内置传感器的沥青混合料变形协调及损伤行为研究

为揭示应变传感器与沥青混合料协同工作性能的演化规律,提高传感器实测数据的应用价值和环境适应性,基于数字图像关联技术和小梁直接拉伸试验,对内置传感器的沥青混合料试件开展多重受力模式下的应变响应研究,分析不同温度条件下传感器与沥青混合料的变形协调性能;并利用四点弯曲试验下的声发射信号和数字图像特征,揭示内置传感器的沥青混合料结构损伤演化规律。研究结果表明:内置应变传感器的沥青混合料变形协调特性与荷载类型、大小及响应时间紧密相关,传感器应变响应具有强烈的温度敏感性,在30~50℃的环境中,传感器应变响应的精准度会急剧衰减,其测量平均绝对误差Eˉa和相对误差Eˉr可分别增大3.49~11.79倍和2.01~2.91倍。利用声发射能量信号准确地刻画了传感器与沥青混合料协同受力下的4阶段损伤演化特征,反映出温度作用会改变结构损伤形式向非稳定开裂的态势发展;不同温度下声发射RA和AF的分布特征表明,内置应变传感器的沥青混合料结构破裂模式受温度影响显著,呈现为拉-剪混合、剪切破裂为主的破裂机制,且随温度不断增大,剪切破裂持续增强,剪切事件由55.7%增长至84.4%,增幅达1.52倍。研究成果对实现内置应变传感器与沥青路面协同工作性能的合理评判,推进传感器技术深度赋能传统沥青路面结构提供参考。

空间任意汇交杆系的变形协调几何方程组及其组合学释义

将平面汇交杆系的变形协调问题拓展到空间任意汇交杆系的情形,运用微分解析法,通过对空间任意4根汇交杆的求解,直观地得到了空间任意n根汇交杆系变形协调几何方程组的一般形式,解决了空间汇交杆系的超静定问题。结论中所有下标的顺序符合组合学中字典序数排列,因此可以用计算机编程去求解超静定空间汇交杆系的变形协调方程。

考虑桩土变形协调的复合地基设计方法

目前在复合地基的设计中,由于采用桩体压缩模量计算得到的复合压缩模量偏大,造成复合地基加固区沉降被低估;另外桩和桩间土承载力发挥系数取值主观性较强,导致复合地基承载力计算结果偏大。针对上述两个问题,从复合地基形成机理出发,指出桩及桩间土共同直接承担荷载时必须保证桩土变形协调。桩土变形协调的条件是:(1)桩刺入垫层的深度不能超过垫层厚度;(2)桩宜设置为摩擦桩。在此前提下,分别计算桩及桩间土的沉降,利用桩土变形协调方法得到了桩土应力比和承载力发挥系数理论值,进而得到加固区的沉降计算方法。工程算例证实,从保证复合地基有效设计和工程安全的角度出发,应该根据桩土变形协调来进行复合地基设计计算。

悬挂结构施工中变形协调技术研究——以上海市金桥国培地块研发项目为例

悬挂结构外框钢结构施工完成后,随施工过程中荷载的不断增加,各层之间仍存在一定沉降变形量,不加以控制会产生一定的安全隐患。以上海市金桥国培地块研发项目为背景,分析项目施工过程中悬挂结构的变形特点,提炼总结项目在屋面处桁架下弦节点构造、悬挂外框混凝土浇筑控制、出屋面桁架防水构造以及悬挂楼层底部建筑节点等方面的技术优化处理方法。经监测,工程实施效果良好,相关技术方法有助于施工过程中的建筑结构变形协调,可为类似工程设计、施工提供借鉴。

基于变形协调控制的超高钢连廊整体提升施工技术研究

结合工程实例,针对超高钢连廊的幕墙造型龙骨、底部铝板吊顶等附属结构,采用一体化同步提升技术。裙房屋顶拼装时,通过柱顶设置贝雷梁进行荷载转换,减少对混凝土结构的加固措施。通过堆载试验、有限元分析等技术措施,对各工况下的吊顶铝板变形进行分析。优化附属结构与钢桁架连接方式,让更多幕墙附属结构能随钢连廊主体结构同步提升,减少后续高空作业。

