装配式低桩承台护岸结构设计

装配式结构是将部分或全部构件由现场现浇改为先在预制厂预制,然后运输到施工现场进行组装的结构形式,具有施工方便、工期短、环境污染小、质量易保证等优点。通过对装配式结构在我国水运、水利行业中应用现状的分析,并经方案比选,提出一种适合内河护岸工程的装配式低桩承台护岸结构。该结构通过刚性结构湿法连接,对其工作机理、施工流程等进行研究。并结合工程案例,采用竖向弹性地基梁法进行三维建模进行分析,确定和优化结构方案,得出装配式构件自重越小越具有优势的结论,可为装配式护岸设计提供思路和方法。     

桩-土-承台相互作用的有限元简化模型

针对低桩承台结构计算中往往只考虑桩土作用,忽视承台与土相互作用的问题,通过工程实例,建立考虑桩-土-承台相互作用的低桩承台有限元简化模型,分析桩间土的承载作用对承台和桩内力的影响。结果表明:在简化模型中考虑桩间土的承载作用后,承台弯矩和桩基轴力可减少35%～40%;桩身弯矩和剪力主要受水平力和土体m值影响;桩基轴力随地基土基床系数的增大而逐渐减小,但减幅逐渐趋缓。     

汉江雅口航运枢纽泄水闸工程地基处理

汉江雅口航运枢纽工程泄水闸地基为不均匀的砂砾石土层,建基面局部为粉细砂薄层,砂砾石土层局部含有粉细砂透镜体或大块卵石。针对地基沉降量大和砂砾石土层分布不均匀的问题,提出了长螺旋钻孔压灌桩复合地基处理方案,并在现场代表性区域进行了成桩试验检测。结果表明:该地基处理方案技术可行、质量稳定、生态环保,适宜于本工程的应用,具有推广价值。     

环保疏浚土资源化利用途径

针对疏浚污染土的科学处置与资源化利用,指出当前疏浚污染土利用手段的不足之处,介绍疏浚土制备回填土、免烧建材型材、绿化土等资源化利用方式,进而从3个维度即岩性特征、营养盐及重金属等污染情况、有机质及盐分含量定性与定量相结合分析疏浚污染土资源化利用途径选择的依据,并据此对太湖与白洋淀疏浚土分别成功制备免烧砖和绿化土进行实证分析。结果表明,从上述3个维度判别环保疏浚土资源化利用途径是可行有效的。     

水力式升船机平衡重波动机理

水力式升船机是一种新型的通航建筑物,它完全利用水的浮力来驱动承船厢运行,与传统形式升船机相比具有十分明显的优越性。设计并建立了水力式升船机单竖井概化物理模型,初步探讨影响水力式升船机运行稳定性的主要因素,对比不同试验工况下竖井水力学特性及平衡重波动等特性。结果显示:竖井与平衡重间隙比为0.061时,在一定范围内增大流量对平衡重上升过程波动几乎没有影响,且平衡重上升过程相对稳定。     

不同间隙比竖井内水流与平衡重二维流固耦合

目前,水力式升船机在国内外尚无投入实际运行,无实际设计、安装、运行经验可循。建立不同间隙比竖井与平衡重之间二维流固耦合数学模型,在非恒定流作用下,对不同间隙比时平衡重上升过程的水动力响应进行动态模拟。得出有利于该类升船机稳定运行的最优间隙比。     

钢板桩常规施工工艺及涂层受损问题

针对钢板桩施工问题,以马来西亚槟城吹填二期(STP2)工程为例,对Z型钢板沉桩机具选型及沉桩工艺进行研究。通过对比3种国外常用的钢板桩沉桩阻力估算方法及含导向架和无导向架施工的实际应用效果,优选出适合沉桩的振动锤型,并总结出两种沉桩方法的优劣性及适用情况,总结陆上钢板桩作业涂层常见受损问题及修复措施。     

超声冲击处理对高强钢焊接接头残余应力影响的数值模拟

超声冲击处理(UIT)是一种有效的焊后改善焊接接头疲劳性能的工艺措施,其借助机械撞击和超声振动的共同作用,使焊趾表面产生塑性变形从而引入有益的压缩残余应力。为评价UIT技术对焊接接头残余应力的影响,该文提出了一套新的数值分析方法,包括焊接数值模拟及随后的超声冲击处理过程的动态弹塑性有限元分析。在有限元模型中考虑了实际的工艺参数和超声促成的材料软化效应。以船用高强钢AH36非承载十字焊接接头为研究对象,将预测的超声冲击处理前后的残余应力分布与实验结果进行对比,两者有较好的吻合。在此基础上,探讨了静态预载荷对超声冲击处理态残余应力再分布的影响。     

焊接残余应力对深潜器耐压球壳承载能力的影响

耐压球壳通常采用焊接方式将两个半球壳连接成整球,在焊缝处产生的接近材料屈服强度的焊接残余应力对球壳的承载能力有多大的影响,是否需要做焊后消除残余应力处理,将直接影响球壳的安全性和生产成本。而现有对球壳极限强度计算,无论是理论计算还是数值计算,均只考虑了球壳初始缺陷中的几何缺陷对球壳极限强度的影响。该文将在现有的耐压壳极限强度设计公式基础上,采用数值计算的方法对耐压球壳的焊接过程进行数值模拟,得到焊后球壳的焊接残余应力分布,并在此基础上考虑残余应力对球壳极限强度的影响,结果表明,对于大潜深厚球壳,焊接残余应力对耐压球壳承载能力影响不显著,为大深度潜器耐压球罐是否需做焊后消除残余应力处理提供了一定的参考依据。     

压载荷下骨材贯穿孔孔边应力集中模型试验

以船舶双层底结构为研究对象开展模型试验,研究板材中的开孔在承受压力载荷作用下的孔边应力分布情况,分析压力载荷下不同开孔孔型以及不同补强结构对孔边应力分布情况的影响。在此基础上,开展相关仿真分析,将试验结果与有限元仿真结果进行对比,验证有限元仿真的准确性。