主要措施。根据膜效应和地连墙大面积露筋的特点,首次提出水下浇注混凝土边膜滞留效应的概念和影响因素,对地连墙大面积露筋事故的成因进行分析,并提出减少地连墙大面积露筋的主要措施。     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在混凝土梁中的抗弯性能研究

论文从以玻璃纤维增强塑料筋替代钢筋应用在海港工程等恶劣环境混凝土结构中,以解决钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题的思路着手。在对玻璃纤维筋材料基本物理力学性能研究的基础上,以钢筋为对比,进行了10mm的玻璃纤维筋混凝土构件的三点抗弯试验。结果表明:GFRP筋在抗拉性能方面远高于钢筋,但抗剪及抗压性能比钢筋差;GFRP筋混凝土梁的抗弯曲破坏能力高于钢筋混凝土梁,但同样荷载下,GFRP筋梁的挠度大于钢筋混凝土梁的挠度;最终破坏时钢筋混凝土梁只有纵向裂缝,而GFRP筋除了有纵向裂缝外,还有横向裂缝。