刚柔性法向接触对混凝土防渗墙应力的影响研究

为在深厚覆盖层上高土质心墙堆石坝的设计中准确预测混凝土防渗墙的应力,开展了防渗墙刺入黏土的模型试验,利用CT断层扫描获得了防渗墙顶端土体的变形性状;提出在防渗墙顶端与土体的法向接触模拟中,应采用柔性法向接触本构模型;建立了有限元模型,研究了刚柔性法向接触对混凝土防渗墙应力的影响。结果表明:防渗墙顶端切削周边土体,发生了明显的刺入位移;刚性法向接触本构模型不允许接触面发生嵌入,因而防渗墙顶端周边土体对防渗墙的约束效应过于强烈,导致防渗墙顶端较高的压应力;柔性法向接触本构模型允许一定程度的接触面嵌入,接触面嵌入位移可理解为实际刺入位移,可较好地模拟实际工程中防渗墙刺入黏土的冲切破坏现象。     

基坑支护的静力反算模式

提出通过附加应力计算基坑支护问题，给出了土体中的静力反算关系式，考虑开挖前原位土体中应力作用以及地面堆载、基底开挖卸载的影响，建立平面有限元法及土抗力法计算的静力反算荷载模式。结合实例计算，说明方法可供实践参考应用。     

用m法计算刚性悬臂护坡桩

本文提出了用ｍ法计算刚性悬臂护坡桩的方法，并编制了相应的计算机程序。采用这种计算方法，可根据所要求的位移控制量来确定桩的嵌固深度及相应的桩身最大弯矩，克服了常用静力平衡计算方法的不足，可广泛应用于工程实践。     

刚性悬臂护坡桩的设计计算

刚性悬臂护坡桩的设计计算方法是深基坑支护设计计算的基本形式。本文在工程实测及实用计算原理的基础上，提出一套实用计算方法，用以计算这种支护结构在开挖过程中被动土压力区的土抗力以及开挖引起的桩的侧向位移，还分析了极限状态下的侧向位移及计算方法。     

刚性桩复合地基地震反应的拟静力计算方法

针对竖向传播的SV波作用下刚性桩复合地基的动力反应,在振型分解反应谱法的理论基础上,提出一种基于有限元分析的拟静力方法。该方法通过等效线性方法考虑土体的非线性,将上部结构惯性力和自由场变形对桩身内力的影响分开来考虑,其中前者采用类似振型叠加反应谱法的方法进行分析,后者采用一种针对地下结构的改进的有限元反应位移法进行分析。与动力时程分析的结果对比表明,所建议的计算方法能够较准确地求得水平地震作用下桩身内力峰值及其分布,显著提高了分析的效率。     

不同位移模式刚性挡墙主动土压力研究

假定挡墙后填土沿墙高任一点处侧压力与其水平位移成线性关系,将土体看作是一系列弹簧和理想刚塑体的组合体。在此基础上,分析了挡墙位移模式,改进了Coulomb理论,提出了不同位移模式下刚性挡墙主动土压力非线性分布计算方法。该方法计算合力大小和Coulomb理论计算相等,主动土压力分布和合力作用点位置随挡墙位移模式变化而不同,计算结果和实测结果吻合较好。该方法对刚性挡墙土压力计算具有理论价值。     

刚性桩复合地基沉降计算方法

 基于原状土切线模量法,对刚性桩复合地基的沉降计算提出一种新的沉降计算方法。该方法用切线模量法分别计算基础下土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线。依据共同作用时桩和桩间土的沉降相等的条件,对土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线进行复合得到刚性桩复合地基的荷载–沉降过程曲线,则刚性桩复合地基的沉降可以根据其荷载–沉降曲线得到。对于有复合地基的载荷试验的情况,提出直接利用其试验曲线建立复合地基的双曲线切线模量方程,利用该方程计算实际基础的沉降。通过工程实例表明,新的沉降计算方法具有较好的精度。     

基坑支护中的刚柔结合法

在基坑支护的设计中，往往会因为基坑两侧现状建（构）筑物而对支护结构水平位移和周围地面沉降要求较严格，以达到不影响其结构安全的目的。对于受现场地质、现状建（构）筑物等条件限制不能采用常规方法时，从而导出了基坑支护中以刚性桩为主搅拌桩为辅的刚柔结合法。该方法应用基坑支护中仅采用刚性桩不能满足变形控制要求时，对刚性桩两侧土体进行加固，从而达到减小支护结构水平位移和周围地面沉降的目的。文中以某排水渠挡墙支护为例，探讨了本方法在基坑支护中对支护结构水平位移和周围地面沉降计算结果的影响，并验证了本文所提方法的有效性。     

