基于响应面法的节段预制混凝土T型梁抗剪性能分析

为研究节段预制混凝土T型梁接缝参数对其抗剪性能的影响,采用中心复合试验与有限元仿真相结合的方法,探究了节段预制拼装T型梁的键齿数量、键齿深度、梁体总长和混凝土强度这4个参数对抗剪性能的影响规律,并进行了相应的响应面回归分析。研究结果表明,运用响应面法得到了节段预制拼装T型梁各参数对其抗剪性能影响的回归方程,其预测结果与有限元仿真的实际结果吻合较好,误差在可以接受的范围内,为后续研究节省了计算成本。研究内容对同类结构桥梁的设计提供了可靠的理论依据。     

波形钢腹板结构参数变化对其稳定性的影响

为研究波形钢腹板PC组合箱梁桥梁结构力学性能,本文利用ANSYS对1600型波形钢腹板进行线性和非线性屈曲分析,计算该种型号波形钢腹板不同高度、厚度的屈曲模态,得到波形钢腹板三种屈曲模态的结构尺寸范围,分析波形钢腹板的非线性屈曲行为。结果表明：波形钢腹板随厚度和高度的增加,其一阶屈曲模态由局部屈曲逐渐发展为整体屈曲;波形钢腹板随着厚度的增加,其屈曲极限荷载大致成正比例增加,随着高度的增加,其屈曲极限荷载大致成正比例减小;局部屈曲的荷载-位移曲线在屈服后下降速度较快,整体屈曲的荷载-位移曲线在屈服后下降速度较慢。     

非圆形隧道毛洞围岩的应力和塑性区

为研究隧道工程中常见的非圆形毛洞围岩的应力和塑性区分布,采用复变函数方法,得到平面应变状态下受双向挤压应力作用的毛洞围岩应力解析解,并将其代入Drucker-Prager屈服准则,估算围岩的塑性区范围。以工程中常见的大断面双线铁路隧道为例,先通过搜索边界映射点的方法得到隧道毛洞的映射函数;再求得隧道毛洞附近围岩的应力分布,对推导出的非圆形隧道毛洞围岩应力解析解的正确性进行验证;最后分竖向挤压应力较小与较大2种情况,讨论侧压力系数对隧道毛洞围岩塑性区的影响。结果表明：离毛洞边4倍毛洞宽度处,应力值稳定,趋于所加荷载;当竖向挤压应力较小或较大时,侧压系数的改变分别会影响塑性区的位置或形状;拱腰处塑性区主要由竖向挤压应力产生,而拱顶与仰拱处塑性区则主要由水平挤压应力产生;在隧道设计和施工过程中,当围岩侧压系数较小或较大时,须分别在拱腰、拱顶与仰拱处加强支护。     

戴云山隧道燕尾段施工数值仿真分析

国内外燕尾式隧道的修建起步较晚,相应的技术难度较大,缺少施工经验和技术标准。利用大型有限元软件对新建向莆铁路戴云山隧道燕尾段工程开挖进行了仿真模拟,通过对围岩应力场、位移场和支护体系受力特点的分析研究,指出大跨段拱顶下沉和拱底回弹较大,连拱段中墙上方岩体最为脆弱、中墙偏移、墙身偏压、墙底受拉,小净距段中夹岩柱承受压力较大。针对上述问题,提出了相应的施工建议与对策,对燕尾段现场施工具有一定的指导意义。     

软土盾构隧道施工阶段上浮量预测综述

随着我国各大城市地铁和江河海底盾构隧道的兴建,施工过程中管片上浮问题已成为当前亟待解决的关键技术问题。首先,从上浮作用机理、横纵向刚度联系、上浮力分布规律以及上浮计算模型方面综述国内外研究现状及存在的问题。其次,在已有研究成果基础上,提出可进一步研究的思路和方向。主要包括:(1)将浆液充填、渗透视为连续过程,探求浆液黏度时变性下管片上浮力分布规律和计算公式;(2)摒弃了传统等效刚度模型和"梁-弹簧"模型,提出横、纵向折中的"局部刚度修正梁-梁"模型;(3)指出弹性地基圆梁法和修正惯用法不适用于分析盾构隧道施工阶段上浮问题,提出抗力反转局部上浮计算模型;(4)考虑浆液时变性、地应力、上浮力以及上覆地层反向压缩特性等因素,创建基于等效刚度或"局部刚度修正梁-梁"思想的盾构隧道整体上浮计算模型。最后,对如何实现给出相应建议。     

二维细长柱体气动力特性试验研究

为了研究包括圆柱体和正多边形的二维细长柱体的气动力特性,对具有5种不同表面粗糙度的圆柱体和4种正多边形(12、16、20、24)柱体进行了风洞模型测力试验。对于圆柱体,分析了雷诺数和表面粗糙度对其气动力特性影响规律;对于正多边形柱体,分析了雷诺数、风攻角以及正多边形边数对其气动力特性影响规律。结果表明:圆柱体表面粗糙度对气动力特性具有明显影响,随着粗糙度增大,阻力系数减小,雷诺数效应减弱;在特定风攻角下,各正多边形柱体气动力系数随雷诺数均变化不大;在试验雷诺数范围内,正多边形柱体的气动力系数随风攻角变化不大;就整体趋势而言,正多边形柱体随着边数增加平均阻力系数减小,平均升力系数增加。     

有限元极限平衡法在黄土边坡稳定性分析中的应用探讨

对目前边坡稳定分析中的极限平衡和有限元两类方法进行分析阐述,在此基础上,结合黄土边坡工程算例,利用geostudio软件将有限元与极限平衡法相结合进行黄土边坡稳定性分析,并对其计算结果进行比较。算例分析结果表明:极限平衡法在求解过程中作出各种假定来解决超静定问题;有限元法克服了极限平衡法的不足,考虑土体的本构关系,但不能确定可能破裂面,对边坡失稳破坏的判断没有一个定量的标准,将有限元法和极限平衡法相结合,取长补短,既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,准确描绘出破坏面的特征,又能得到更精准可靠的安全系数;有限元极限平衡法可自动搜索出坡肩带有垂直裂缝的组合滑动面,比极限平衡法搜索出的单一圆弧滑动面更贴近实际情况,提高了边坡稳定性分析的合理性,为类似边坡稳定性分析方法提供参考。     

宝兰客运专线强湿陷性黄土水稳性试验研究

通过自行设计的崩解试验和饱和前后的无侧限抗压强度试验,对宝兰客运专线强湿陷性黄土水稳性进行试验研究,试验结果表明:宝兰强湿陷性黄土遇水前后抗压强度衰减显著,水稳性很差。压实度在100%的试样崩解时间仅为35~40 min;相同时间下,压实度提高可以降低毛细水的上升高度,减缓其崩解速度,有效提高其抗渗性。饱和前后土样的应力应变关系均呈应变软化型变化规律;饱和前后土样的无侧限抗压强度差值达到295.0k Pa,强度衰减约77.1%。     

粉砂改良土抗剪强度特性试验研究

通过无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、三轴压缩试验,对纯砂和水泥改良粉砂的强度特性进行试验研究,结果表明:该粉细砂存在一定的黏聚力,其最优水泥的掺入比为3.5%;水泥掺入对粉砂来说主要体现在c值的增长上,对φ值的影响不明显;水泥改良粉砂的强度随着龄期的延长而增加。