侧向约束防渗路基新结构防渗效果试验研究

在湿陷黄土地区修建客运专线如何满足修建过程中以及工后沉降的要求,同时提高路基结构的抗渗性能,是该地区客运专线路基工程的关键技术。提出侧向约束防渗的路基结构新形式,研究了湿陷性黄土地基侧向约束防渗路基结构的防渗效果。采用灰土挤密桩和水泥土挤密桩作为侧向约束防渗结构,通过室内模型试验,针对不同桩体填料及桩间距,测试地基中不同位置及深度处地基土含水率的变化,对比分析后得出,与天然地基相比,设置挤密桩显著提高了地基的侧向防渗能力,且随着桩间距的减小,地基土含水率增长速率逐渐减小,即渗流速度减缓,防渗效果越好。对比试验中两种挤密桩复合地基,水泥土挤密桩侧向防渗效果优于灰土挤密桩,研究成果可供同类工程参考。

侧向约束对预应力混凝土框架压力的影响

针对工程设计人员普遍关心的侧向约束是否对框架结构预压力的传递产生影响及影响的大小这一问题 ,分析了这种影响并推导出了计算公式。通过实例分析 ,提出了考虑侧向约束影响的应用条件 。

复合桩基重复加卸载过程中侧向约束桩变位规律试验研究

复合桩基上堆载可能引起侧向约束桩侧移,导致侧向约束桩和复合桩基失稳破坏。采用室内模型试验研究复合桩基重复加、卸载过程中侧向约束桩水平变位规律。结果表明：（1）复合桩基上加载时,侧向约束桩的桩身侧移沿深度先增大、后减小、存在峰值,峰值随加载增大而增大,出现在距离地面0.4倍地面以下桩长处,峰值位移与桩顶（或地面）处位移的比例系数和发生侧移的桩身长度随荷载增大而增大;（2）复合桩基上重复加、卸载时,侧向约束桩的桩顶侧移随桩间距增大而增大,弹性变形则变小。中桩侧移比边桩大。桩顶侧移增长率随重复加载次数增加而减小。若荷载超过首次加载的最大荷载,侧向复合地基上加载-桩水平位移曲线将回到首次加载曲线的延长线,具有记忆效应。第i＋1次卸载曲线与第i次卸载曲线线型相似且相互平行。每次卸载的初、中期,荷载的减小不影响桩顶侧移,只有卸载到最后1～2级时,侧移才开始减小,直到永久塑性变形。侧向约束桩的顶部水平位移回弹曲线特征与岩石或土在垂直加、卸载作用下的回弹曲线相似。

侧向约束下FRP加固混凝土界面黏结性能

为了揭示侧向约束对FRP-混凝土界面黏结性能的影响,基于三折线黏结-滑移模型开展了侧向约束下FRP黏结混凝土界面剥离全过程分析,推导了FRP-混凝土界面黏结荷载表达式,进行了模型试验、三维数值模拟验证和参数分析.研究结果表明:无限粘贴长度情况下,有侧向约束的FRP-混凝土黏结界面经历了弹性、弹性-软化、弹性-软化-摩擦、软化-摩擦和摩擦5个阶段,界面荷载-滑移关系和黏结应力分布的试验和数值计算结果与理论模型具有较好的一致性.当侧向约束力增加,界面荷载强度和滑移量均会显著提高,因此侧向约束能有效抑制外贴FRP加固的剥离.侧向约束下增加黏结长度或提高FRP刚度均能进一步提高荷载强度,但FRP刚度提高会导致界面延性减小.

多层预应力混凝土框架侧向约束对梁轴力的影响

在研究多层预应力混凝土框架侧向约束对梁轴压力的影响规律时 ,重点考虑了施工方法、跨数和梁柱线刚度比等对预应力框架梁轴压力的影响。采用通用有限元法分析结果表明 ,当采用“全部浇筑 ,一次张拉”的施工方法时 ,可只考虑第一层梁中的次轴力影响 ,对上部各层梁中的次轴力影响可忽略。当采用“逐层浇筑 ,逐层张拉”的施工方法时 ,最大次轴力发生在顶层 ,其次为底层 。

侧向约束条件下砂岩的压缩蠕变特性研究

近年来,岩石蠕变而引起的隧道工程及大型地下硐室的长期稳定性问题受到国内外学者的广泛关注,蠕变试验的研究也取得了极大的进展。模拟巷道围岩的受力状态,通过试验研究了砂岩在单轴压缩及侧向约束条件下的蠕变特性,对比分析了2种试验条件下的蠕变变形规律:侧向约束下将发生加速蠕变的应力阀值和极限应变有较大提高,蠕变速率得到减缓。在试验数据的基础上,分析了岩石粘弹性变形随应力水平不同和时间发展的变化规律,为数值分析和理论计算提供了试验依据。

预应力混凝土结构侧向约束影响的分析方法

提出了超静定预应力混凝土结构侧向约束影响系数的概念与计算方法。在分析了现行常规设计方法承载力计算公式之后,建立了通过次轴力考虑侧向约束影响、通过预应力筋两阶段工作原理考虑侧向约束影响、通过重新定义次弯矩考虑侧向约束影响和通过位移荷载考虑侧向约束影响等四种计算分析方法。分析总结了梁端铰接法、柱底铰接法和子柱法等三种通过构造措施考虑侧向约束影响的方法。为合理设计有侧向约束的预应力混凝土结构提供了依据。

