边坡工程中锚索抗滑桩共同作用的设计与研究

通过有限元强度折减法计算分析得出了不同岩体强度参数、不同桩长和桩截面尺寸、不同锚索预应力值的情况下,抗滑桩的水平位移和桩身内力的分布规律,分析了抗滑桩对各个参数影响的敏感程度。为占滑坡处治中锚索抗滑桩的设计和优化提供了设计参考数据。     

单因素变动对抗滑桩极限承载力的影响

通过对抗滑桩及桩周岩体的非线性有限无限元分析，本文着重研究了变动滑坡推力分布，桩间距比，锚深比和滑体与基床弹模比等单因素对抗滑桩极限承载力的影响规律，并获得了有益的结论。     

饱和土中大直径嵌岩桩纵向振动特性研究

根据B iot饱和土理论和R ay le igh-Love杆理论,计及土层及桩的径向运动影响,导出了考虑横向惯性效应的端承桩与饱和土的纵向耦合振动频域的解析解和时域半解析解,对比了考虑与不考虑横向惯性效应时,大直径嵌岩桩纵向振动引起的土层复阻抗的异同以及桩顶导纳和时域反射的特征。研究表明:长径比越小,横向惯性效应越明显,而泊松比和激振频率对饱和土层阻抗及桩顶响应也有重要影响。通过工程实例对比表明,当桩的长径比较小时,用考虑横向惯性效应的计算方法可以得到更好的拟合效果。     

考虑P-△效应的承重阻滑桩有限差分解

承重阻滑桩既需承受来自上部轴向与水平向的荷载作用,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上倾斜受荷桩复杂得多.综合考虑滑坡推力、地基系数、桩身侧摩阻力、桩身自重等影响因素,引入桩顶荷载对承重阻滑桩内力、位移的影响(P-△效应),推导得出不同特征桩段的微分方程,进而提出适用于承重阻滑桩内力及位移分析的有限差分解,并结合室内模型试验实测数据进行了分析比较,结果表明采用有限差分法分析承重阻滑桩内力及位移是可行的.     

考虑P-Δ效应的承重阻滑桩有限差分解

承重阻滑桩既需承受来自上部轴向与水平向的荷载作用,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,其受力性状远比抗滑桩和平地上倾斜受荷桩复杂得多。综合考虑滑坡推力、地基系数、桩身侧摩阻力、桩身自重等影响因素,引入桩顶荷载对承重阻滑桩内力、位移的影响(P-?效应),推导得出不同特征桩段的微分方程,进而提出适用于承重阻滑桩内力及位移分析的有限差分解,并结合室内模型试验实测数据进行了分析比较,结果表明采用有限差分法分析承重阻滑桩内力及位移是可行的。     

埋入式抗滑桩承担的滑坡推力分析

采用有限元强度折减法对埋入式抗滑桩加固的滑坡模型进行了数值分析。模拟结果表明,在设计工况下埋入式桩承担的滑坡推力与全长桩承担的滑坡推力相当,推力大小与设计安全系数有关。在极限破坏工况下,桩悬臂段越长,滑体越顶滑动破坏时对应的稳定安全系数也越大,桩承担的滑坡推力越大。由此提出埋入式抗滑桩加固滑坡设计时,埋入式桩的合理桩长可采用强度折减数值方法根据设计安全系数确定,埋入式桩应承担的滑坡推力可用传统极限平衡法按全长桩计算,也可用有限元强度折减法进行校核。     

一种新型土层桩板扶壁组合式挡土墙

土层路堑边坡采用悬臂式锚固桩支挡时,存在桩间土支挡类型选择问题,桩间挂板或搭板就形成了桩板墙结构,此结构设计中存在板和桩的连接问题,及桩间板受力问题。本文通过优化土层路堑锚固桩平面布置,取消板和桩的连接,提出一种新型土层桩板扶壁组合式挡土墙。使桩间土拱效应完全发挥作用,降低挡土板的受力,增加土层锚固桩锚固段顶部的地基系数及容许承载力,减短了土层锚固桩的锚固段长度,且有十分有利于工程植物绿化。     

层间滑移对摩擦型叠梁弯曲特性的影响

对叠梁滑移问题的计算,通常假定粘结层的滑移应变与剪应力成线性关系;但对于库仑摩擦型叠梁来说,只有当层间剪力超过层间最大抵抗摩擦力后,才发生层间滑移。为了更精确研究摩擦型叠梁的力学特性,该文首先推导了考虑层间摩擦力影响的截面剪应力计算公式,进而确定了摩擦型叠梁层间滑移展开的力学条件和路径;最后借助传递矩阵法求解了叠梁滑移展开的长度以及对叠梁构件力学特性的影响;与ANSYS的计算结果对比表明该文提出的算法准确高效;滑移效应会破坏截面的整体性,增大局部弯曲应力,结构计算时应根据实际滑移情况考虑滑移效应对结构受力的影响。     

