不同地面附加荷载作用下桩加支撑基坑支护特性研究

为研究不同地面附加荷载作用下对桩加内支撑基坑支护结构的影响,以南京某工程为例,采用增量法结合弹性地基梁法的计算模型,分析了在各种附加荷载作用情况下,支撑轴力、支护桩位移和地面沉降的变化情况。结果表明:支撑轴力,支护桩最大位移和坑边地面最大沉降均与附加荷载大小呈正相关变化。附加荷载对基坑支护结构的影响存在有效影响点,反之对基坑支护结构不再产生影响。附加荷载的距离和深度对第一道支撑轴力的主要影响在1.0H之内(H-基坑挖深);附加荷载的距离和深度对第二道支撑轴力和桩身最大水平位移的主要影响在1.5H之内;附加荷载作用宽度对支护结构的主要影响在1.0H之内,最大地面沉降的有效影响点随着附加荷载的增大逐渐外移。

地铁隧道顶部跨线桥引道设计与附加荷载计算分析

G106国道(白云五线-人和大桥)与机场第2高速路、地铁3号线共线,跨线桥跨越北太路,在北太路跨线桥设置北村中桥跨越沙坑河,该段跨线桥与机场第2高速路桥墩共墩,在工程建设过程中充分考虑施工过程对地铁结构安全的影响。为了减少桥台处开挖深度,从而减小施工期间对地铁的影响,对跨线桥进行引道设计:引道挡土墙结构采用钢筋混凝土悬臂式挡土墙;引道挡土墙基础采用换填30cm厚碎石垫层进行处理;挡墙范围内填土采用轻质泡沫混凝土。对隧道顶部附加荷载进行计算,结果满足规范要求。

风荷载和附加荷载对建筑外立面门窗的影响

0引言近年来,由于发生厄尔尼诺现象使地球变暖和冰川融化,导致各种极端气候在世界各地频繁发生各种自然灾害,其中也包括龙卷风、台风、雷暴雨、暴雪、极热和极寒等极端气候导致的自然灾害,从而致使建筑结构和外立面框架的一些安全事故会频繁发生。例如,建筑本身塌陷、窗户框架结构的脱落、窗户导致室内进水的渗漏、窗户玻璃脱落等状况,这些发生诸多不良因素的情况都值得我们去关注和思考。

双圆盾构施工引起邻近桩基附加荷载的分析

应用"源汇法"理论,推导了双圆盾构隧道土体损失产生的三维附加应力计算公式。研究了双圆盾构机正面附加推力、盾壳与土体之间的摩擦力以及土体损失在邻近桩基上引起的总的附加荷载的分布规律。研究结果表明:在双圆盾构开挖面前方地下桩基受到挤压力作用,在开挖面后方负值附加荷载逐渐增大产生拉力,同时双圆盾构机轴线深度附近的桩基部位处产生较大的拉应力和压应力;双圆盾构机与土体之间的摩擦力在附加荷载中特别是y方向的附加荷载起主导作用;垂直于管片方向的附加荷载值较推进方向大,但影响范围小;竖直方向的附加荷载较小,靠近隧道轴线附近的桩基部位受到的附加荷载方向与两端相反,曲线呈"弓"形分布。经与数值模拟、离心试验、现场实测结果对比分析,验证了应用解析解研究双圆盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。

基坑开挖引起复合地基下卧双线地铁隧道附加荷载的计算研究

为研究基坑开挖时复合地基及竖向、横向'双洞效应'对下卧双线地铁隧道竖向、横向附加荷载的影响,基于Mindlin应力解,得到在复合地基侧摩阻力作用下隧道轴线上的竖向、横向附加荷载,通过迭代法计算得到'双洞效应'引起隧道轴线上的竖向、横向附加荷载,借助竖向、横向总附加荷载引起的隧道位移对比验证,并分析隧道位置改变对侧摩阻力和'双洞效应'引起隧道竖向、横向附加荷载的影响。研究结果表明:侧摩阻力和'双洞效应'对隧道竖向、横向附加荷载的影响是不可忽略的,其影响主要表现为减小隧道的竖向、横向总附加荷载,且影响范围不变;在施工条件和规范容许范围内,应尽量减小双线隧道之间的距离,以及增大隧道与基坑中点的距离;当需要严谨精确地计算小净距地铁隧道'双洞效应'引起的附加荷载时,必须选用迭代法计算。

