上砂下黏地层中桩-筒复合基础V-H承载特性

海上风机基础不仅受自重等竖向力V作用,也因水流、波浪和风等影响而承受水平荷载H。为探讨上砂下黏地层中一种由单桩和吸力筒组成的新型海上风机桩-筒复合基础受V-H组合作用时的承载特性,自主设计完成了一系列室内桩-筒复合基础V-H组合加载模型试验,获得不同组合参数下桩-筒复合基础的荷载-位移曲线和桩身弯矩分布曲线,并绘制出V-H承载力包络线。在此基础上,采用ABAQUS建立了上砂下黏地层中桩-筒复合基础三维数值分析模型,经模型验证与参数分析,进一步讨论了砂土厚度、筒径、筒高以及加载高度等参数对桩-筒复合基础承载特性的影响曲线,并拟合出桩-筒复合基础承载力简化计算公式,分析结果表明:桩-筒复合基础能显著提高桩身水平承载力,增幅达30%~90%,且增加筒径比增加筒高更有利于提高基础水平承载力;上部砂土层较厚时,桩-筒复合基础存在一个使复合基础水平承载力达到最大的预加竖向荷载最佳值,其值随不同载荷工况在(0.4~0.7)Vult范围内变化。

非饱和土地基中端承桩对SH波的水平地震响应

为探讨非饱和土地基中SH波作用下端承桩的水平地震响应,先基于一维波动理论得出SH波引起的土层自由场水平振动解,然后考虑非饱和土体动剪切模量随其饱和度的变化特性,采用三维连续介质力学和Euler梁模型建立轴向静荷载下非饱和土-端承桩水平耦合振动模型,进而通过引入势函数和分离变量法推导出桩顶水平位移相互作用因子、桩顶水平位移放大因子和桩身曲率比的表达式,经与已有成果对比验证后再经参数分析,获得土体饱和度、桩身长径比和土体黏滞阻尼对桩身水平抗震特性的影响规律:土体饱和度和桩身长径比仅在高频范围对相互作用因子和放大因子有显著影响;土体黏滞阻尼仅在共振频率使得相互作用因子和放大因子分别逐渐增大和减小。

局部冲刷下砂土中桩-盘复合基础H-T联合承载特性

海上风机基础工作时既承受复杂组合荷载作用,也受波流冲刷影响。单桩-摩擦盘复合基础同时结合了单桩与重力式基础的特点,摩擦盘还可起防冲板作用。为探讨砂土地基中H-T联合作用时局部冲刷对这种复合基础承载特性的影响,首先基于室内水槽试验装置,完成了一系列模型载荷试验;获得了冲刷前后桩-盘复合基础的荷载-位移曲线,经无量纲化处理与曲线拟合,获得H-T联合受荷桩-盘复合基础的承载包络线及其简化计算公式。然后,采用有限元细化分析了主要冲刷参数(冲刷深度、冲刷宽度、冲刷角度)及加载点高度对复合基础承载特性的影响,结果表明:冲刷坑的存在使复合基础的横向及扭转抗力明显降低,削弱程度分别可达25%及45%;进一步分析表明,桩身弯矩值随加载点高度的增加而显著增大,随预加扭矩的增加呈下降趋势;局部冲刷会明显削弱复合基础的承载力,同时H-T联合作用时相应的承载力包络线向内发生不同程度的收缩;其中,冲刷深度的影响最大,对横向抗力与扭转抗力的削弱程度分别可达约35%及60%,冲刷角度次之,冲刷宽度的影响最小;此外,不同加载路径下桩-盘复合基础承载力包络线呈现一定程度的差异。

利用连接装置控制两相邻结构的地震动响应

运用连接单元来减小平行结构的振动一直是结构振动控制领域的重要课题。该文将两平行结构简化为两单自由度体系 ,用 Voigt粘弹性阻尼器模型表示被动的连接单元 ,运用 Kuhn- Tucker优化原理导出了在地面随机激励下被动连接单元的优化刚度和阻尼值的一般表达式 ,优化控制目标是在保证两平行结构的平均振动能量均得到控制的条件下 ,使两平行结构的总平均振动能量为最小。研究表明优化刚度和阻尼值仅与两平行结构的相对自振频率和相对质量有关 ,同时 。

黏弹性地基中楔形桩水平振动特性研究

为完善楔形桩的水平振动理论以便更好地使用,基于Timoshenko梁模型,研究黏弹性地基中水平简谐激振力作用下的楔形桩水平振动问题。首先,分别采用Winkler地基模型和Timoshenko梁模型模拟黏弹性地基和楔形桩,建立楔形桩-土系统横向耦合振动模型。进一步采用分离变量法和传递矩阵法推导得到楔形桩桩身水平位移、弯矩和剪力的解析表达式,并基于所得解详细讨论桩土设计参数对楔形桩空间响应和时间响应的影响。最后,将本文解与Euler梁模型的解进行比较,分析两种模型解的差异。结果表明:桩顶部的动力响应受楔角改变的影响很小;整个桩体的动力响应基本随桩土刚度比的增大而明显增大;随着无量纲频率的增大,桩身水平位移逐渐减小;虽然Timoshenko梁模型与Euler梁模型在小长径比下存在一定差异,楔角对两种模型造成的影响基本相同。