考虑滑移效应组合梁弯曲应力和界面剪力分析

在实际工程中,通常采用换算截面法计算组合梁应力,而不考虑截面滑移的影响。但是当组合梁采用部分剪力连接或者需要考虑疲劳问题时,忽略滑移的影响可能会引起较大的误差。该文推导了考虑界面滑移效应的简支组合梁在多种荷载工况下的弯曲应力和界面剪力的解析解,并据此进行分析,得到了弯曲应力和界面剪力在各种荷载工况下的变化规律。根据实际情况,对最不利位置的解析解进行了简化。经对比,简化计算公式的计算结果与解析解吻合良好。     

平缀管式等截面钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线计算方法

基于平缀管式等截面钢管混凝土格构柱在水平低周往复荷载作用下的拟静力试验结果,采用OpenSees建立纤维单元杆系计算模型,对影响此类结构水平荷载-位移骨架曲线的主要因素进行参数分析。采用三折线简化模型模拟水平荷载-位移骨架曲线,通过理论推导或数据统计分析得到了平缀管式等截面钢管混凝土格构柱相关骨架曲线控制参数的简化计算公式,包括:考虑柱肢与缀管剪切变形的弹性阶段刚度的计算公式;基于塑性铰破坏并考虑轴力-弯矩相关曲线的水平峰值荷载的计算公式;基于数据统计分析并考虑实际工程需要的位移延性系数的峰值位移与极限位移的简化计算公式。与拟静力试验、有限元参数分析以及模拟实际结构尺寸扩大参数分析的结果进行的比较表明,三折线简化模型可以有效地模拟平缀管式等截面钢管混凝土格构柱的骨架曲线,相关骨架曲线控制参数的简化计算公式具有较高精度。     

钢筋混凝土柱纯扭破坏尺寸效应数值分析

在地震作用下,钢筋混凝土柱时常会受到扭矩的作用,而扭矩的存在会改变钢筋混凝土柱的破坏模式。为探究钢筋混凝土柱纯扭破坏的尺寸效应行为,采用三维细观数值模拟方法,考虑了混凝土细观组分的非均质性及钢筋与混凝土间的粘结滑移作用,建立了钢筋混凝土柱的纯扭作用数值模型。模拟分析了结构尺寸、纵筋率、配箍率和截面形状对钢筋混凝土柱抗扭破坏的影响。结果表明:钢筋混凝土柱扭转破坏表现为脆性特征,名义抗扭强度表现出明显的尺寸效应;纵向配筋对扭转强度尺寸效应影响不大;方形截面柱比圆形截面柱具有更强的尺寸效应;箍筋可以提高扭转强度,且可以削弱名义抗扭强度的尺寸效应。最后,修正了Ba?ant尺寸效应律,建立了全结构尺寸范围内的名义抗扭强度预测公式。     

结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能影响的试验研究

为了研究在低周往复荷载作用下结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能的影响,对6根方钢管混凝土短柱开展了水平往复加载试验,分析了截面尺寸对柱破坏形态、滞回曲线、骨架曲线以及不同抗震性能指标(如刚度退化、耗能能力、延性等)的影响,阐明了不同截面尺寸对柱名义抗剪强度的影响规律和机制,研究结果表明：不同截面尺寸的试件破坏形态基本相同,表现为柱底部钢管鼓曲、核心混凝土被压碎的破坏形态;当截面尺寸由200 mm增至600 mm时,在不同加载方向上,方钢管混凝土短柱名义抗剪强度分别下降了63.1%(59.8%),表现出显著的尺寸效应;随着截面尺寸增大,相对名义刚度与平均耗能系数呈降低趋势;JIN等提出的考虑尺寸效应的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好,说明考虑尺寸效应的方钢管混凝土柱抗剪承载力计算公式能够较为准确的预测其抗剪承载力。     

考虑径向波动效应的黏弹性支承桩纵向振动阻抗研究

基于桩体三维轴对称模型考虑其径向波动效应,将桩及桩周土分别视为弹性和黏弹性连续介质,建立了三维轴对称桩-土耦合系统纵向振动分析模型。具体采用分离变量法分别求得桩身及桩周土位移基本解,进而利用桩土完全耦合条件推导得出频域内桩顶动力阻抗解析解答,并将所得解析解与已有解答进行比较验证其合理性。在此基础上,通过进一步参数化分析探讨了桩底支撑刚度系数、桩身径向波动效应及桩长对桩顶动力阻抗的影响规律。结果表明:当桩身长径比较小时,采用Rayleigh-Love杆模型近似考虑桩身三维波动效应误差较大,此时采用三维轴对称桩体模型和所得相关解析解答更能合理考虑桩身径向波动效应的影响。     