刚性挡土墙被动土压力数值分析

采用有限单元法对作用于刚性挡土端上的被动土压力进行数值分析，土体采用弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，在土与结构接触面问引入无厚度的Goodman接触单元，接触面上剪应力和剪切位移采用弹塑性的本构模型，研究了不同的挡土墙的变位模式、不同墙面摩擦特性以及土体变形特性等因素对土压力大小和分布的影响。     

预应力锚杆锚固段长度的研究

通过对锚杆承载机理的分析，根据预应力锚杆在同一拉拔力作用下锚固段的切向位移越小锚杆的承载性能越好这一特性，给出了杆体切向位移的计算方法。根据工程实际，利用预应力锚杆在拉拔过程中所测试到的切向位移，对杆体的锚固段长度进行了比较系统的分析，并由此得出了在180kN预应力值下锚杆的最佳锚固段长度。     

柔性群桩与地基相互作用的非线性分析

对桩侧土采用非线性荷载传递函数 ,桩端土采用线性荷载传递函数 ,同时考虑桩周土所分担的荷载对桩基荷载传递规律的影响 ,首次将增量荷载传递矩阵法与微分方程的近似解法———子域法相结合 ,推出了刚性承台下柔性群桩与地基非线性相互作用的系列近似解析算式。得出了如下结论 :刚性承台下 ,中桩、承台边缘桩及角桩的桩侧摩阻力沿深度的分布规律不完全相同 ,且各桩侧摩阻力发挥的程度也不一样 ,角桩侧摩阻力发挥最大 ,边中桩次之 ,中桩侧摩阻力发挥最小。     

刚体离散元动力方法在基于位移的岩坡地震响应分析中的应用

当前岩坡地震动力响应分析中,多采用极限平衡方法分析拟静力安全系数,采用Newmark滑块分析动力永久位移,假设较多,工程实用性受限。将刚体离散元方法引入岩坡地震动力稳定性评价工作中。通过与强度折减法、Newmark法中的永久位移评价相结合,提出一种复杂岩坡静动力稳定性分析方法。初步认识表明:(1)采用极大节理刚度可以减少节理刚度带来的弹性接触位移,使得刚体离散元用于求解岩坡楔形块体的静/动力稳定性问题。(2)刚体离散元强度折减法可以无需假设块体运动方向或假定滑动形式,直接求解获取安全系数、下滑力等结果,可以考虑复杂形状块体,相比传统方法更具优势和实用性。(3)与4个经典静力算例与3个动力算例的对比验证,表明提出的刚体离散元方法及程序实现的正确性。(4)采用提出的方法,研究幅值、节理面交线倾角等参数对岩坡地震响应永久位移的影响规律研究,表明刚体离散元方法可以根据参数变化得到正确的得到相应的结果变化规律。且对比发现在某些特定条件下拟静力安全系数不能正确反映岩坡地震响应的陡增程度。(5)在工程实例中,采用刚体离散元方法进行K1块体基于位移的地震稳定性评价,给出基于超越概率的支护设计方案。相比拟静力安全系数设计方案,在满足使用条件的前提下优化程度更高。研究可为岩坡静动力稳定性分析提供一种新的思路。     

Seismic response of multi-storey buildings including foundation interaction and P-Δ effects

This paper presents a method of seismic analysis of multi-storey buildings when both soil-structure interaction and P-Δ effects have been taken into account. The additional overturning moment at each storey due to P-Δ effects is replaced by two fictitious horizontal forces acting in opposite directions at the upper and lower ends of each storey. Then, the governing equation for each floor is developed in which these fictitious horizontal forces are incorporated along with seismic inertia forces. Considering the footing as a rigid disc resting on the surface of an elastic half-space, two equations expressing the equilibrium of the building as a whole in translation and rotation complete the set of equations in terms of floor displacements and two rigid body base displacements. Recognizing that the superstructure alone admits classical normal modes, floor governing equations are uncoupled and substituted into the remaining equations, which results in two coupled integro-differential equations in terms of two rigid body displacements. These two equations can be solved using numerical procedures. The method is applied to two unbraced steel buildings and numerical results are presented for different foundation soil conditions. The influence due to P-Δ effects and soil-structure interactions on the responses of these buildings is discussed.     

