桩土效应与地震对自升式平台动力响应影响分析

以某400英尺自升式钻井平台为研究对象,建立了相应的三维有限元分析模型,综合考虑风浪流包括地震等环境载荷和桩土效应的影响,对风暴自存状态下自升式钻井平台的响应进行了分析,通过比较传统的铰支模型和基于Winkler地基梁的桩土相互作用模型,并叠加地震波的作用,结果表明,传统的铰支模型计算结果偏于保守,考虑了桩土效应后,平台的最大侧向位移有所降低。同时,地震对平台的响应分析结果影响较大,叠加地震波后平台的水平向位移最大值增大幅度在60%以上,且不同的桩基模型考虑地震后增大的幅度也不一样。     

船闸紊动水体降解有机物的机理研究与应用

通过模拟实验与现场监测验证表明,葛洲坝船闸在不同的运行工况状态下产生的水流紊动强度和动能差异大,水体复氧速度、有机物降解速率不一,其生化需氧量浓度呈明显的变化.紊动使水文流场更加复杂,河流水力学性质由层流转变为紊流、回流、混合流,表现了典型的非线性机理特征.认为紊动动能k对降解速率k<,1>的影响关系符合"一级反应"理论,建立了影响关系函数表达式.应用紊动水体对有机物降解机理关系,可利于水体的充氧,改善船闸水域的水环境质量.     

接触面单元对单桩位移应力的影响分析

在用有限元法分析桩土相互作用的研究中,采用不同的接触面单元得到的结果必然不同。通过分别引入Goodman单元和Desai单元进行单桩有限元分析,研究接触面单元对桩土接触面力学特性及单桩位移应力的影响。分析认为:在桩顶荷载较小时两者的桩土接触面力学特性以及单桩的位移应力差别很小;桩顶荷载较大时,采用Goodman单元计算所得的桩顶沉降小,接触面剪应力大,轴力沿桩身递减快,桩端阻力和沉降都较小,单桩的竖向抗压极限承载力较大。     

浅埋饱和土任意形状隧道动力响应研究

研究目的:我国东部沿海地区的隧道围岩富含水分,地震波的破坏作用将对隧道的安全施工及运营构成极大威胁。目前隧道的横断面形状设计复杂多变,分析研究饱和土介质中任意形状隧道的波动响应,对于这些地区隧道结构的安全抗震设计及施工起着重要指导价值。本文通过解析求解方法,基于Biot饱和多孔介质动力学理论,利用共形映射和波函数展开方法,首先建立浅埋任意形状隧道的平面波散射解析解,在通过验证表明模型及计算过程正确有效后,以某一公路两车道隧道为模型,研究入射波数、围岩介质孔隙率、泊松比等参数对隧道动力响应的影响规律。研究结论:(1)入射波数对隧道的动应力集中有显著影响,低波数下隧道的动应力响应显著大于高波数情况,且相比之下,高波数下的动应力响应分布形态更为复杂;(2)围岩介质的孔隙率对隧道孔压动力响应影响不大,不同孔隙率下隧道的孔压动力响应分布规律基本保持一致,但在较高孔隙率的情况下,边墙处的孔压动力集中系数较大,因此设计和施工过程中应当考虑边墙处围岩的加固处理;(3)泊松比对隧道孔压动力响应的影响较为显著,泊松比增加不仅影响隧道孔压响应分布规律,还影响响应的幅值大小,可能导致拱顶、拱底、拱肩、拱脚等部...     

高填方黄土明洞顶EPS板和土工格栅共同减载计算及土拱效应分析

基于土压力减载机理,推导高填方黄土明洞顶铺设EPS板和土工格栅共同减载的明洞顶土压力计算公式。利用ANSYS软件模拟不同弹性模量EPS板和土工格栅共同减载时高填方黄土明洞顶的土压力,采用荷载等效方法将数值模拟的"波浪形"分布的土压力转化为均布荷载,将其与公式计算结果进行对比。结果表明:明洞顶土压力均随内外土柱沉降差的增大而减小,公式计算结果与数值模拟结果最大相对误差为3.59%,验证了计算公式的正确性。取EPS板的弹性模量为0.5 MPa,数值模拟明洞顶土体的竖向位移、最小主应力和竖向应力。结果表明:EPS板变形导致明洞顶最小主应力方向发生旋转,指向外土柱,在0.83倍洞高处出现明显的"应力拱";"应力拱"下部竖向、横向土压力均减小;内外土柱沉降差越大,"应力拱"横向应力越大,承担上部荷载越大,土拱效应越明显。     