型钢高强混凝土梁力学性能试验研究

基于19榀型钢高强混凝土简支梁的力学性能试验,观察了诸试件的裂缝开展模式及破坏形态,揭示了影响梁力学性能的主要因素,探讨了混凝土强度、含钢率、剪跨比、荷载类型、剪切连接方式及宽度比(型钢翼缘宽度与梁宽之比)对梁力学性能的影响规律,给出了不同连接方式下型钢与混凝土界面间的剪切计算方法。依据现有型钢混凝土梁承载能力计算方法,通过引入截面对称性影响系数以考虑型钢截面形式变化对构件承载力的影响,建立了中和轴通过型钢腹板时型钢高强混凝土梁正截面抗弯承载力的计算公式。建议公式计算值与试验实测值吻合较好,表明该文提出的计算公式具有较高的精度。研究将为型钢高强混凝土梁相关计算理论的建立提供理论依据。     

挤密桩爆扩成孔及夯填过程的塑性分析

应用统一强度理论,对挤密桩的爆扩成孔和夯实两个阶段进行了塑性分析,得出了土体爆扩成孔塑性边界比例半径计算公式和土体夯填塑性影响比例半径计算公式。所得公式考虑了不同拉压比的影响和中间主应力的影响,可以合理地得出不同材料的相应解,它既适用于拉压强度相等的材料,也适用于拉压强度不相等的材料。这些公式可以适用于各种土体的爆扩塑性影响区的计算和夯实塑性影响区的计算,可以用于分析桩的爆扩是否造成邻桩已夯实的土体的破坏,可以用于分析夯实土体所需的重锤的能量,从而确定重锤的重量和夯击次数。     

刚性挡土墙粘性填土被动土压力简化计算

利用水平条分法计算刚性挡土墙粘性填土的被动土压力，得到了刚性挡土墙粘性填土时被动土压力的非线性分布表达式且计算模型满足切应力互等定理。根据摩尔-库仑准则得到侧压力系数的计算公式，并且得到了被动土压力合力的简便公式。通过两种计算模型讨论了土条带间切应力增量对被动土压力影响。将计算结果与现有经典理论进行对比分析，结果表明:当挡土墙墙背光滑且无均布荷载时该文计算公式退化为Rankine公式，当填土为无粘性土时，该文方法所得结果与考虑土拱效应的经典文献结论趋于一致，并且与现有的试验结论保持一致。     

HPFL加固受火RC梁抗剪性能研究

 对高性能复合砂浆钢筋混凝土加固受火RC梁的抗剪承载力进行理论推导,并结合实验数据和工程实例验证理论公式的合理性．结合国内外对火灾后钢筋混凝土结构中混凝土和钢筋强度变化的研究,考虑火灾和火灾后冷却条件对混凝土和钢筋强度及性能的影响,提出计算模型．假定钢筋和混凝土之间无相对滑移,忽略混凝土的抗拉强度,不考虑温度—应力的耦合作用,采用等效截面法得到等效截面为T形截面,以桁架 拱模型和软化桁架理论为基础,结合极限平衡原理,考虑拉应变存在条件下混凝土抗压强度的软化．分析结果表明,推导所得的计算公式与试验数据比较吻合,高性能复合砂浆钢筋网加固方法能使梁的抗剪承载力得到显著提高,能满足实际工程的应用．     

钢纤维混凝土方形板的冲切强度统一解

该文基于统一强度理论对钢纤维混凝土方形板的冲切承载力进行了理论分析,推导了冲切破坏强度的计算公式。所得的解考虑了板的抗弯能力、纵向钢筋以及材料的中间主应力效应对冲切破坏强度的影响,可以灵活地应用于各种不同材料。将该文的理论计算值与试验值进行了比较,二者吻合较好。     

DX桩群桩承载性状的数值分析

通过数值计算对不同桩间距的DX桩群桩进行了分析研究。结果表明：DX桩的群桩效应随着桩间距的减小而逐渐明显,间距为6倍桩径的群桩极限承载力是间距为3倍桩径的群桩极限承载力的1.32倍;群桩间距由3倍桩径增大为6倍桩径时,群桩效应系数由0.59增大为0.78;群桩间土体沉降的最大值发生在两扩盘中间位置处,且随着桩间距的增大而减小。     

刚性桩复合地基沉降机理与影响因素研究

探讨了天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析了垫层模量、桩间土模量,以及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明:桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响比较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一,地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。