基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析

基于对荷栽传递法的认识,首先推导了锚固段的荷载传递基本微分方程;在此基础上,结合Kelvin问题的位移解,得到锚固段的应力分布的解析表达式,认为锚杆体的直径、外荷栽及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应力水平.计算结果袁明:锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加;在较高的初始力条件下,锚固段前端应力集中现象明显;较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布.     

地下水循环荷载作用下GFRP锚杆锚固性能分析

在滨海地区,地下水起伏较大,给建筑物安全性带来隐患,玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)筋材料与钢筋相比具有轻质高强、抗腐蚀能力好的特性。本文在考虑GFRP筋正交各向异性的基础上,建立GFRP锚杆锚固体系,施加地下水循环荷载,对锚杆的承载能力、杆体轴应力、剪应力分布形态等锚固特性进行了探讨和分析。结果表明：与单调荷载相比,地下水循环荷载极限滑移量小32%。地下水循环荷载下杆体轴应力沿深度方向下降速率较慢,剪应力保持下降趋势。第1次循环中滑移量达到总滑移量的79%,在前7次循环中达到90%,杆体应力分布形态均在7次循环后保持稳定。     

船闸闸室墙结构土层锚杆极限承载力试验

通过淮安三线船闸闸室墙结构中土层锚杆极限承载力的现场试验研究,依据作用荷载下的位移变化图形,分析土层锚杆的变形规律,提出了以锚固体刚性位移为控制条件或以锚固段周围土体整体稳定为控制条件确定的土层锚杆极限承载力。     

纤维砂浆增强锚索锚固作用的机理分析

随着高边坡高速公路的发展，对锚固的要求越来越高。在一定配比的砂浆中掺入一定量的聚丙烯纤维所得到的聚丙烯纤维砂浆能够改善锚固段的受力变形特征，提高锚杆的锚固能力，其工程性能优于现在常用的灌浆材料-普通砂浆。     

襄阳市内环线工程汉江三桥索塔锚固区足尺模型试验研究

襄阳汉江三桥主桥索塔上塔柱为预应力混凝土结构,斜拉索锚固区构造和受力状态均较为复杂。通过制作索塔第25节段的足尺模型进行加载试验,并结合有限元计算及理论分析,对斜拉索索塔锚固区的应力大小、应力分布、应力流方向等局部应力状态以及抗裂性、承载力进行研究,对设计的合理性进行分析评价,确保结构受力的合理性和安全性。研究结果表明,试验加载至最大荷载1.7 P时,模型结构仍然处于弹性工作状态,模型混凝土表面未出现可见裂缝,说明结构具有足够的安全度,索塔锚固区的设计是合理的。     

谏壁船闸系缆设施预应力土层锚杆技术应用研究

从谏壁船闸引航道系缆设施工程中采用的土层锚杆的现场试验、观测资料入手，对人们在土层锚杆应用中普遍关心的极限承载力、土层锚杆的锚固段受力状态、土层锚杆的预应力损失等问题进行了分析与探讨。并指出土层锚杆设计与施工中值得注意的一些问题。     

压力集中型预应力锚索剪应力有限元分析

在详细分析压力集中型预应力锚索结构特征基础上,利用有限元软件进行模拟和分析该种锚索受力特征。在分析中采用整体式初应变方法来考虑混凝土和钢筋(即将混凝土和力筋划分为不同的单元来考虑),而预应力的施加是通过给锚索单元一个初始的应变。通过分析得到锚固段剪应力的分布特征,它主要与锚索弹性模量、灌浆体弹性模量、灌浆体半径、锚索半径、灌浆体泊松比这几个参量有关。最后,为了便于工程直接应用,综合以上几方面的影响因素给出压力集中型预应力锚索计算锚固段剪应力的理论公式。     