桩体复合地基受压过程中侧向约束桩工程特性试验研究

采用模型试验研究桩体复合地基受压过程中侧向约束桩工程特性。研究结果表明:桩侧土压力沿深度先增大、后减小,峰值在离土顶面0.22H^0.33H(H为地面以下桩长)处,因加载而快速增大;轴力P-深度z曲线呈倾斜的"S"形,桩身上部受拉、下部受压,峰值拉力出现在离土顶0.15H处,峰值压力出现在离土顶0.81H^0.92H处;摩阻力τ-深度z曲线整体上呈倾斜的"C"形,上段出现正摩阻力,下段出现负摩阻力,离土顶面0.18H处是中性点,峰值负摩阻力出现在离土顶面0.7H附近;弯矩M沿深度z先增大、后减小,有1~2个峰值,上部峰值出现在离土顶0.37H附近,下部峰值出现在离土顶0.59H^0.70H附近;间距小的边桩正轴力(包括峰值)和轴力零点埋深变化范围及负摩阻力峰值最大,间距大的边桩次之,中桩的最小;荷载达到复合地基压力Q-沉降s曲线拐点荷载之前,中桩弯矩最大,间距大的边桩弯矩次之,间距小的边桩弯矩最小;超过该拐点荷载之后,间距大的边桩弯矩最大,中桩弯矩次之,间距小的边桩弯矩最小;间距大的边桩的弯矩M与土顶面距离z曲线有1个峰值,而中桩和间距小的边桩有2个峰值。

有侧向约束的界面阻力件抗剪试验研究

模拟钢管混凝土柱节点区钢管壁—梁端混凝土剪力传递的界面 ,进行了 13个含抗剪阻力件的试件的抗剪试验 ,试验参数为混凝土强度、剪跨比、阻力件的位置、排数和排距 ,试验还考虑了纵筋销栓作用 .试验结果表明 ,在侧限条件下 ,界面传递剪力能力大为提高 .本试验为新型钢管混凝土柱节点的抗剪能力提供了可靠的试验依据 。

侧向约束对体外预应力加固框架梁承载能力影响分析

分析了用体外预应力方法加固框架梁时梁的受力状态 ,指出由于端部侧向约束构件的影响 ,将使加固效果受到影响。运用结构力学的D值方法 ,近似把结构看作弹性体 ,分析了框架梁实际的预压力计算方法 ,并进一步分析了加固后梁的承载能力计算方法 ,推导出了相应的计算公式。

含桩地基重复加卸载过程中侧向约束桩弯矩变化规律试验研究

侧向约束桩桩身弯矩问题比较复杂，该文采用室内模型试验研究含桩地基重复加卸载过程中侧向约束桩桩身弯矩特性，结果表明：①含桩地基重复加、卸载过程中，侧向约束桩桩身弯矩沿深度先增大、后减小，有1个峰值（首次加载有2个峰值），峰值出现在0．37倍埋置桩长附近；②桩身弯矩随含桩地基加、卸载而相应增、减。重复加、卸载到相同荷载时，桩身弯矩随加、卸载次数增加而减小；③首次加载达到P—S曲线拐点荷载时，弯矩增长缓慢，第2～4次加载到P—S曲线拐点荷载的前级荷载时，弯矩增长缓慢。说明加载到一定程度时，桩间土作用恒定，桩体作用逐渐发挥，桩体抑制了侧向约束桩弯矩的增长。侧向约束桩弯矩受含桩地基桩间土控制。试验结果为含桩地基侧向约束桩的设计提供了依据。

侧向约束多层预应力砼框架三阶段分析法

为解决侧向约束问题,提出了侧向约束柱作用于预应力砼框架结构的三个阶段。通过对三阶段的分析,将侧向约束对预压力传递影响看成由结构形式、构件截面属性和预压力造成的预应力损失σlcon。将等效弹簧模型扩展到多层侧向约束砼框架,计算出侧向约束框架柱对预压力传递影响系数ηi,j。利用三阶段理论中的第三阶段推导出正截面极限承载力验算公式。通过实际算例同其他公式相比较分析,给出了一种实用方便的正截面极限承载力验算公式。

连续侧向约束条件下薄壁梁的整体稳定分析

通过能量法对存在连续侧向约束的薄壁梁的弹性整体稳定进行了分析,分析中考虑了在连续侧向约束条件下,梁端部负弯矩的存在,对梁整体稳定承载力产生的不利影响.通过运用有限元法的分析计算,得出了在实际设计中考虑梁端部负弯矩影响的临界条件,并提出了相应的避免出现整体失稳的构造措施.

