山区铁路抗滑桩完整性检测及断桩原因分析

研究目的:采用声波透视法、反射波法对砂岩、泥岩地层中施工的抗滑桩进行完整性检测,发现有一些桩约在同一标高出现明显声速低、反射波曲线出多次反射呈断桩特征,经开挖验证以及钻探取芯证实是断桩,而此断桩是什么原因引起,如何预防,需进行研究。研究结论:引起抗滑桩断裂主要原因是抗滑桩施工时采用人工同时开挖,并用少量炸药爆破进行,因抗滑桩断桩处的岩层是薄层呈土状软弱层,其节理面倾向与山体斜坡倾向基本一致,使得先挖孔的最深地段容易引发局部山体不稳定而滑动。因此,为避免抗滑桩断裂,应在抗滑桩施工时,采用小直径(φ=20 cm)钻芯多次成孔逐渐形成矩形桩孔;同时采取间隔抗滑桩施工,待第一批间隔施工的抗滑桩混凝土灌注时间达28 d后,再施工第二批间隔抗滑桩。     

某车型空心稳定杆断裂问题的分析与解决

针对某车型前空心稳定杆断裂问题,通过原因分析,改进生产工艺,并进行台架及整车路试耐久试验验证,最终解决了空心稳定杆的断裂问题。     

基于小孔扩张弹塑性理论的注浆起始劈裂压力研究

劈裂注浆技术已在众多岩土工程中成功应用,但劈裂注浆机理不明,起始劈裂注浆压力计算理论远远落后于工程实践的发展。为了揭示黏土注浆过程中起始劈裂注浆的力学机理,假定土体服从各向同性不排水条件,基于球形和柱形扩张弹塑性理论,采用应力转换方法,结合偏微分方程组的定解条件,得到2种小孔扩张问题的数值解,通过简化分析小孔扩张孔壁处土体单元的应力变化规律,建立了球形与柱形扩张弹塑性方程,并结合受拉破坏、剪切破坏以及临界状态极限破坏模型,提出黏土注浆3种起始劈裂压力解析解。解析解与数值解对比结果表明:当土体的超固结比(OCR)为2时,数值解与解析解计算扩孔压力一致,当OCR小于2(或大于2)时解析解计算扩孔压力略高于(或略低于)数值解,验证了不同超固结比下弹塑性解析解的合理性以及实用性。黏土劈裂注浆模型试验与参数分析表明:在黏土劈裂注浆过程中,先后经历土体压密、沿垂直小主应力方向产生起始劈裂以及裂缝扩展3个阶段;随着注浆压力的增大,注浆体周围土体先发生剪切破坏,随后浆液会填充剪切破坏面,再发生拉伸破坏;对比由剪切破坏、拉伸破坏以及临界状态极限破坏控制的球形和柱形扩张起始劈裂压力理论值与模型试验结果,柱形小孔扩张拉伸破坏理论方法和模型试验结果更吻合。     

Al2O3陶瓷／Cu界面晶体位向关系对断裂性能的影响

以单晶α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷和单晶Ｃｕ为母材，采用真空扩散焊接获得具有两种不同的界面晶体位向关系的Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头以及带Ｎｂ膜中间层的Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头，研究了面晶体位向关系对接头断裂能量的影响。     

GCr15钢圈模具断裂失效分析

从冷加工质量、材料组织性能、服役条件与断裂特征等方面分析了GCr15钢圈成型模具早期断裂失效的原因，不同模具中分别存在的网状碳化物、粗大马氏体组织、回火不足等热加工缺陷以及过渡圆角尖锐等冷加工缺陷。模具断裂失效是冷、热加工缺陷综合作用造成的。     

橡胶-水泥稳定碎石持强增韧特性研究

为了增加水泥稳定碎石半刚性基层材料的韧性，有效提高其抗裂性能，以减少因基层开裂引起的路面反射裂缝，以粒径为2.36~4.75 mm的橡胶颗粒等体积替换同粒径的集料，制备了持强增韧型橡胶-水泥稳定碎石材料。橡胶颗粒掺量分别为该粒径集料总体积的38%、57%、76%和95%。采用材料试验系统（MTS）开展了7 d无侧限抗压强度试验、四点弯曲强度试验和劈裂强度与模量试验，揭示了无侧限抗压强度、最大劈裂与弯拉应变及劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的变化规律，提出了一种强度满足规范要求、模量可调控的水泥稳定碎石材料制备方法。研究结果表明：橡胶-水泥稳定碎石的7 d无侧限抗压强度随橡胶颗粒掺量的增加而减小，且两者呈幂函数关系，当掺量在80%以下时可满足规范中的强度要求；最大劈裂应变随橡胶颗粒掺量的增加而逐渐增大，在保证强度的基础上，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的1.9倍，而弯拉应变则先增大后减小，在保证设计强度的前提下，极限应变最大可达到传统水泥稳定碎石的3.79倍；劈裂动态模量随橡胶颗粒掺量的增加而减小，两者呈幂函数关系；橡胶-水泥稳定碎石的韧性较传统水泥稳定碎石显著增强，从而提高了其作为半刚性基层材料的抗裂性能；橡胶颗粒的掺入使水泥稳定碎石在保证强度的前提下，实现了破坏应变显著增大（即断裂能显著增大）、模量可调可设计的功能。     

栓接钢箱梁高强度螺栓病害分析

某主跨618 m的栓接钢箱梁出现螺栓439套断裂、16 073套严重锈蚀的现象。采用病害情况调查、金相分析、化学成分分析、有限元分析等方法从材质初始缺陷、加工工艺、应力腐蚀、受力性能、疲劳断裂等方面分析断裂原因。结果表明，桥面积水从铺装破损处的连接接头渗入箱梁，引起的应力腐蚀是该桥高强度螺栓断裂的主要原因。基于该分析，对严重锈蚀和断裂的螺栓进行了更换，对渗水点进行封堵，高强度螺栓锈蚀断裂情况明显减少。     

钢桥面板-肋双面焊构造细节疲劳失效模式研究

设置高疲劳抗力构造细节是提升钢桥面板疲劳寿命的有效途径之一,以一种钢桥面板-肋双面焊构造细节为研究对象,基于线弹性断裂力学原理,利用ABAQUS有限元软件建立了该细节疲劳裂纹扩展子模型,研究了疲劳加载工况下各裂纹萌生点处初始裂纹扩展能力.同时通过应力强度因子幅值对比分析,进一步确定了该钢桥面板-肋双面焊构造细节主导疲劳失效模式.     

跨新通扬运河特大桥钢桥面铺装设计与分析

针对目前大跨径钢桥面铺装所出现的车辙变形严重、层间粘结强度不足等病害,研究和分析国内外的不同桥面铺装技术。以泰州市青年路北延工程主桥为例,结合周边环境、施工条件和交通规划等因素,综合考虑经济合理性、技术成熟性、安全适用性、施工便捷性等多项评价指标,对钢桥面方案进行综合评价分析,以此确定钢桥面铺装结构方案。该铺装结构设计理念符合全寿命设计要求,具有较好的密水性、抗车辙、抗疲劳性能。所做工作能为类似钢桥面铺装设计提供参考。