相邻平行顶管推进引起附加荷载的力学分析

利用弹性力学的Mindlin解，分析了在各种条件下顶管正面推力引起的附加荷载在相邻管道上的分布，讨论了正面推进对相邻管道的影响范围，其分析讨论的结果有助于双孔顶管的设计与施工。

顶管推进引起施工场地竖向附加荷载分析

基于层状体系解析刚度矩阵理论解,结合5节点Gauss-Legendre求积公式,提出了层状地基中顶管施工正面附加推力、掘进机与土体之间摩擦力以及共同作用力引起的附加荷载计算方法,分析了顶管推进引起的土体竖向附加荷载分布规律,也研究了地基等效均质性、土层力学参数、计算点间距以及顶管埋深等因素对顶管施工诱发附加荷载的影响效应。研究结果表明,掘进摩擦力引起的附加荷载在掘进面前方迅速达到压应力峰值,其量值大小和影响范围均要大于正面附加推力,是顶管施工引起临近地层附加荷载的主要影响因素。此外,层状地基土体参数的改变会对顶管施工扰动地层的附加荷载产生一定影响,地基等效均质性、计算点间距以及顶管埋深等因素对附加荷载大小及分布均存在显著影响。成果可为合理制定顶管开挖对周围土工环境的保护措施提供一定理论依据,也可为其他盾构隧道工程提供一定的理论参考。

双圆盾构施工引起邻近地下管线附加荷载的分析

利用弹性力学的Mindlin解,对孙统立公式进行修正,推导得到双圆盾构正面附加推力和盾壳摩擦力引起的土体附加应力计算公式。假定土体为Winkler模型,采用随机介质理论,推导得到土体损失引起的竖向土体附加应力计算公式。研究了双圆盾构施工在邻近垂直交叉地下管线上引起的附加荷载大小及分布规律。研究结果表明:双圆盾构盾壳摩擦力引起的地下管线附加荷载较大;正面附加推力引起的附加荷载较小,可忽略;竖向附加荷载主要由土体损失引起,最大值一般出现在中轴线上方,当地下管线与盾构之间距离较小时,附加荷载最大值出现在左右单圆圆心附近的位置。

盾构掘进引起的邻近桩基水平附加荷载分析

基于Mindlin基本解及弹性力学基本理论,考虑刀盘挤土效应产生的附加推力、土体地层软化特性且不均匀分布的盾壳摩阻力及土体损失等因素推导得到盾构掘进过程中邻近桩基的水平附加荷载解析解答。算例分析结果表明:在x方向上,盾构刀盘到达前,邻近桩基承受附加压力荷载;刀盘通过桩基平面后,附加荷载转为拉力;在盾尾通过后,桩身附加拉力荷载达到最大。在y方向上,土体损失是引起桩身的附加荷载的主要因素,特别是在盾尾通过桩基平面后,对应于隧道拱顶及拱底附近位置桩身分别承受较大的附加压力及附加拉力荷载,这将会导致桩基产生较大的挠曲变形、弯矩及剪力,为最不利施工工况。

双线平行盾构法隧道施工附加荷载的计算分析

对隧道周围土体采用椭圆形非等量径向位移模式,在镜像法基本原理基础是推导了土体损失引起的附加应力计算公式;结合弹性力学Mindlin解得到的正面附加推力和摩擦力引起的附加应力,得到三者共同作用下总的附加应力公式,并通过算例分析了各影响因素下水平平行隧道上附加荷载的分布规律,重点探讨了土体损失引起的附加荷载在相邻隧道上的分布,分析结果对平行隧道施工具有一定的参考价值。

相邻水平平行顶管推进引起的附加荷载分析

利用弹性力学的Mindlin解,推导得到顶管正面附加推力、掘进机和后续管道与土体之间的摩擦力在相邻水平平行管道上引起的附加荷载计算公式。探讨了管道净间距、直径、埋深以及土体泊松比对附加荷载分布的影响。分析结果表明,采取注浆措施时后续管道摩擦力在相邻管道上产生较小的压力,其峰值出现在开挖面后方。在正常施工时,正面附加推力引起的附加荷载非常小,使相邻管道开挖面前方产生压力、后方产生拉力,以开挖面呈反对称分布。掘进机摩擦力引起的附加荷载分布规律与正面附加推力相似,但零点位于掘进机中间部位相对应处,其引起的附加荷载较大,在三者共同作用中占主要地位,应予以重视。

