盾构法施工对既有桥基础变位的影响分析

研究目的:盾构法施工对周围土体及既有建筑物的影响极为复杂,分析盾构施工过程中对周围既有桥梁基础的影响具有重要的工程价值和研究意义。本文以某隧道开挖的工程实例为背景,采用ABAQUS通用有限元软件,建立了结构的三维有限元模型,考虑了土体及其与结构间的非线性特性,模拟了盾构法隧道开挖的完整施工过程,最终得到了盾构施工过程中既有桥梁的承台和桩基础的变位规律。研究结论:分析表明,在开挖过程中,在开挖掌子面压力的作用下,前方土体隆起,最大隆起量为4.287 mm;由于开挖引起的土体损失、土体应力释放以及盾尾空隙的共同作用,导致盾构正上方及盾构后方的土体发生沉降,最大沉降量为6.651 mm。盾构施工过程中,承台将发生较大的竖向、横向和纵向变位,不可忽略。进行既有桥梁上部结构分析时应考虑承台的基础变位影响。     

基于地震P波双参数阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法

以提升高速铁路地震紧急处置的时效性并满足有效性要求为目标,研究基于地震P波卓越周期τc阈值和最大竖向位移Pd阈值的高速铁路Ⅰ级地震警报预测方法。利用日本K-net强震数据,分别统计P波触发后1,2,3s时间窗下τc与震级M的线性关系和Pd与地震加速度PGA的线性关系,基于这2种统计关系计算得到P波3个时间窗下震级M=6时对应的τc的阈值和PGA=40cm·s-2时对应的Pd的阈值,在此基础上,建立高速铁路Ⅰ级地震警报"4等级预测方法",明确等级3为达到高速铁路Ⅰ级地震警报的预测标准。采用2016年4月14日熊本6.5级地震时九州新干线沿线K-net强震台站的数据,分析"4等级预测方法"的有效性与时效性。结果表明:该方法可以在最接近震源的KMM006台站P波触发后1s准确地预测出Ⅰ级地震警报,并较九州新干线脱轨时刻和气象厅紧急地震速报发布时刻分别提前了3.34和4.84s,能够满足高速铁路地震监测预警系统发展的需要。     

盾构隧道的纵向地震响应

基于与盾构隧道纵向变形性能相似的梁单元建立盾构隧道纵向等价连续化模型,通过等价刚度的方法考察管片间接头螺栓对隧道结构刚度的影响.分别采用反应变位法和有限元法进行盾构隧道的地震响应研究和抗震性能分析,并以实例比较2种方法的有效性和应用条件.研究结果表明:在盾构隧道的纵向抗震设计时,应采用螺栓最大张开量作为设计的重要控制指标,并应尽量将隧道设计成可适应其变形的柔性结构;采用等价连续化模型进行盾构隧道纵向受力分析时,其等价弯曲刚度受轴向力的影响较大,故在单元等价弯曲刚度计算中计入轴向作用力的影响是十分必要的;螺栓进入塑性受力状态后,建议采用有限元法计算的结果进行抗震设计.     

真空预压数值分析中竖向排水通道的讨论

在其他条件都相同的前提下,将竖向排水通道作为渗透性很强的介质和作为负压边界条件的两种不同方法应用于京沪高速铁路真空预压试验段.运用有限单元法模拟现场地质和施工情况,计算路基固结过程,并将沉降计算结果和坡脚处水平位移的计算结果与实测值进行对比分析.指出两种处理方法计算结果的不同,分析两种处理方法的计算结果与实测值的差异原因,得出两种处理方法的适用情况.在进行沉降计算时,可将竖向排水通道作为渗透性很强的介质;而在进行坡脚处水平位移计算时,宜将竖向排水通道作为负压边界条件.研究结果可以供工程界参考.     

土工振动击实试验的数值分析

在粗粒土最大干密度试验时,振动击实试验与锤击试验存在一定区别.通过ABAQUS软件建立振动击实试验的有限元模型,采用土体的竖向动应力和单位体积应变能作为对象,分析了不同的上层土体模量、激增频率、激振力和静压力等参数条件下的变化特性.结果表明,鳖向动应力沿深度变化较小,上层土体应变能随模量增大而减小,应变能随激增频率先增大后减小,激增频率为30～50 Hz时应变能较大,随激振力和静压力的增大而增大,激振力超过30 kN、静压力超过150 kPa后应变能增长较为缓慢.这为深入掌握振动击实粗粒土的工作机理提供了参考.     

涵——土性状离心模型试验研究

基于离心模型试验与剪切试验研究了涵管周围土体变形与力学性状.结果表明:在涵管两侧形成宽度约为涵管宽度0.6倍的垂直滑移带;滑移带中土体沉降曲线基本为斜直线,斜率随土体高度增加而减小;等沉面到涵顶距离约为涵洞高度的2.4倍;滑移带中土体处于非极限应力状态.最后提出了计算内外土柱间摩阻力的方法.     

排水模式对城市竖向标高的影响

城市用地竖向规划是城市规划的重要组成部分,而排水模式的确定对其有重大影响,对于受海潮或台风影响且土地资源紧缺的沿海城市,排水模式和体系的研究尤其具有积极的实践意义。该文以珠海市金湾中心区竖向规划为例,通过实例分析,指出应针对不同地区的特点选择不同的排水模式,进而确定相应的竖向标高。     

曲线螺旋桩竖向抗拔特性试验研究

曲线螺旋桩是一种新型的抗拔桩。目前,对曲线螺旋桩的抗拔特性还缺乏较为系统的研究,为此,基于室内模型试验,对直线型桩和不同螺旋宽度、厚度和间距的螺旋型桩的抗拔承载力进行了对比试验。结果表明:在同等位移限制条件下,螺旋桩极限抗拔承载力是直线型桩的1.38~2.14倍、螺旋宽度为15 mm是螺旋宽度为10 mm螺旋桩极限抗拔承载力的1.09倍、螺旋厚度为15 mm是螺旋厚度为10 mm螺旋桩的极限抗拔承载力的1.05倍、螺旋间距为50 mm是螺旋间距为100 mm螺旋桩的极限抗拔承载力的1.10倍。     

梁格法在分析简支铰接空心板桥中的应用

梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法,但传统的梁格法无法合理模拟简支铰接板的铰接缝作用,这使得其在分析简支铰接板方面受到一定的限制。根据梁格法原理,通过使虚拟横梁在同一铰接缝处的梁端竖向约束相互耦合来模拟纵向铰接缝,提出改进的梁格模型,建立简支铰接空心板桥空间分析模型并编制程序进行计算,最后通过实桥静载试验验证模型的正确性。该方法可为既有简支铰接板桥的检测、加固的计算分析提供参考。     

钢绞线和精轧螺纹钢筋的竖向预应力对比研究

文章对箱梁腹板竖向预应力钢绞线和精轧螺纹钢筋进行对比试验,研究钢绞线和精轧螺纹钢筋竖向预应力的规律,分析了两种不同竖向预应力体系的特征和预应力损失,结果表明钢绞线和精轧螺纹钢筋的第一次张拉预应力损失率和两者长期损失率基本相同,竖向预应力钢绞线的第二次张拉效果明显,预应力损失率较第一次张拉减小近1/2,对于控制主拉应力较大的高腹板的竖向预应力可靠度较大,证明了钢绞线作为竖向预应力筋的实际意义,为工程设计提供参考.