杭州湾跨海大桥70 m预应力混凝土箱梁用海工耐久混凝土的试验研究

通过平板抗裂试验,研究了海工耐久混凝土的早期抗裂性,采用RCM法研究了海工耐久混凝土抗氯离子渗透的能力。结果表明,使用P.Ⅱ42.5(R)硅酸盐水泥、Ⅱ区中砂、5~25 mm碎石、Ⅰ级或Ⅱ级低钙粉煤灰、粒化高炉矿渣粉及新一代高性能高效减水剂,可以配制出C 50~C 60海工耐久混凝土。     

粉煤灰加筋土挡墙工作机理的离心模型试验研究

将能够完全满足模型相似律的离心模型试验方法应用于粉煤灰加筋挡墙研究中。试验基于整体刚性面层加筋土挡墙结构研究了粉煤灰加筋土挡墙的工作机理、筋材中的应变分布、粉煤灰加筋挡墙的变形。结果表明,加筋土挡墙所发生的侧向位移量远小于素土无加筋挡墙的位移量,且加筋层竖向间距越小,加筋层越密,相对侧向位移量越小,加筋效果越明显;因粉煤灰填筑密度较轻,加筋后的挡墙所发生的相对侧向位移量较小,说明加筋效果明显。     

斜拉桥钢-混组合索塔锚固区节段模型试验研究

斜拉桥钢-混组合索塔锚固区构造和受力十分复杂,通过索塔锚固区的足尺模型试验,并进行空间的有限元仿真计算分析,给出仿真计算的主要成果及其与试验实测值的比较,得出一些重要结论。试验成果对杭州湾跨海大桥的建设起到了重要的指导作用。     

稳定边坡用刷坡设平台和填土反压的试验分析

对路堑刷坡设平台进行离心模型试验并应用FLAC3D进行数值分析,找出了靠近滑动面附近为平台最佳位置。离心模型的对比试验,根据试验后的位移变化、变形机制和形态,得到填土反压比刷坡更能增大边坡稳定性的结论。     

井流消能在水库溢洪道改造中的运用探索

结合汤泉水库溢洪道改造工程,介绍井流消能理论及其应用。针对模型试验中发现的问题,提出解决问题的对策,最终,形成消能效果最佳的超典型井流流态。为该技术成果的推广应用积累经验,希望将有更多的工程采用这一高效能、低造价的消能方式。     

斜坡地基上填方路堤极限承载力影响因素分析

影响斜坡地基上填方路堤极限承载力的因素主要有:斜坡坡度、路堤填土高度、路堤顶面宽度、路堤边坡坡度等。运用极限分析上限法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出了各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素来指导斜坡地基上填方路堤的设计与施工,以确保山区高速公路安全畅通。     

整体式桥台的箱梁剪滞效应分析

针对整体式桥台的箱梁固有的力学特性,建立有限元模型,对其在不同荷载作用下剪滞系数的横向和纵向分布规律进行研究,并将结果与普通简支箱梁进行比较。通过有机玻璃模型试验验证了有限元建模分析的可行性、准确性,同时作了参数分析,提出了可供工程设计参考的实用剪滞系数计算表。分析结果表明:该类箱梁剪滞分布与普通简支箱梁的不同主要在于桥台附近截面出现了负剪滞现象;整体式桥台的纵向抗弯刚度、主梁宽跨比、宽高比及不同荷载形式等是影响该类桥梁剪滞系数的主要因素。     