顶管施工引起邻近地下管线附加荷载的分析

利用弹性力学的Mindlin解,推导得到顶管掘进机与土体之间的摩擦力和后续管道与土体之间的摩擦力引起的土体附加应力计算公式。假定土体为Winkler模型,推导得到土体损失引起的垂直向土体附加应力计算公式。研究了顶管施工在邻近垂直交叉地下管线上引起的附加荷载分布规律。研究结果表明:附加荷载的变化规律与地下管线和掘进机的相对位置密切相关,是一个三维问题;随着地下管线与顶管之间距离的减小,附加荷载急剧增大;在正常施工时,竖直方向引起的附加荷载值最大,顶进方向其次,垂直于管壁方向最小。

附加荷载引起大跨扁平隧道变形破坏的模型试验研究

文章以深圳大跨扁平马峦山隧道为工程背景,采用模型试验法研究了Ⅳ级、Ⅴ级围岩条件下隧道结构在附加荷载作用下的破坏过程,分析了围岩压力、衬砌变形和结构内力的变化规律。研究结果表明:(1)拱顶围岩压力先增大后减小,当附加荷载达到至某一值时,拱顶围岩压力最大,且衬砌变形较小;(2)随着附加荷载的增加,衬砌变形均经历弹性阶段、塑性阶段、破坏阶段三个阶段,且Ⅴ级围岩衬砌变形较大;(3)随着附加荷载的增加,衬砌结构内力增大,衬砌弯矩分布形状近似呈"蝴蝶型",轴力分布形状近似呈"菱形",且分布不均匀性增大。

下穿飞机跑道地铁区间隧道附加荷载计算方法

为更加准确方便地计算飞机滑行过程中对下穿飞机跑道的地铁区间隧道最不利作用位置的附加荷载值,将飞机22个轮子的最不利滑动荷载峰值作为飞机静荷载作用集中力,运用布辛奈斯克理论公式求解22个轮载作用下的地层附加应力值,分析不同埋深条件下最大竖向附加应力的分布规律和量值变化规律。根据荷载-结构法与飞机附加应力的理论解,确定下穿飞机跑道地铁区间隧道附加荷载的最不利分布模式,并通过回归分析得到飞机附加应力q1、q5的简化计算公式。最后通过数值模拟的方法验证了布辛奈斯克理论公式的适用性。研究结果表明:(1)随着隧道埋深的增大,飞机最大竖向附加应力与隧道竖向围岩压力的比值先迅速下降,随后缓慢下降,当隧道埋深大于50 m时,飞机最大竖向附加应力与竖向围岩压力的比值较小;(2)不同隧道埋深下的飞机最大竖向附加应力值点位置基本一致,位于距离飞机最后一排轮子2.1~3.3 m的中轴线上;(3)飞机附加荷载最不利分布模式为近似对称梯形分布模式,此时飞机最大竖向附加应力值点位于隧道拱顶正上方;(4)简化后的附加应力q1与隧道埋深z呈负相关关系,q5与隧道埋深z、隧道洞径D呈负相关关系。

CRTSⅠ型无砟轨道板预应力筋破坏所致附加荷载的影响分析

针对CRTSⅠ型无砟轨道板在运营过程中出现部分预应力筋破坏的现象,本文建立CRTSⅠ型无砟轨道板及其预应力分析模型,对不同位置、不同数量纵横向预应力筋破坏引起的轨道板附加荷载进行计算分析。计算结果表明:纵向预应力筋的破坏会带来轨道板附加弯矩,引起轨道板翘曲变形;预应力筋破坏对纵横向应力峰值影响较小;轨道板整体预压力随着预应力筋破坏数量的增加而减小,其中预压力在端部损失较明显,轨道板中部由于层间黏结约束,预压力损失小于端部。预应力钢筋应力计算结果显示,预应力钢筋受力基本不受相邻预应力筋破坏的影响。