插筋增强型CFG桩复合地基在北京地区的应用

近年来，国内已经大量地将刚性CFG桩复合地基应用于20～30层的高层、超高层建筑中，复合地基承载力可以达到650kPa。刚性CFG桩优点是强度高、密实度好，而且这种优点随着其围压的增大而更加突出，为了充分发挥刚性CFG桩的这一优点，并使桩头或接近桩头段在高承载力的情况下不致破坏，采用CFG桩上部插筋增强，使CFG桩复合地基的整体水平抗剪、水平抗弯和竖向抗压能力得到明显提高，从而使得CFG桩复合地基在大型高层、超高层等建筑中得到更广泛的应用。本文通过光华国际世贸中心地基处理工程实例，详细介绍插筋增强型CFG桩复合地基新技术，该技术可以有效扩展现有刚性CFG桩应用范围，并可以成功应用到复合地基承载力特征值最高达到938kPa的建筑工程当中。     

Torsional vibrations of a cylindrical foundation embedded in a saturated poroelastic half-space

Considering the interactions between an embedded foundation and saturated soil, the torsional vibrations of a cylindrical foundation embedded in a saturated poroelastic medium are analyzed in this paper. Both a rigid foundation and an elastic foundation are considered. Assuming both the side surface and the bottom surface of the foundation are perfectly bonded to soil, the reaction torques that the side soil and bottom soil acting on the foundation can be gained from basic dynamic equations of the poroelastic medium. According to the dynamic equilibrium equations of a foundation under harmonic torque, the torsional vibrations of an embedded cylindrical foundation are presented. Besides, the angular amplitude of the foundation, the equivalent stiffness and damping coefficients of the soil are expressed explicitly. Selected examples are presented to investigate the influence of relevant parameters on the torsional vibrations.     

筏板与桩基础的竖向动力相互作用

本文考虑了土的成层性和沿深度有变化的特性,将土层沿深度离散形成一系列均质的土层,各土层视为满足平面应变假定,应用传递矩阵法推导出单桩的动力阻抗;借助推求的桩-桩动力相互作用因子,来考虑群桩的桩-桩动力相互作用影响;通常研究承台板与群桩的竖向动力相互作用时假设承台板是刚性的,本文充分考虑了承台板具有一定的刚度、可以变形的柔性特征;并提出承台板-群桩动力相互作用模型,然后推得其动力相互作用方程。通过算例说明了承台板的刚度对承台板的动力作用是有影响的。研究表明,振动频率越低,柔性承台板的振幅与刚性承台板的振幅相差越大;随着频率的增大,两者差别也减小,并逐渐趋于相等。在承台板发生共振时,桩的反力出现明显的峰值,而且柔性承台板比刚形承台板的峰值大得多。     

肋环型劲性支撑穹顶结构静力性能研究

给出劲性支撑穹顶结构静力分析时的基本假设和非线性有限元方程。探讨劲性支撑穹顶结构索垂度的影响,对比分析该结构与索穹顶结构的静力性能,最后讨论初始预应力、跨度、矢高和环向等分数等参数对结构静力性能的影响。算例分析表明,索垂度对劲性支撑穹顶结构静力性能的影响可忽略不计。劲性支撑穹顶结构的整体刚度比索穹顶结构大,脊索的受力性能更能得到充分的发挥。     

路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验

通过对填砂路堤下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的现场试验,获得路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩、土应力,并对复合地基中桩土应力比随荷载和时间的变化规律进行探讨。试验结果表明,路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比的变化规律与刚性基础下复合地基桩土应力比的规律有较大差别,它随荷载的增加呈先减小后增大的规律,桩土应力比不超过2.0,且随时间基本不变。     

埋置于饱和地基中的刚性圆柱基础的摇摆振动

基于Biot动力控制方程,用解析的方法研究了简谐激振作用下埋置于饱和地基中的刚性圆柱基础的摇摆振动问题。基底以下的土被视为饱和半空间,基础侧面的土视为由若干圆形极薄饱和层组成的独立层,假设土与基础完全黏着接触且接触面完全透水。运用Hankel积分变换对饱和土的动力控制方程进行求解,然后结合基础与地基的混合边值条件求解了相应的动力响应问题,并给出了饱和地基的等效动力刚度表达式。为验证本文结果的正确性,计算了基础位于地基表面时的动力柔度曲线,并与已知文献中的结果进行了相应对比。数值分析结果表明:基础在饱和地基中的动力响应与在弹性地基中有很大的不同,无量纲激振频率、基础埋置深度、渗透系数和泊松比对饱和地基的摇摆动力刚度有很大的影响。     

端板型钢-混凝土组合节点受弯承载力塑性计算方法

在钢 -混凝土组合框架中 ,出于经济效益考虑 ,采用根据简单塑性计算方法推导的节点受弯承载力计算公式能够更加准确地反映节点的实际受力性能。介绍了考虑混凝土板纵向钢筋作用的端板型半刚性组合节点受弯承载力的计算方法 ,计算结果表明 ,公式与试验结果吻合良好