重塑膨胀岩土微变形条件下膨胀力试验研究

 通过对南宁膨胀性泥岩重塑土样进行变形量分别为0,0.2,0.5和1 mm的微变形膨胀力试验,分析膨胀力的主要影响因素,建立膨胀力与干密度、初始含水率双因素之间关系,研究微变形条件下膨胀力变化机制。结果表明：(1) 零变形时,膨胀力随干密度增大呈指数形式增大,并与初始含水率呈幂函数关系。(2) 微变形时,膨胀力随变形增大而衰减明显,在干密度大、初始含水率低时衰减幅度较大,反之较小;在干密度及初始含水率一定时,微变形膨胀力随着变形率增大而呈指数衰减。(3) 微变形与零变形膨胀力之比随变形率增大而呈指数减小,当变形率为1%,2.5%和5%时,微变形膨胀力与对应零变形膨胀力之比分别为75%,55%和35%。     

剪切变形对基桩P-Δ效应的影响

给出了小剪切变形下的基桩P-Δ效应和大剪切变形下支座P-Δ效应计算的杆单元刚度矩阵方程。假定杆单元弯曲变形位移函数为三次幂函数,剪切变形函数为线性函数,根据有限元法一般原理,推导了一种同时计入竖向力径向剪切分力剪切变形和水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入竖向力径向剪切分力剪切变形而忽略水平力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程,推导了一种仅计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元刚度方程。计入水平力剪切变形而忽略竖向力径向剪切分力剪切变形的P-Δ效应杆单元可良好的模拟支座在大剪切变形下的偏心工作特性,能实时计入其偏心弯矩影响,为实时计入支座偏心特性的结构动静力分析提供了理论支撑。最后通过自编MATLAB程序进行算例分析,结果表明,计入支座大剪切变下的P-Δ效应后,基桩内力位移和地基土压力均显著增大。基桩自身剪切变形对桩身内力位移和地基土压力影响较小,可以忽略。     

弹性嵌固弧形梁内力变形分析

按弯扭弹性嵌固计算模型分析建筑物园弧形梁,由结构力学方法导出其内力和变形计算公式。本文讨论了支承刚度和轴线曲率对内力及变形的影响。     

基于支撑轴力相干性的深基坑变形主动控制

轴力伺服系统因能有效控制支撑轴力而得到广泛应用,但如何通过轴力来实现对围护侧向变形的精细化控制还有待研究。为此基于结构力学体系中的影响性原理,结合实际工程案例,从支撑轴力对围护侧向变形、土体流变的影响、支撑轴力的竖向相干性等方面探讨了其在软土地铁深基坑围护侧向变形主动控制中的应用。为更好地控制基坑开挖过程中的围护侧向变形,应用轴力伺服系统时,应遵循就近原则、尽早原则及分区控制原则,并根据不同轴力损失原因判断开启轴力自动补偿功能的时机,根据流变增量来不断调整轴力,使得轴力作用下坑内土体流变趋于收敛。结果表明,运用结构影响性原理,通过轴力伺服系统对支撑轴力主动调整,可实现对围护结构侧向变形的精细化主动控制,使围护的实际状态趋于目标状态,值得推广应用。     

支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响

本文结合平行换乘车站深基坑工程，分析了支撑刚度和预加轴力对新站基坑和既有车站共用连续墙变形和内力的影响。增大支撑刚度，可以减小墙身位移，引起连续墙正弯矩减小，负弯矩增大。但达到一定的量级后，对墙体的变形和弯矩的影响很小。增大支撑预加轴力可以有效的控制连续墙的变形，减小墙身负弯矩。支撑刚度和预加轴力的变化对基坑开挖面以下墙体变形和内力的影响较小。     

支撑刚度及预加轴力对基坑变形和内力的影响

本文结合平行换乘车站深基坑工程 ,分析了支撑刚度和预加轴力对新站基坑和既有车站共用连续墙变形和内力的影响。增大支撑刚度 ,可以减小墙身位移 ,引起连续墙正弯矩减小 ,负弯矩增大。但达到一定的量级后 ,对墙体的变形和弯矩的影响很小。增大支撑预加轴力可以有效的控制连续墙的变形 ,减小墙身负弯矩。支撑刚度和预加轴力的变化对基坑开挖面以下墙体变形和内力的影响较小     

桩土变形和承台变形对单桩竖向力的影响研究

为了研究桩土变形和承台变形对群桩基础中单桩竖向力的影响,分别采用规范简化公式和考虑桩土变形、承台变形的有限元方法对群桩基础中单桩竖向力进行计算,分析了产生误差的原因、规律和范围,并结合实际工程计算分析了复杂情况下单桩竖向力的分布情况.结果 表明:规范简化公式把承台看作多点铰支、刚度无穷大的梁,计算误差一般在7％以内,满...     