铁路客运专线地质勘察问题探讨

研究目的：随着客运专线技术标准的提高，要求更深入地研究地基变形问题，加强地质勘察工作，不断提高地质勘察水平。 研究方法：从客运专线与Ⅰ级铁路的技术标准出发，分析研究客运专线的变形要求和地质勘察的特点，论述提高地质勘察精度的必要性和采空区岩体移动角的取值，并讨论松软土的定名。 研究结果：在Ⅰ级铁路地质勘察要求的基础上，客运专线地质勘察应加深加密勘探孔，做好综合分析和沉降观测，针对采空区岩层移动角的选择提出了新认识，分析了定名松软土的不利因素。 研究结论：客运专线技术标准的提高，需要认真考虑地基土的变形问题，应充分分析区域地质条件，重视现场沉降观测。客运专线的采空区岩层移动角应选用更小的角度或者比较安全的边界角；对于土体分类不应增加松软土的定名。     

纳米MgO改性水泥膨胀土短龄期内的三轴力学特性与数学模型研究

为研究纳米MgO改性水泥膨胀土的加固机理,对质量分数为0％,0.5％,1％,1.5％和2％的纳米MgO-水泥膨胀土(简称MCES)试样进行三轴试验.通过对不同纳米MgO掺量下MCES的峰值强度、残余强度、强度曲线进行分析,并对MCES应力应变曲线进行模型拟合.研究结果表明:掺入不同掺量的纳米MgO得到的应力应变曲线均为应力软化型曲线.围压从100 kPa到400 kPa,MCES-1.5的峰值强度和残余强度较MCES-0的增加范围分别为48％～75％和104％～143％.纳米MgO主要是通过提高土样的黏聚力来改性膨胀土的抗剪强度,在纳米MgO掺量为1.5％时最佳.对MCES应力应变曲线进行拟合,"复合余弦?指数模型"较"复合指数?正弦模型"有较好的适用性.     

铁路软土地基处理方法合理选择试验研究

基于某高速铁路深厚软土地基水泥搅拌桩、真空联合堆载预压及砂桩等载预压加固三种加固方法的现场试验,应用分层沉降仪、孔隙水压力计等进行了现场监测与分析,探讨了不同软土地基加固方案中地基沉降随时间、荷载的变化规律,同时估算了工后沉降。从工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性三方面,综合比选了三种软土地基加固方案的优缺点,综合各种指标,水泥搅拌桩、真空预压联合堆载处理软土地基优势较明显,建议高速铁路地基处理中优先考虑。     

考虑起始水力坡降时粘性土渗透系数的确定

基于粘性土的达西定律和水流连续性原则,建立了考虑起始水力坡降时粘性土的渗透系数公式和起始水头计算公式,并通过渗透系数的极差、反算水头和实测水头的最大偏差和均方差来评价所提出的公式和规程公式的误差。实例分析结果表明:考虑起始水力坡降后,采用所提出的公式得到的渗透系数大于采用规程公式得到的渗透系数值;所得到的渗透系数本身的极差、反算水头与实测水头的最大偏差以及均方差均小于规程中不考虑起始水力坡降时得到的相应值;考虑起始水力坡降后的粘性土的渗透系数更能反映粘性土的实际渗透情况。     

岩溶区土洞地基承载力的确定

研究目的:合理地确定岩溶地区土洞地基的承载力。研究方法:根据弹塑性理论,推求得到岩溶地基中土洞周边土体的应力状态。在土体自重应力和基底附加压力的作用下,土洞周围的土体将产生应力集中,利用莫尔——库仑屈服准则,判断土洞洞壁土体是否产生塑性破坏。当按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.5条计算地基承载力时,还应同时确保土洞周围的土体不产生塑性破坏并得到基底容许压力P值,取fa和P的较小值,即为岩溶区土洞地基的地基承载力。研究结果:推求得到了土洞地基的地基承载力计算方法和计算公式。研究结论:通过计算分析发现,地下水对地基承载力影响很大,地下水位下降,将降低地基承载力;地基中土洞内存在有充填物,且充满整个土洞时,地基的承载力大大提高。