珊瑚礁岩土地区打入式钢管桩沉桩规律

针对珊瑚礁岩土复杂工程特性所带来的钢管桩沉桩收锤标准难确定、沉桩施工高程难统一等难题,研究了珊瑚礁岩土地区钢管桩沉桩规律。采用统计分析方法对钢管桩在珊瑚礁岩土中的终锤贯入度、沉桩锤击总数以及入土深度进行对比。结合现场试验测试和可打性分析,指出打入式钢管桩易穿透珊瑚礁岩土、所需锤击总数偏少的主要原因是受珊瑚礁岩土软硬分布和土颗粒破碎影响。研究结果表明:钢管桩可以穿透高标贯击数(100击以上)的珊瑚礁岩土;常规的工程设计施工经验直接应用于珊瑚礁岩土容易造成较大的偏差,应通过现场载荷试验校核。     

常系数线性微分方程通解的另一种推导方法

微分方程是高等数学重要内容之一,一般文献和教科书中仅研究到二阶常系数线性微分方程通解求法,方法都是待定系数法。在这给出了常系数线性微分方程待定指数法和非齐次待定系数法的使用解释,研究和提出了一种新的推导方法-降阶法。     

堆石料三维强度特性

考虑颗粒尺寸效应、破碎、分形等细观特征，结合大尺寸三轴试验结果，建立了堆石料的各向异性破坏准则。借助砂土细观组构描述方法，用组构张量描述堆石料颗粒细观特性，提出了新的各向异性状态变量；同时将该变量作为堆石料细微观演化的内变量建立了线性形式的堆石料破坏准则，构建过程既简化了表达式，又保留了现有指数形式破坏准则的优点，能够描述复杂应力条件下堆石料的强度特性。通过状态变量的变化，提出的准则能较好地描述不同各向异性条件下应力状态、路径、罗德角、主应力轴旋转等变化对堆石料强度的影响。引入正交各向异性组构，推导了随罗德角、主应力旋转角变化的各向异性状态变量表达式，给出了不同参数变化下的堆石料三维强度破坏面。用大型三轴排水试验结果确定材料破坏准则的参数，基于分形维数理论研究了不同级配的堆石料在不同围压下的强度和变形特性关系。验证表明：提出的各向异性破坏准则可以较好地描述堆石料分形维数、孔隙比和围压对其三维强度特性的影响；随分形维数及强度参数变化，该准则能较好地反映堆石料强度在细观特性下的变化关系。     

大直径超长钻孔灌注群桩基础关键技术研究

通过搜集近十几年来大直径超长钻孔灌注桩相关研究,对其在荷载传递机理、承载力影响因素、群桩效应、沉降计算理论,以及关键施工技术等方面进行系统的归纳与总结,并将结论应用于实际工程设计当中.其研究成果对工程设计人员开展大直径超长钻孔灌注群桩基础的设计工作具有一定指导价值,同时可以辅助科研人员开展相关的研究工作.     

双索悬索桥结构参数对自振特性的影响分析

引入只受拉三维拉索单元,采用考虑几何非线性的子空间迭代法对黄河大峡水库下游某双索悬索桥自振特性进行分析,理论值与实测值能较好的吻合,说明该空间非线性有限元分析方法的正确性;进而将该桥与相同跨径和结构参数的单索悬索桥的自振频率、振型进行对比分析,结果表明双索悬索桥能有效提高桥梁一阶竖弯振动频率。最后,讨论恒载集度、加劲梁刚度、矢跨比等结构参数变化对双索悬索桥自振特性的影响,为双索悬索桥结构设计理论提供了动力性能方面的依据。     

电阻制动带内空气流动与传热数值模拟

电力机车在电制动时,将部分电能消耗在电阻制动带上而变为热能,如果这部分热量不能有效散失,将对行车安全造成严重威胁,因此了解电阻制动带通道内的气体流动状况与换热情况就十分必要。本文以空气为介质(Pr=0.701),采用数值模拟的方法在Re=300~1 000的范围内对电阻制动带内周期性充分发展的层流流动进行了模拟分析,说明不同Re、不同攻击角、不同开缝长度对Nu数和阻力系数的影响。分析结果表明:攻击角相同的情况下,增大开缝长度,Nu数增加,但阻力增加的幅度更大;开缝长度相同的情况下,增大攻击角,Nu数和阻力系数都有明显的增加;最佳的结构参数为开缝长度取5 mm,攻击角取30°,可获得较大的Nu数和较小的阻力系数。     