灌注桩支护条件下的深基坑变形研究

基于深基坑开挖过程中支护及其变形问题,采用PLAXIS软件对灌注桩的变形及受力、水平支撑的轴力、地表和基坑土中各点的变形及受力情况进行了数值模拟,并结合现场实测数据,得到基坑各个开挖过程及开挖完成后的变形情况,从而对深基坑的支护提出合理而有效的建议。     

钢支撑预加轴力对基坑变形的影响

依托于厦门城际铁路R1线机场段的土建预留工程,对于围护结构的参数与土体的特质进行了相关分析,及钢支撑在施加不同预加轴力作用下对基坑变形产生的影响,通过分析研究结果得出了以下结论.(1)预加轴力愈大,基坑变形量减小,对比于不施加预加轴力,当预加轴力为3倍Fk时,基坑最大变形量减少了77.6％.(2)土层的性质不同但变形机理大致相同,变形量不同.(3)在基坑内部,钢支撑的预加轴力大于等于3倍标准值时,将会产生异常变形,不利于基坑内部稳定,所以预加轴力的大小应为1～3倍标准值.     

相邻荷载对地基沉降影响的数值分析

考虑相邻荷载影响的地基沉降分析的研究目前仍较缺乏．本文运用非线性有限元法探讨了相邻荷薪的距离、地基土的变形模量、粘聚力、荷载大小等对测试点附加沉降的影响规律．结果表明相邻荷载的距离影响最大，土体变形模量与粘聚力次之，变形模量、粘聚力和荷载大小与沉降影响率均可认为是常数关系。     

实时往复大变形下铅芯橡胶隔震支座力学性能试验研究

针对铅芯橡胶隔震支座在大变形多次实时往复荷载下力学性能退化问题,采用足尺铅芯橡胶隔震支座,通过高速压剪试验设备,对铅芯橡胶隔震支座进行了基本竖向力学性能试验、基本水平力学性能试验、多次不同大变形下实时加载水平力学性能试验,试验结果显示：铅芯橡胶隔震支座在实时往复多次大变形下,随着加载圈数的增加,隔震支座屈服力急剧下降,支座耗能能力降低,到试验结束时屈服力平均下降46.1%,加载圈数对屈服后刚度影响相对较小;实时往复大变形下测得的铅芯橡胶隔震支座屈服力在第2圈以后均小于采用国家标准试验方法得到的屈服力,试验结束时屈服力小于国家标准测到屈服力的43.8%,国家标准试验方法测得的屈服力与实际地震下铅芯橡胶隔震支座的屈服力相比偏小;铅芯橡胶隔震支座实时多次往复变形对其竖向刚度基本没有影响;铅芯橡胶隔震支座在实时往复大变形试验时其力学性能退化,静置一段时间后,其性能基本又恢复到实时往复大变形试验前的状态。     

预加轴力对基坑交叉工程稳定性影响

针对长春卫星广场节点范围内快速路结构工程与既有车站主体结构交叉的问题,综合现场实测和无预加轴力不对称开挖的模拟分析,对原有的基坑开挖方案进行了模拟和优化。结果表明:当采用无预加轴力不对称开挖方案时,基坑桩体水平位移呈现出朝向基坑且上大下小的变形特征,其中由于土体开挖引起荷载变化造成的最大变形量占总变形量的75%以上;采用增加200kN预加轴力的优化方案后,基坑桩体水平位移呈中间大两端小的变形特征,桩体的最大水平位移减小了10.84mm,比原方案减小52.1%,与无预加轴力模拟的结果相比,西侧最大变形增大了0.31mm,东侧最大变形减小了0.82mm;方案优化后,两侧基坑变形趋于平衡并关于主体对称,减小了结构的剪力;桩体最大水平变形的位置下移至桩顶以下9m处,有效约束了桩体上部的变形。     

轴力伺服系统在软土明挖基坑中的变形控制

以上海轨道交通18号线10标芳芯路站为实例,通过轴力伺服系统和普通钢支撑两种支撑下的实测数据对比,分析总结了轴力伺服系统在富水软土地层下超深明挖深基坑中对基坑变形的控制作用。通过芳芯路站主体基坑的应用实践,证明了轴力伺服系统对控制基坑变形的有效性和实用性。     

不同支杆轴力系数下空间KK型方管相贯节点的承载力研究

应用有限元法分析了不同支杆轴力系数的空间KK型方管相贯节点的承载力和变形,揭示了节点承载力和变形与支杆轴力系数间的关系,提出了空间KK型与平面K型节点承载力的比值随支杆轴力系数的不同而变化的观点,即支杆轴拉(压)力系数越大,空间节点承载力相对平面节点承载力的比值越小。     

基坑开挖中群桩受力及变形性状的三维有限元分析

通过有限元计算,研究了大面积深基坑开挖对群桩的受力和变形特性的影响。群桩基础的受力及变形性状明显不同于单桩。对于坑底群桩,随着基坑开挖深度增加,桩身轴力随之增加,桩身轴力最大值位置由桩身中上部转移到中部,与单桩的轴力最大值位置(桩身中下部)有一定程度的差别。在同一开挖深度中,距离地下连续墙近的桩身轴力较小,距离基坑中心近的桩身轴力较大。其主要原因是基坑中心处的土体回弹大于基坑边部,相应的桩土位移及桩侧摩阻力发挥程度也较大。由于基坑开挖造成支护结构发生侧向变形,使得靠近支护结构的桩产生弯曲,整体表现为桩身上部变形较大,中下部变形较小。     

