西班牙首座超高性能纤维混凝土人行桥的设计与施工

西班牙阿利坎特修建的一座全长43．5 m的人行桥采用超高性能纤维混凝土（UHPFRC）,是世界上第一座UHPFRC桁架人行桥。该人行桥采用变高度U形断面,由2片华伦式桁架组成,底部用X形撑杆连接,桥面板位于桁架中间高度处;结构计算表明,人行桥的结构安全性能满足承载能力和正常使用极限状态的要求,并验证了相关设计的合理性;通过对2％纤维含量的混凝土在潮湿和干燥状态力学特性的研究,研发出UHPFRC配合比。人行桥分5个阶段（2片桁架→上弦杆和纵向加劲肋→下弦杆、X形撑杆和支座处大体积混凝土墙→横肋→桥面板）施工。在预制工厂里进行的荷载试验结果表明,试验结果与有限元结果吻合较好,人行桥力学性能较好。相比钢结构方案,采用UHPFRC降低了人行桥的施工和维护成本,增加了耐久性,延长了使用寿命,同时使桥梁更美观。     

山区滑坡体降雨入渗及稳定性分析

结合山区滑坡体工程实例,采用有限元法建立模型,研究降雨条件下滑坡体内雨水运移特征和雨水入渗对滑坡体稳定性的影响。研究结果表明:降雨强度与表层土体入渗能力的相互关系影响土体中饱和区运移、含水量以及孔隙水压力分布;滑坡体入渗分析中饱和区主要沿滑带由下而上、由内向表逐步发展,在雨后一段时间内达到最大,随后逐渐缩小;滑坡体的稳定性主要与滑带土中的孔隙水压力分布有关,孔隙水压力值越大,有效应力降低导致滑坡体的稳定性越差。该滑坡在降雨时处于不稳定状态,应采取相应的加固措施确保安全。     

考虑孔隙水压力作用的二级边坡稳定性上限分析

二级边坡与简单边坡或单级边坡相比,能够在不放缓坡度的情况下提高边坡的稳定性,具有广泛的工程应用价值,在考虑孔隙水压力作用下对二级边坡的稳定性进行了分析,对孔隙水压力的做功功率进行了推导,求出了二级边坡在孔隙水压力作用下的上限解,采用序列二次规划算法对其进行优化计算,并利用工程实例对其解的有效性进行了验证,分析边坡土体物理强度指标在考虑孔隙水压力的作用下对边坡稳定性的影响。     

空间变化场地对超高墩铁路桥梁地震响应的影响

为了研究空间变化场地对山区超高墩铁路桥梁抗震性能的影响,以贵州省境内一座超高墩铁路桥梁为工程背景,采用虚拟激励法对此超高墩铁路桥梁在空间变化场地条件下进行了抗震性能理论分析和数值模拟.考虑了多维地震动作用下,硬场地、中场地和软场地三种不同场地空间变化分布组合对此类桥梁随机地震响应的影响.研究结果表明:不同的场地分布组合对超高墩铁路桥梁地震响应影响不同,最高墩处的场地条件对结构响应的影响尤为明显;最高墩处为软场地,其他墩为硬场地时结构响应最大,为最不利工况,应予避免;对于超高墩铁路桥梁地震响应分析应充分考虑空间变化场地条件的影响因素,否则会低估地震作用下结构的响应.     

风积沙的变形特性试验研究

利用单轴固结试验对含泥量为5.2%到68.6%的不同状态下的风积沙进行固结试验研究,探讨不同含泥量风积沙的变形特性及孔隙比、压缩系数与含泥量的关系。试验结果表明,在e-lgP曲线中,在同一压实度下,当含泥量小于30.2%时,孔隙比随着含泥量的增加而减小,当含泥量大于30.2%时,孔隙比随着含泥量的增加而增大;不同的压实度下,对于同一含泥量的试样,压实度越大,压缩系数就越小,试样越难以压缩。用三次多项式对试样含泥量与压缩系数的关系进行线性回归,从得到的回归曲线上可以看出,同一压实度下,压缩系数随着含泥量的增加呈现出先减小后增大的趋势,当含泥量小于14.079%时,压缩系数随着含泥量的增加而减小,且在含泥量为14.07%时压缩系数最小,为0.054,之后随着含泥量的增加,压缩系数增加。     

孔隙水压力测试在抛石挤淤斜坡堤中的应用研究

随着沿海滩涂的开发,许多围海造陆工程需要在淤泥质软土区抛石挤淤形成围堰,且抛石斜坡堤下淤泥质软土的孔隙水压力测试有着广泛的应用。孔隙水压力测试对软弱土层的固结、有效应力的增加情况以及抛石斜坡堤的稳定也有着重要的意义。本文对抛石挤淤形成的斜坡堤下淤泥质软土中的孔隙水压力测试应用进行了研究,并积累经验,可以为堆载预压工程或类似的工程提供参考。     

多学科优化中的近似模型及其在艇体结构优化中的应用

近似技术是多学科设计优化关键技术之一。系统介绍多学科设计优化中常用的3种近似模型:响应面模型(Response Surface Methodology,RSM)、Kriging模型、径向基函数(Radical Basis Function,RBF)模型。对比分析3类近似模型在典型数学函数不同维度下的拟合性能。结果表明,Kriging模型的综合拟合性能最优,RBF模型次之,RSM拟合性能不佳。在此基础上,通过拉丁超立方试验设计选取样本点,基于Kriging模型构造潜艇平行舯体某舱段耐压壳体结构响应的近似模型,应用粒子群优化算法完成了耐压壳体结构轻量化设计。最优化设计方案质量较初始方案减少了11.99%。     

利用面元法计算潜艇在水底引起的压力分布

针对潜艇水下航行时的压力场特性,应用船舶水动力学势流理论,建立计算潜艇水压场的数学模型。采用Hess-Smith方法将面源分布于艇体表面,对潜艇引起的水底压力变化进行数值计算,并与主艇体及已有实验结果进行比较。分析潜艇水压场的分布特点以及水深、指挥台围壳对压力场分布的影响。理论计算与实验结果对比表明,二者之间吻合良好。     

连云港淤泥质海滩围堤施工孔隙水压力试验研究

连云港港30万吨级航道一期工程的充填袋斜坡堤施工中进行了孔隙水压力观测,其目的是计算超静孔隙水压力的增长和消散状况,从而得知淤泥层中孔隙水排出和消散状态,推算土体的压缩和固结状态。因连云港地区潮位变化大,超静孔隙水压力值的计算受其影响无法直接运用,文中结合该工程某围堤标段施工进行了孔隙水压力试验研究,根据试验数据及前人经验总结,得出适用于本工程的超静孔隙水压力值修正方法,并且得到了很好的应用。     

库水位变动下边坡稳定数值模拟分析

基于饱和-非饱和土渗流理论,研究了库水位变化下堆积体边坡非稳态非饱和渗流场的变化,详细探讨了超孔压对边坡稳定的影响,并通过算例对比分析了不同库水位变动速率和岩土体渗透系数条件下对边坡稳定的影响。结果表明,超孔压对边坡稳定性影响显著,是否考虑超孔压的影响应该综合比较库水位降速和透水性的大小;当岩土体透水性很强时,库水位下降速率快慢对堆积体边坡的稳定性影响甚微,反之,当岩土体渗透性很弱时,应充分考虑超孔压的影响,为库岸堆积体边坡稳定性的评价做出正确的判断。