变形协调条件下锚索框架梁-抗滑桩边坡支护体系设计方法研究

目前设计实践中坡面锚索框架-坡脚抗滑桩边坡支护体系未考虑变形协调,支护结构存在两种防护形式先后顺序破坏的风险。通过建立坡体变形与锚索、抗滑桩变形的关系,推导了锚索+抗滑桩支护体系的变形协调公式,结合锚索和抗滑桩的变形计算方法,提出了变形协调条件下锚索-抗滑桩支护体系的设计方法。建议在下滑力无法准确确定时,应采用低刚度的锚索,并尽量设置较高的锚索预应力锁定值,保证锚索在充分发挥锚固力的同时,增强其对变形的适应能力,提高锚索框架-抗滑桩支护体系的变形协调性。

防水底板与抗浮锚杆的变形协调设计

为抵抗地下水浮力,在抗浮设计中,常用抗浮锚杆提供抗浮力。由于底板与抗浮锚杆的共同作用,在抗浮设计中应考虑变形协调。利用SLABCAD软件构建底板有限元模型,对底板进行迭代计算,能够得到单根锚杆的抗拔力,然后设计锚杆和底板。通过工程实例的计算结果表明,迭代法可以得到可靠的结果,为工程设计人员提供参考。

大重量箱梁节段拼装线形与架桥机变形协调研究

为了解决大重量箱梁节段拼装线形与架桥机变形协调问题,文章以某高速铁路56m节段箱梁为背景,采用有限元模拟与荷载试验相结合的方法,开展节段梁拼装线形与架桥机变形协调研究,结果表明:架桥机数值模拟应力结果与实测结果拟合较好;架桥机弹性变形数值模拟结果与实测结果最大偏差<4%;根据数值模拟结果,通过理论计算公式能够得到吊杆调节量来进行变形协调控制;这种节段梁拼装线形与架桥机变形协调控制方法具有较强实用性。

不设仰拱隧道路面变形协调层的施工技术研究

新建隧道不设仰拱路段在洞身开挖后主要采用混凝土进行找平,形成刚性调平层,在行车过程中的荷载会通过路面结构层传递至刚性调平层,导致无法有效降耗,进而造成路面结构层易损坏。颗粒变形协调层创新性地加入了路床基岩预裂爆破设计,使路床从刚性转化为柔性,起到防止路面开裂的效果。文章以天峨至巴马高速公路No.5标的隧道工程为例,基于不设仰拱的隧道路段现场施工条件,探讨了不设仰拱隧道路面变形协调层施工技术,并阐述了该技术在实际应用中的关键要点,为相关施工提供参考。

桩锚结构变形协调方法的改进研究

桩锚结构变形协调条件是桩锚结构设计中内力计算的关键点。现行桩锚结构变形协调条件是在锚索施加预应力后桩身向坡内变形十分微小而忽略不计的条件下推导得到的,只适用于锚索预应力微小或为0的情况。但在许多工程实例中,锚索的预应力较大,导致的桩身变形不能被忽略。因此,现行的变形协调条件假设与桩锚结构的实际工作状态不一致。利用结构力学理论,在研究桩锚结构体系的两阶段变形过程的基础上,对变形协调方程从2个方面改进,其一是改变原有方法中抗滑桩滑面处位移和转角的计算方法;其二是改变第j排锚索对桩身i点处位移贡献的计算形式。算例分析表明,改进桩锚结构变形协调条件,可以更好地为工程设计服务。

基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性

针对双重功率分流系统的载荷均匀分布问题,建立了该系统的拟静力学模型,并根据系统构成功率流闭环的特点,推导出了系统的扭转角变形协调条件.将该条件与系统的力矩平衡条件和弹性支撑条件联立,并运用当量啮合误差和等效啮合刚度理论,计算出了各齿轮副传递的扭矩,最终得到了系统的均载系数.文中还从静力学角度分析了各构件安装误差和制造误差对系统功率分流的影响.结果表明,这些误差对系统的均载特性共同起作用,单独减小某一种误差,并不能达到最好的均载效果.