隧道超前支护效应数值分析

超前支护是不良地层隧道修建过程中的关键科学问题。以某隧道穿越断层工程实践为依托,建立二维有限元数值模型,对比分析各种超前支护效应,研究了拱顶位移特性、屈服区分布特征。管棚、小导管以及超前锚杆等加固地层可改善掌子面超前核心土受力特征,提高隧道掌子面稳定性,控制围岩变形,塑性区明显减小。超前支护作为从围岩内部加固构件,有效提高围岩的抗剪切能力,促进掌子面拱效应形成。管棚比小导管和超前锚杆能发挥更好支护效应,将掌子面前面荷载传递给初期支护钢拱架。研究成果可直接指导断层破碎带隧道的设计、施工,同时可为其他不良地层地下工程提供参考和借鉴。     

不同受力类型土层锚杆的刚度分析

随着岩土锚固技术的发展，出现了多种受力类型的锚杆，但对其变形及刚度目前尚无比较全面的分析，本文从土锚受力方式及其变形特性分析入手，结合已有工程实测资料，导出适用于不同类型土锚的刚度计算公式，可供工程设计参考采用。     

饱和粉砂土中压力分散型预应力锚杆极限抗拔力试验研究

饱和粉质砂土锚杆施工存在着诸多技术难题,锚杆极限抗拔力影响因素多.文章对压力分散型锚杆采用5种张拉方式,分别进行单元锚索单独张拉、整体张拉极限抗拔力破坏试验.锚索单独张拉大多发生突变型破坏,整体张拉发生缓变型破坏,整体张拉试验更为合理.试验得到饱和粉质砂土锚杆极限抗拔力值,尽管锚固体长度相等,但不同长度锚索极限抗拔力值差异较大.锚索弹性位移与荷载大多成直线关系,并与锚索自身弹性变形相当.塑性位移普遍较小,与锚索长度、荷载大小成正比,约为弹性位移的12%-30%.     

考虑土体密实度的钢-土界面剪切特性研究

土体密实程度对内河码头大尺寸钢护筒嵌岩桩的承载性状具有重要的影响。在一定含水率及颗粒级配条件下,控制试样土体干密度分别为1.80,1.85,1.90 g/cm3进行土体与钢板的往复剪切室内试验,探索了不同干密度条件下试样在不同法向应力条件下的剪应力-剪位移关系、极限剪切强度以及界面往复剪切的残余强度。研究发现钢-土界面的剪切过程主要有3个阶段:弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;极限剪切强度满足摩尔库伦准则且随干密度增大粘聚力和内摩擦角均增大,且呈线性增加;往复剪切过程中,研究剪应力的变化情况发现同方向不同循环过程中最大剪应力几乎保持不变,不同方向剪切循环过程中,负方向剪应力均比正方向稍大。     

调距桨叶根螺栓与曲柄盘静强度设计研究

采用集中载荷加载的方法，对调距桨模拟桨叶施加额定工况、极限工况条件下的推力、切力、离心力、推力弯矩和切力弯矩，通过对叶根螺栓、曲柄盘的试验测试结果与仿真分析结果的对比分析，验证承受高载荷的桨毂组件静强度设计的合理性、仿真分析的正确性，化解桨毂组件静强度设计风险。     

土与结构物半模直剪试验的颗粒流数值模拟*

使用自主改造的半模直剪仪进行土与钢板、石板的半模直剪试验,竖向荷载分级施加,分别为50kPa,100kPa,150 kPa,200 kPa。应用颗粒流离散元程序——PFC2D对土与结构物在不同法向应力条件下相互作用的半模直剪试验进行数值模拟,研究土与结构物相互作用时接触面土体变形及剪应力的变化情况。分析得出土与结构物相互作用时,土体会呈现出硬化现象。随着法向应力的增加,土的剪应力会升高。在土与结构物的接触面上,形成了一定厚度的剪切带,说明土与结构物的相互作用并不只局限于接触面,而对接触面以上一定厚度内的土体也有影响,但影响范围不大,约为5倍的粒径。土与结构物相互作用时,结构物的性质对土体剪应力的变化影响不大。     