非饱和地基中部分埋入桩的水平振动问题

本文研究非饱和土中部分埋入桩的水平振动问题,为模拟桥梁桩基的高承台桩的实际服役状态,考虑水平简谐荷载和竖向静载的组合作用,采用Timoshenko梁模型和三维连续介质建立了非饱和土⁃部分埋入桩的耦合振动理论模型,利用微分变换法和传递矩阵法求得了桩身水平动力响应解析解,将退化解与已有成果作比较,验证了本文解的合理性。基于建立的理论模型,探讨了竖向荷载、埋入比和饱和度对部分埋入桩水平动力特性的影响。研究结果表明:刚度因子随着竖向荷载的增大而迅速减小,但是阻尼因子略微减小;刚度因子和阻尼因子均随着埋入比的增加而减小;桩身水平位移、转角、弯矩和剪力幅值均随着埋入比的增大而增大,幅值位置逐渐向上移动;饱和度较低的对刚度因子的影响很小,但饱和度大于0.9时刚度因子随饱和度的增加而迅速增大,阻尼因子基本保持不变。

基于中美规范混凝土静动力学参数的研究

以中、美规范为基础,确定了中美规范中混凝土的一些指标和参数的转换关系,研究了混凝土静力学和动力学参数的确定过程,并以C20混凝土为例,计算了混凝土的各物理参数和力学参数,为工程设计人员提供理论依据。

黏弹性地基中螺旋桩水平动力特性

为了完善螺旋桩水平振动理论,首先采用等效刚度的方法,将螺旋桩等效为特定桩径的传统直桩,基于Winkler地基和Euler梁模型,建立了黏弹性地基中螺旋桩水平振动方程;其次,采用分离变量法严格推导出了螺旋桩的水平动力响应位移、弯矩和剪力解析解,并验证了解析解的合理性;最后,基于所得解析解,分析了时间和空间响应下各桩土参数对螺旋桩水平振动特性的影响。研究结果表明:螺旋桩桩顶位置水平位移会随着桩螺旋倾角减小而减小,螺旋倾角越小,螺旋桩桩顶位置水平位移变化程度越大;螺旋桩水平动力响应随着量刚一频率增大而减小,且在桩顶位置显著减小;螺旋桩水平动力响应随着桩土刚度比增大而增大,其中桩土刚度比对水平位移和弯矩的影响显著;量刚一频率越小,螺旋桩水平动力响应达到最大值所需时间越长,并且变化程度越大。

Rayleigh波作用下非饱和土中单桩水平振动解

非饱和土在自然环境和工程界中普遍存在,对于Rayleigh波作用下非饱和土中单桩的水平振动响应,目前仍没有较完善和准确的理论计算方法。针对该问题,基于三维连续介质力学,先求解非饱和多孔介质波动方程得到Rayleigh波弥散特性下土体的自由场振动响应,再利用平面应变模型和动力Winkler模型模拟非饱和土和桩的耦合振动,进而引入桩土边界条件、势函数并采用分离变量法推导出桩顶水平位移相互作用因子的表达式,并通过其退化解与已有文献中的解的对比验证了本文模型的合理性。利用所得解分析了土体的饱和度、泊松比及桩土模量比对桩身水平动力特性的影响规律。结果表明:随土体饱和度增加,相互作用因子逐渐减小,当饱和度大于0.999时整个桩身的水平位移才出现较为明显的减小;相互作用因子随土体泊松比增加而逐渐减小,且减幅随激励频率的增加而增大;桩土模量比增加时,相互作用因子减小且减幅逐渐变弱,最终稳定于一常值,同时激励频率的增加会导致到达稳定值所对应的桩土模量比越小。

考虑竖向荷载影响的非饱和地基中桩的水平振动

研究考虑竖向荷载影响的非饱和地基中桩的水平振动问题。首先,在考虑竖向荷载影响的情况下基于Timoshenko梁模型和三维多孔连续介质理论建立非饱和土–桩耦合振动模型,然后通过直接求解法、分离变量法和桩土边界条件求得桩体的水平位移、转角、弯矩和剪力以及桩顶动力复阻抗的解析解,将本文退化解与已有理论解进行对比,验证提出模型的正确性;通过与Euler梁模型下振动解的对比,进一步分析竖向荷载和桩顶承台质量对桩体动力响应变化规律的影响,研究结果表明:(1)竖向荷载仅对桩顶水平动力阻抗的刚度因子存在显著影响,不会引起共振频率的变化但是会使得共振频率下对应的阻抗极小值降低;(2)采用Euler梁模型计算得到的复阻抗始终更大,但出于安全考虑应该优先采用结果偏小的Timoshenko梁模型;(3)当竖向荷载增加时,桩顶处的水平位移、桩身中上部的转角以及桩身中下部的弯矩、剪力均略微增大,可能威胁结构安全;(4)考虑桩顶承台质量时,桩体动力响应有一定程度的减小。

基于指数模型的能源桩长期响应研究

基于荷载传递法,提出基于指数模型的能源桩长期响应分析方法。首先,通过引入改进的Masing准则来构建以指数模型为骨干曲线的土体加卸载函数,进而基于荷载传递法研究温度循环过程中能源桩的工作特性;然后通过与现场试验数据进行比较,验证该理论模型的合理性;最后结合算例,研究能源桩的长期工作特性。结果表明:(1)温度循环方式对桩顶附加沉降有重要影响,相较于仅用于制冷模式的能源桩,冷热循环工况下的桩顶沉降更加明显;(2)桩顶刚度系数越大,桩顶沉降越小,稳定的也越快;(3)上部结构荷载较少时,随着温度循环的进行,桩身下部可能会产生拉应力;而上部荷载较大时,桩顶沉降随着桩身温度循环的增长而加快,并且沉降稳定时间逐步增长。

困难我不怕

以前我是用左手写字、画画的，为了上学不落后，妈妈让我改成用右手，可是我用右手写的字总是歪歪扭扭的，很丑。没想到老师和同学没有笑话我，反而都帮助我。慢慢地，我写的字好些了，虽然还是不如那些书写美观的同学，