“桩(墙)—撑—锚”联合支护技术的工程应用与变形协调探讨

"桩(墙)–撑–锚"联合支护是在"桩(墙)–撑"和"桩(墙)–锚"两种支护技术的基础上,扬长避短,研发的一种具有综合优越性的新型联合支护形式。它既可有效地控制基坑周边变形,又为土方和地下结构施工创造了方便条件。这种新型支护在3个深基坑工程(H=11～20.9 m)中应用效果良好。论文还对"桩(墙)–撑–锚"联合支护形式的变形协调问题进行了探讨,认为技术关键是加大锚杆的刚度和变形控制能力。在分析比较这种新型支护与"桩(墙)–撑"支护在基坑施工和使用三阶段变形特点后,认为在采取适当的技术措施的基础上,基坑深层总变形量达到两者相当的水平是可能的,并就提高基坑深层变形控制能力提出了5条措施。

渐开线少齿差行星传动的变形协调设计

针对渐开线少齿差行星传动,提出了一种变形协调设计方法,包括多层材料复合的齿轮本体设计、弹性层的材料选择及结构设计、考虑弹性材料变形的齿轮无侧隙啮合中心距设计计算公式。在此基础上设计制造了一种滤波传动装置,并与相同结构形式及规格的普通行星减速器进行了传动性能的对比仿真分析与实验,结果表明滤波减速器的空程回差、润滑及动力学特性都有了较为明显的改善。

考虑变质量的路基沉降应力变形协调分析法

针对传统分层总和法存在小变形假定和无法考虑地基排水引起的质量变化等缺点,在不同参考构形等概念的基础上,重新解释了应变和压缩模量等度量的内涵,结合分层总和法和有限变形理论的基本思想,提出考虑变质量的应力变形协调分析法,用于计算最终沉降和固结沉降。对于排水和不排水路基的沉降问题,分析了最终沉降量的协调解与两种传统解的计算差别及其相对误差的变化规律,探讨了新方法在预测路基固结沉降中的应用。结果表明:最终沉降量的协调解和两种传统解均随着压缩层厚度的增加近似按双曲线规律增加,随着荷载的增加近似按线性规律递增;常用的不考虑应变历史修正的传统解计算结果偏小;协调分析法能提高预估路基固结沉降的精度等。用新方法可以更准确地计算路基的最终沉降和固结沉降。

桩锚结构预应力的变形协调确定方法

目前,对于如何确定桩锚结构锚索预应力并没有统一的理论,通过对现有的预应力锚索抗滑桩设计中确定锚索预应力值的各种方法的分析研究,提出了一种确定预应力的方法,即把锚索、抗滑桩与周围的岩土体作为一个整体,根据长期作用荷载找出使桩身受力较为合理情况下的锚索总拉力,即桩身正负弯矩基本相等时锚索上的拉力,充分考虑桩锚协调变形条件进行锚索预应力的计算,并以某高速公路互通区一滑坡为例,与其他方法进行对比分析,证明所提出的方法在桩身受力方面更为合理,能更好地发挥桩锚结构体系的作用。

考虑变形协调的刚性基础复合地基沉降计算

针对当前求解刚性基础下复合地基沉降变形时较少考虑桩土间变形协调的情况,在对若干试验结果分析的基础上,提出了刚性基础下复合地基桩侧摩阻力分布形状的假定,然后分别用荷载传递法、Mindlin解答和弹性力学解答分析了单桩模型中桩体和桩间土的沉降变形,通过桩顶位移变形协调条件建立了求解方程,编制了相应的计算程序.该方法可利用现场实测荷载～沉降曲线进行计算参数的优化反演,因此具有较强的实用价值.最后,用该法对某工程实例进行计算分析,计算结果和实测值吻合较好.