Strength of ship plates under combined loading

Strength of ship plates plays a significant role in the ultimate strength analysis of ship structures. In recent years several authors have proposed simplified analytical methods to calculate the ultimate strength of unstiffened plates. The majority of these investigations deal with plates subjected to longitudinal compression only. For real ship structural plating, the most general loading case is a combination of longitudinal stress, transverse stress, shear stress and lateral pressure. In this paper, the simplified analytical method is generalized to deal with such combined load cases. The obtained results indicate that the simplified analytical method is able to determine the ultimate strength of unstiffened plates with imperfections in the form of welding-induced residual stresses and geometric deflections subjected to combined loads. Comparisons with experimental results show that the procedure has sufficient accuracy for practical applications in design.     

冰载荷对加筋板轴向压缩极限强度的影响

船舶在冰区航行时,将遭受浮冰的挤压,船舷侧部位的加筋板会受到冰载荷的作用。以单筋单跨加筋板为研究对象,采用非线性有限元法对冰载荷下加筋板轴向压缩极限强度进行分析。研究冰载荷的大小、加载区域面积和加载区域位置的不同对极限强度的影响规律。结果表明,冰载荷大小一定,冰载荷作用区域面积逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度随着面积的增加基本呈线性增加。冰载荷作用区域位置距离加筋板中心点距离逐渐增加时,加筋板的轴向压缩极限强度逐渐增加,且随着相对距离的增加,对加筋板轴向压缩极限强度的影响越来越大。这些结果可用于指导冰区船舶结构的设计以及维护。     

饱和软黏土中吸力锚的承载能力数值分析*

利用大型通用有限元软件ABAQUS,基于总应力分析法,建立了饱和软黏土中吸力锚的三维有限元数值模型,通过与物理模型试验对比,验证了数值模型的正确性.计算分析了吸力锚的水平承载力特性及其破坏模式、最优系缆深度上的倾斜承载力包络图.通过对有限元结果进行拟合分析,提出了吸力锚承载能力的简化计算公式,公式中考虑了长径比、加载角度和土体不排水抗剪强度的影响.     

Fatigue tests on grouted connection segment specimens in offshore wind turbine structures considering water ingression

Grouted connections (GCs) are widely used to connect superstructures and driven piles in offshore wind turbine structures. They resist fatigue loading in marine splash zones and even submerged environments. In this paper, six GC segment specimens were designed and tested under fatigue loading in both the air and water ingression conditions. The results in the air condition showed that for the specimens with lower loading ranges, the strain distributions and residual displacements stabilized after 20 thousand load cycles. These conditions persisted until the end of the test with two million cycles, with only a few tiny cracks appearing on the grout material surface. Meanwhile, wide cracks and grout material exfoliation were found in specimens with higher loading ranges. The residual displacement accumulated gradually, which eventually caused the termination of the test when it reached 5 mm after 1.3 million cycles. The results in the water ingression condition showed that the water had entered into the micro-cracks of the grout material, which severely degraded the fatigue behavior of the GC specimens. Even in lower loading ranges, specimens W-1 and W-2 only endured 0.264 million and 64 thousand load cycles before the displacement of the top clamp reached −10 mm. Compared with two specimens tested in the air, with a total displacement of less than −0.7 mm after two million load cycles, the severe deteriorating effect of water ingression on the fatigue behavior of GCs was apparent.     

基于剪流分布规律的节点力加载方式在船体结构有限元分析中的应用

船体结构强度评估是船舶建造与设计过程中的重要环节.本文在总结研究现有的船体结构有限元分析加载方式的基础上,提出基于剪流分布规律的节点力加载方式.对于为模拟船体梁载荷而在各剖面处施加的集中力以及为进行强度计算需在各剖面处施加的调整载荷,使用本文方法将其离散至单元网格节点处并于与加载,得到的结果符合船体梁弯曲时的应力分布规律,这对于正确进行船体结构强度评估具有重要意义.给出适用于计算机实施的规格化加载过程,以实现船体结构有限元分析的自动加载过程.     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。