预应力TRM加固混凝土梁最优预应力计算方法

为了扩大纤维织物网增强水泥聚合物砂浆加固技术(TRM)在钢筋混凝土梁加固上的应用范围,深入研究预应力TRM的力学机理,探索纤维预应力的合理取值范围,提高加固设计计算精度。基于预应力TRM加固混凝土梁模型试验与非线性损伤数值试验交互验证,对比分析了原结构和加固结构承载全过程力学机理,在参数影响规律研究的基础上,建立了分析模型,提出了计算方法,得到以下结论：预应力TRM可以有效改善被加固梁截面的受力状态,提高纤维材料强度的利用率;随着纤维预应力的增大,被加固梁承载力存在一个极值点,此极值点对应的纤维预应力即为最优预应力。最优预应力率并非定值,它随纤维加固量的增大而增大,随混凝土强度的增大而减小,初始荷载对其影响可以忽略。以受拉钢筋屈服、受压混凝土压溃、TRM达到设计强度,即3种材料强度均得到发挥,为最优破坏模式,给出的预应力TRM加固混凝土梁正截面承载力的计算方法及其参数优化后的简化计算公式,并进行了精确性验证,可直接应用于设计计算。研究揭示了TRM加固混凝土梁最优预应力的力学机理,提出了可直接应用预应力TRM加固混凝土梁的计算分析方法。     

考虑斜坡效应的地基水平抗力比例系数确定方法

水平地基抗力比例系数对桩基设计至关重要,基于平坦场地比例系数设计的斜坡基桩,常因忽视斜坡效应的影响而带来安全隐患。为研究斜坡效应对斜坡地基比例系数的影响,设计并完成了4组黏性土坡基桩水平静载模型试验,获得了0°、15°、30°及45°坡度下地基等效比例系数与地面处桩身水平位移曲线及桩顶荷载-位移梯度曲线等;建立了地基比例系数与坡度间的拟合关系式;对比分析了斜坡地基比例系数取值对基桩水平承载特性的影响。研究结果表明：黏性土坡地基比例系数随桩身水平位移增大而呈非线性关系减小,当地面处桩身水平位移小于6 mm时,地基比例系数急剧减小,而后减幅较小;基桩临界荷载和极限荷载均随斜坡坡度增加而减小,与平地相比,斜坡坡度每增加15°,基桩临界荷载和极限荷载约分别减小17%和16%;结合现有试验表明,斜坡坡度越大,地基比例系数越小;坡度每增加15°,对应的碎石土、砂土及黏性土坡地基比例系数m约分别减小38%、32%和31%;根据现有试验以及试验结果,建立了不同类型斜坡地基比例系数取值标准与斜坡坡度之间的经验关系,可为斜坡桩基设计提供参考依据。     

黄土地区抗滑桩嵌固段桩前被动土拱形成演化过程试验

抗滑桩是大型交通基础设施中稳定边坡和治理滑坡的主要手段之一,嵌固段桩前被动土拱效应是影响抗滑桩水平承载力的重要因素,被动土拱的形成演化过程是抗滑桩水平抗力调整的关键。通过几何缩尺比例为1∶15的抗滑桩物理模型试验,对桩前被动土拱的形成演化过程进行了探究。根据抗滑桩桩前被动土拱和模型试验系统的对称性,自主设计土压力传感器的布设方案,以保证在试验过程中对桩前土体各测点的x和y方向土压力分布规律进行实时采集;采用千斤顶对模型桩施加水平荷载,对加载过程中抗滑桩嵌固段桩身弯矩、桩前土压力及桩前土体应力变化规律进行了分析。绘制桩前土体应力云图并对桩前被动土拱拱轴线进行了拟合,同时采用数值模拟方法进行对照分析,以揭示桩前被动土拱的演化过程。结果表明：①桩身弯矩和桩前接触土压力均在嵌固点下4倍桩宽处附近出现极大值,后随埋深逐渐减小;②桩前被动土拱是由相邻桩对桩前土体的相互作用使主应力发生偏转而逐步形成的,其演化过程可分为初步形成阶段、承载阶段和破坏阶段;③桩前被动土拱拱轴线呈抛物线形式,随埋深逐渐增大形成被动土拱所需桩顶位移随之增大;④同一埋深处桩前被动土拱矢跨比随桩顶位移增加而逐渐变大,在承载阶段土拱矢跨比随埋深逐步减小。