基于变形协调设计的金属橡胶复合齿轮副振动研究

为解决传统齿轮副存在的回差问题,对设计、制造和安装过程中存在的误差影响因素进行了定量计算.通过考虑齿厚偏差、轴承径向跳动、中心距偏差和温度对齿轮变形的影响,提出了可自动变形补偿的金属橡胶复合齿轮副设计方法;基于ABAQUS有限元分析计算了高、低温对复合齿轮副变形的影响,得出了复合齿轮副在高、低温环境下的变形量和理论中心距预紧量;实验考察在不同预紧量下金属齿轮副和复合齿轮副的振动响应情况.结果表明:随着预紧量的增加,振动加速度先减小后增加;预紧量的改变对金属齿轮副的影响较大,对复合齿轮副的影响较小,复合齿轮副相对金属齿轮副的改善效果随着预紧量的增加而愈加明显;实验得到的最佳预紧量和仿真计算值基本吻合,从而验证了仿真分析的正确性.

优化的变形协调条件在桩-锚结构锚索拉力计算中的应用

锚索抗滑桩的设计计算包括锚索拉力计算和桩体内力计算,而锚索拉力又直接影响桩体内力,因此,锚索拉力计算对桩-锚结构设计十分关键。在常规和修改变形协调条件的基础上,考虑锚索预应力作用在滑动面处桩身产生的位移和转角对第i排锚索作用点处桩身位移的贡献,除去其他排锚索预应力Rj0对桩身作用产生的位移,同时考虑锚索拉力增量的水平分量作用对桩体变形的影响,对滑动面处桩身位移、转角以及其他排锚索拉力对某一排锚索作用点处桩身位移的贡献进行优化,建立优化的桩-锚变形协调方程。结合结构力学中的虚功原理和图乘法理论,编写Visual C++计算程序,通过滑坡工程实例对锚索预应力和总拉力进行计算。3种变形协调条件的计算结果表明:优化的变形协调条件不仅能使抗滑桩在预应力施加阶段处于有利的受力和变形状态,而且适用于锚索与水平面成不同角度的情况,弥补了常规和修改变形协调条件的不足。

使用修正变形协调法分析抗拔桩非线性变形

随着城市建设的迅猛发展,地下空间的开发和利用日益受到国内外学者的重视。抗拔桩作为抗浮基础的主要形式在工程中应用十分广泛。然而国内关于抗拔桩的研究较少,且大部分集中在抗拔桩的承载力方面,对抗拔桩变形分析方法的研究相当有限。对前人提出的抗拔桩变形分析方法进行改进,通过二分法调整桩顶的变形值,从而可以较好地预测荷载较小时抗拔桩的变形值。同时为了便于分析方法在工程中的应用,给出详细的抗拔桩变形分析程序。在此基础上,利用修正变形协调法分析程序研究桩和土各参数对抗拔桩性状的影响,从而为抗拔桩设计提供参考。通过与模型试验和试桩试验结果进行对比,发现所提出的分析方法能较好地预测抗拔桩的非线性变形,理论预测结果与实测结果是比较吻合的。

高碾压混凝土重力坝分区材料-结构界面特性与变形协调仿真分析

高碾压混凝土重力坝不同功能部位“结构特性”与“材料性能”的差异产生的变形协调问题直接关系到工程结构的安全运行,现阶段变形协调分析多是对结构变形和受力进行分析,对异种材料变形协调机理认识不足,缺乏理论基础研究。本文基于界面力学理论,考虑混凝土坝分区中常见的两种双材料界面形式与理想界面的连续边界条件,基于奇异性特征值的特征方程,提出了以应力奇异性特征值作为异种材料变形协调的评价指标,并通过有限元分析验证了理论计算的正确性与有效性;进而分析了界面结合角度和异种材料组合对单侧自由界面端与埋入界面折点处应力奇异性的影响,通过非均质有限元数值仿真分析了复合试件破坏模式,研究了抗压强度与应力奇异性特征值的关系;最后通过统计实际混凝土坝工程中不同坝段内的双材料界面的材料参数(弹性模量)与结构参数(界面形式与结合角度),计算奇异性特征值,评价了该工程中界面的变形协调特性,为高混凝土坝分区材料-结构设计与材料选取提供新的思路。