拱坝式挡土墙结构特点分析及应用

通过对拱坝式挡土墙的结构特点的分析,说明了这种结构形式相对于其他结构的优点,提出了拱坝式挡土墙的应用条件,并在实际工程中得到应用。     

非连接式桩筏基础水平特性试验

为了给非连接式桩筏的设计与施工提供参考，针对大型桥梁工程采用的减隔震基础形式--非连接式桩筏，考虑竖向荷载、垫层厚度等因素的影响，进行了非连接式桩筏水平承载性能的室内模型试验研究。采用粒子图像测速法跟踪了土体水平位移路径，利用数字图像关联技术获得了土体位移场与剪切带，分析了竖向荷载、垫层厚度等因素对筏板水平位移、桩身弯矩和剪力分布的影响规律，提出了非连接式桩筏基础水平承载力的简化模型及计算方法，并用试验数据进行了验证。研究结果表明：竖向荷载可有效限制筏板水平位移，设置垫层可显著减小桩身弯矩及剪力，并且桩身弯矩和剪力随垫层厚度的增加而减小；土体在垫层顶部形成位移集中区，产生局部塑性变形并不断扩大，最后局部塑性变形区贯通形成完整的剪切带；非连接式桩筏基础水平承载力与竖向荷载相关，当竖向荷载较小时，其水平承载力由筏板与垫层界面摩擦力控制，当竖向荷载较大时，其水平承载力取决于垫层的水平承载力，这与图像分析获得的垫层破坏结论一致。因此，对于非连接式桩筏基础的设计及具体工程应用，可以通过调整垫层的厚度来减小桩身弯矩及剪力；所揭示的非连接式桩筏基础水平承载力变化规律可为今后大型桥梁隔震基础的设计与研究提供参考。     

基于DIC技术的老化作用下温拌胶粉改性沥青胶浆低温抗裂性能研究

沥青胶浆对沥青混合料性能具有重要影响。为研究热氧老化作用对温拌胶粉改性沥青胶浆（WCRM）低温抗裂性能的影响，以热拌胶粉改性沥青胶浆（HCRM）作为对比试件，采用数字图像相关（DIC）技术对单边切口弯曲梁试验（SENB）中2种试件的开裂全过程进行图像采集，利用Vic-3D软件计算加载过程中试件的水平应变，从宏细观相结合的角度定量分析沥青胶浆的抗裂性能。对比分析沥青胶浆的荷载-位移（L-D）曲线和水平应变-时间（E_xx-t）曲线，通过在细观尺度下胶粉改性沥青胶浆裂纹萌生和发展的规律来解释沥青胶浆宏观力学行为。通过弯曲梁流变试验（BBR）分析老化前后WCRM和HCRM的低温流变性能，并对沥青胶浆低温性能评价指标进行相关性分析。结果表明：随热氧老化程度的加深，HCRM和WCRM的水平应变密度D_E值（细观层面）和临界断裂韧度J_IC值（宏观层面）均减小，证明热氧老化会降低2种胶粉改性沥青胶浆的抗裂性能；相同条件下，WCRM的D_E值和J_IC值均大于HCRM，即与HCRM相比，WCRM具有更好的抗开裂和抗老化性能；在沥青胶浆开裂过程中，微裂纹形成时的荷载、峰值荷载及最大水平应变对应荷载并非同一荷载值；老化后，2种胶粉改性沥青胶浆的低温流变性能降低，同一条件下，WCRM具有更加优异的低温流变性能；沥青胶浆低温流变参数（S/m）与宏细观开裂指标（J_IC，D_E）均具有较好的相关性，即将DIC技术应用到SENB试验来分析老化作用及温拌剂对胶粉改性沥青胶浆宏细观开裂特性的影响具有较好的可靠性。     

初始载荷对梁静力特性影响的非线性分析

应用势能驻值原理,推导出了初始载荷对梁静力特性影响的非线性控制微分方程,得到了悬臂梁和一端固定一端简支梁静力计算的闭合解。引入了初始载荷影响系数以反映初始载荷的非线性效应,讨论了初始载荷的大小、梁的约束条件、惯性矩、跨度对初始载荷影响系数的影响。结果表明:初始载荷的存在会使梁在后续载荷作用下的静力反应减小,其减小程度与初始载荷的大小、梁的刚度及约束条件有关;在设计轻型和柔性结构时,应适当考虑初始载荷的这种非线性影响。