一种考虑桥基附加荷载的斜坡稳定分析方法

研究目的:高陡桥基边坡是山区铁路、公路工程经常遇到的复杂技术难题。布置于斜坡上的桩基础,将上部结构及自重产生的荷载通过附加荷载的形式在斜坡中向下传递,附加荷载扩散形成侧向应力并作用于斜坡体内部,增加了斜坡体发生滑动的风险。由于桥基边坡稳定性分析方法尚不成熟,尤其是附加荷载作用下边坡体稳定性分析较复杂,斜坡桥基工程设计质量得不到有效保障。因此,本文重点围绕考虑附加荷载传递的斜坡稳定性分析方法展开研究,以期为斜坡桥基工程的设计提供帮助。研究结论:(1)论文建立了一种考虑附加荷载传递、边坡岩土力学参数与几何形态的桥基边坡稳定性分析方法,该方法能够分析不同桥基布置位置时,桥基传递下来的附加荷载对于下方边坡稳定性的影响;(2)通过论文提出的桥基边坡最小安全系数计算模型,可以已知桥基布置参数水平距离和埋深,计算桥基边坡的稳定安全系数,也可以在给定的安全系数条件下,通过分析开挖倾角差来对不同桥基布置方案进行优化比选;(3)针对沈丹客运专线本溪3#桥0#桥台的初步设计,通过编程对特定工况条件下该桥基的合理布置方案及整体稳定性进行分析,并成功应用于该桥基边坡的设计,论文研究成果可应用于山区桥梁墩台基础工程设计方案优化。

双线盾构多因素引起地下管线的附加荷载研究

研究了地下管线与双线盾构垂直时地下管线附加荷载的分布规律。采用弹性力学Mindlin解,推导出双线盾构在掘进过程中多因素引起的土体附加应力计算公式。基于Winkler土体模型,推导出双线盾构施工中土体损失引起的竖向土体附加应力计算公式。算例分析结果表明：双线盾构施工中盾壳摩擦力和盾尾注浆压力引起的地下管线附加荷载较大;正面附加推力引起的附加荷载较小;土体损失是引起竖向附加荷载的主要原因;随着先行、后行盾构开挖面前后距离Q的减小,后行盾构上方管线的附加荷载变化比较明显;随着先行、后行盾构轴线水平间距L的增大,x和z方向的附加荷载峰值减小。

考虑上部结构附加荷载的古城墙数值模拟(英文)

为保护古城墙,以故宫角楼位置的城墙为例,研究了角楼内增设文物对城墙的受力性能影响。利用ANSYS仿真技术,根据城墙砌体及城土的力学参数,建立了角楼处城墙有限元模型,进行了接触分析。通过分别考虑角楼内增设文物前后两种工况,研究了城墙的内力和变形,获得了不同条件下角楼处城墙的承载能力。结果表明:角楼内增设文物前后,城墙的变形及压应力变化不大,且在容许值范围内;但城墙的主拉应力峰值在增设文物后超过容许值。因此,从保护文物角度上讲,现有角楼处城墙承载性能已达到正常使用极限状态,不适宜存放增设文物。

附加荷载作用下各层土钉受力特性研究

对于土钉支护的公路边坡和基坑,常常会受到多种地面荷载的作用。目前的研究均假设土钉为一种受拉构件,但经验表明,土钉(特别是全长粘结型)长细比较大,当受到上部荷载作用时,其实际受力不是单纯的受拉,有可能会发生弯曲。通过试验研究了在地面荷载的作用下,土质边坡内土钉的受力特性。结果表明:当上部作用有附加荷载时,坡体内上部土钉同时受拉力和弯矩的作用,锚固段末端和滑面处所受的弯矩最大,而下部土钉受弯程度不明显;坡体的下滑力首先作用于坡面锚头和潜在滑面处土钉,然后向两侧传递;在同级荷载作用下,轴向应变随荷载作用时间的增加先增大后减小;地面荷载较小,边坡处于稳定状态时,顶层土钉起主导作用,当达到极限荷载后,起抗滑作用的主要是中间和底层土钉,分别表现为抗侧滑力和抗下滑力。

地面出入式盾构引起地下管线附加荷载研究

考虑盾构仰俯角β(即隧道埋深变化)以及地下管线自身宽度,基于Mindlin解和统一土体移动模型三维解,推导出地面出入式盾构隧道掘进中正面附加推力、盾壳摩擦力、附加注浆压力和土体损失引起的土体附加应力计算公式,进而得到邻近地下管线附加荷载计算方法。算例分析结果表明:盾构上仰时,随着β增大,管线承受的总附加荷载最大值变小;随着管线埋深变大,隧道轴线两侧各0.5h范围内,y向附加荷载分布曲线呈上移趋势;隧道轴线两侧各0.5h范围外,y向附加荷载分布曲线呈下移趋势;隧道轴线两侧0.5h左右处,为管线附加荷载分布曲线的交点。