钢支撑预加轴力调整对围护墙剪力与变形的影响

基于温州市域铁路老殿后河段深基坑工程,采用数值模拟的方法,对施加钢支撑预加轴力对围护墙剪力与变形的影响作出了研究。结果表明:竖直方向上,1道钢支撑预加轴力增大必然导致该处围护墙剪力增大,围护墙的最大水平位移减小,其中浅层钢支撑预加轴力调整对围护墙剪力与变形的影响大于深层钢支撑,越早增大预加轴力对围护墙的变形控制效果就越好;对浅层钢支撑施加较大的预加轴力可以弥补因开挖和深层钢支撑安装造成的预应力损失。所得结论也可为基坑支护结构设计和施工提供理论依据和参考。     

高速铁路红层软岩路基时效上拱变形机制研究

红层软岩地区高速铁路路基在运营期出现持续上拱变形,已成为当前阻碍我国高速铁路发展的又一关键因素,为揭示引起红层软岩地基时效性上拱变形机制,以西南地区某典型红层软岩深挖路堑路基上拱变形病害工点为依托,在现场工程地质与水文地质调查分析的基础上,结合基底地应力测试、红层软岩的吸水膨胀性试验和不同水理条件下的蠕变性试验结果,从地基岩体赋存的水、力环境、红层泥岩的时效性膨胀特性和水-力耦合蠕变特性角度,建立红层软岩地基分层变形机制模型,并系统分析地基短期、中期和长期上拱变形机制和特征。研究成果表明:(1)上拱区段属红层泥岩夹薄层砂岩的近水平地层结构,开挖法向卸荷引起浅层岩体微观裂隙松弛而视显,深层岩体仍为完整,地基岩体水平切向应力显著增大导致路基变形具有明显的结构效应;(2)侧向约束轴向自由下,红层泥岩吸水的时效性变形特征与其岩性及结构特征有关;(3)红层泥岩在低应力状态下即表现出典型的三阶段蠕变变形特征,且轴向应力越小,蠕变应变比越大;(4)水-力耦合作用下红层泥岩蠕变特性更为显著,大量级卸荷情况下上拱蠕变显著增大,蠕变稳定持续时间增长;水汽-力耦合作用下仍会出现显著的蠕变变形,蠕变稳定持续时间更长,总蠕变应变相对减小;(5)根据不同层位岩体的变形机制,将红层软岩地基划分为大气影响层(C1)、水汽-力耦合变形层(C2)、水-力耦合变形层(C3)和水-力耦合封闭层(C4)。路基短期变形主要由C1层岩体引起、中期变形由C3和C4层岩体引起、长期变形由C2层岩体引起。研究成果可为红层软岩地区高速铁路路基时效性上拱变形风险评估、预测及工程控制措施的设计提供理论支撑或参考。     

苏州地区深基坑轴力伺服系统对结构变形的影响研究

文章以苏州地铁劳动路站基坑工程为例,介绍了轴力伺服系统的布置形式,通过对比分析钢支撑采用伺服系统的侧移数据,研究了轴力伺服系统对结构变形的影响。结果表明：应用轴力伺服系统可有效控制基坑围护墙侧移发展;采用轴力伺服系统后的变形量远远低于采用前,占比仅为总变形量的16%。若所有支撑均应用该系统,地下连续墙侧移量最大值可控制在18 mm以内。本研究对基坑工程设计和控制支护结构位移提供了参考。     

起重机结构非线性变形和内力的矩阵计算法

压弯构件在轴力作用下将产生附加弯矩,使构件的非线性变形和内力增大。本文提出矩阵计算法,在压弯构件微分方程的建立求解基础上,列出在某支承条件下并考虑跨间载荷的单杆刚度矩阵。按不同结构体系,组集各种单刚为总体刚度矩阵,再由力与变形关系,建立系统矩阵,便可求解出非线性变形和内力。此方法简便实用,尤其易编制程序上机运算。文章通过某起重机臂架实例计算,具体表明了矩阵法在建筑机械结构上的应用,并把考虑或不考虑附加弯矩对变形和内力的影响作了比较和分析。     

核心型钢混凝土柱轴压性能试验研究

为研究核心型钢混凝土(CSRC)柱轴压性能及轴力分配规律,进行了5根CSRC柱和2根钢筋混凝土(RC)柱的足尺轴压静力试验。试验结果表明：CSRC柱的承载力和变形能力随配钢率的增加而明显增加;设置配钢率为2.5%和3.2%的核心型钢,试件轴向承载力可分别提高12.7%和23.4%,试件变形能力分别提高36.0%和33.1%。试件各组成部分所承担的轴力占总轴力的比例随轴向变形的发展呈非线性变化。在弹性阶段,试件各部分承担轴力基本按材料弹模与相应截面积的乘积线性分配;在塑性阶段,混凝土承担轴力占总轴力比例逐渐降低,核心型钢承担轴力占总轴力比例逐渐增大,最大可达40.1%。CSRC柱轴压承载力可采用考虑箍筋约束作用的简单叠加法进行计算。