预应力混凝土框架结构的侧向约束分析

在预应力混凝土框架结构梁中张拉预应力筋时,柱侧向约束将造成梁中设计预加轴力的损失,梁中达不到设计预加应力值,同时也会在柱中产生次剪力和次弯矩,并进一步在梁中产生次剪力和次弯矩作用。对于有明显侧向约束的超长超宽多跨预应力混凝土框架结构,若不合理考虑侧向约束对预压力传递的影响,不仅裂缝控制得不到满足,而且承载力计算也是偏于不安全的。建立了不同张拉顺序下次内力计算模式并推导出了计算公式,提出了设计、施工运用中注意的问题,为合理进行结构设计提供了依据。

BFRP侧向约束对GFRP带肋筋与混凝土粘结性能的影响

为考察BFRP侧向约束对GFRP带肋筋与混凝土粘结性能的影响,对36个GFRP筋混凝土拉拔试件进行试验研究,主要试验参数为BFRP侧向约束层数(0层、1层、2层和3层)和混凝土相对保护层厚度c/d(1.6、2.2和3.0)。试验结果表明:BFRP侧向约束使拉拔试件的破坏模式由混凝土劈裂破坏转为GFRP带肋筋的拔出破坏;试件的粘结强度和达到粘结强度所对应的滑移量、侧向约束应力会随BFRP侧向约束层数的增加而增大;相同BFRP侧向约束层数下,相对粘结强度随着c/d的增大而增大,但达到粘结强度所对应的侧向约束应力却随c/d的增大呈指数减小;相对粘结强度增加量随着达到粘结强度时侧向约束应力的增加呈对数增加。

考虑侧向约束的预应力混凝土超静定结构次内力计算及影响

由于侧向约束对超静定结构中预压力的传递以及二次内力产生的影响,有侧向约束的框架梁或连续刚构桥的预应力次内力计算比无侧向约束的连续梁次内力计算更为复杂.文中提出一种计算思路,把预加力分解为侧向约束引起的作用在柱上的预压力损失及作用在梁上有效预压力,结合等效弹簧模型及简化结构计算侧向约束预压力损失引起的次内力,利用约束次弯矩法计算有效预压力引起的次内力,然后进行叠加计算总次内力影响.通过实例分析了有侧向约束对框架结构二次内力的影响.结果表明,该影响随着梁柱刚度比减小而增大,忽略侧向约束预压力损失引起的附加二次内力影响是不合理也不安全的,文中方法能够满足工程实际中的精度要求,有助于预应力框架结构的设计和内力分析.

非对称侧向约束结构的受力特性分析

非完整地下室的结构受不对称的侧向约束,目前常用计算软件不能方便地计算分析这类结构。运用ETABS软件对这类结构的计算表明,相对不考虑侧向约束的结构而言,这类结构刚度增大,在有侧向约束的楼层结构内力减小,但又可能导致结构楼层刚度突变而形成薄弱层、结构局部内力增大、竖向构件塑性铰位置发生转移等不利影响。

粉喷桩侧向约束在软土地基加固中的运用

粉喷法加固软土地基,可大幅度提高地基强度。用其对软土路堤地基进行侧向约束,可取代反压护道与其下砂井的作用,节省大量的土地和加固工程费用。

长期荷载下有侧向约束柔性桩复合地基试验

为探讨长期荷载作用下柔性桩复合地基的工作性状,进行了有无侧向约束条件下夯实水泥土桩复合地基的长期荷载对比试验.在复合地基表面埋设沉降标,量测了桩体和土体沉降值,得到了桩和土的沉降随时间的变化规律;通过在桩间土表面、桩顶、桩端埋设土压力盒和在桩身埋设内贴应变片PVC管量测应力值,获得了桩顶与土顶应力、桩-土应力比、桩身轴力随时间发展的变化规律.试验结果表明：在长期荷载作用下,设置了约束长桩夯实水泥土桩复合地基的工作性状明显优于无约束夯实水泥土桩复合地基的工作性状——大幅度缩短了进入沉降稳定时间（约为64%）,减小工后沉降量（约为29%-42%）,降低桩-土应力比约39%;明显地调整了桩身轴力分布.分析认为：采用柔性桩加固软土路基时,在加固区边缘设置刚性长约束桩,能有效地控制路基的工后沉降,提高路基的承载性能.

侧向约束下柔性桩复合地基沉降特性

侧向约束技术在地基处理工程中能有效地减小地基沉降。本文结合铁路工程与软土工程特性,采用模型试验与数值模拟的方法,研究了侧向约束(桩)对柔性桩(夯实水泥土桩)复合地基沉降的影响,分析了柔性桩和土体沉降变化随荷载水平的变化规律,探讨了侧向约束条件下土体模量、桩间距等因素对地基沉降的影响。研究结果表明:在柔性桩复合地基中设置侧向约束桩,当土体压缩模量较小时,采用2d(d为桩径)或3d桩距皆能较好地降低桩的沉降量;随着土体压缩模量的增大,桩距采用3d时减沉作用降低、2d时减沉效果增强、4d时减沉作用不明显;桩间土体沉降量在桩距为2d及3d时,减沉作用呈现先减小后增大的特点,4d时其沉降量减小比值为4%~5%。因此,合理设置侧向约束桩才能有效限制软土侧向挤出,以达到减少复合地基沉降的目的。