基于最小势能原理的加筋垫层与路堤桩土相互作用研究

桩承式加筋路堤由于涉及桩–桩间土–垫层–加筋体的相互作用问题而使其承载机理复杂,适用于分层土的简化计算方法尚需要深入研究。在广义桩–广义土物理模型的基础上引入加筋垫层,考虑桩土荷载传递及加筋体拉伸产生的弹性势能,推导了整个系统的总势能方程,并将其离散化,建立了一个无约束非线性数学规划模型。该数学模型以总势能方程作为目标函数,采用下降迭代算法求解总势能方程的最小值,可求得桩、土、垫层垂直方向上的变形。通过一个未加筋的算例对数学规划模型进行了验证,并结合某堆煤筒仓实际工程对该方法计算的加筋处理效果进行了讨论。

水泥土复合式支护结构的综合刚度矩阵法

提出一种综合刚度矩阵来描述水泥土墙-钻孔灌注桩复合支护结构的抗弯性能.在平面梁单元理论的基础上,通过引入新的自由度——混凝土桩与水泥土体摩擦力作用距离,并结合平截面假定和单桩剪切位移法,建立了垂直和水平两个方向上的位移函数,推导了复合式支护结构的综合刚度矩阵.根据最小势能原理,推导时增加了对水泥土墙和内插灌注桩之间的摩擦做功以及混凝土桩拉伸弹性势能的考虑.通过工程实例进行验证,结果表明该方法可行且计算结果与监测数据吻合较好.

被动桩水平位移荷载施加位置的探讨

被动桩是指一种由于土体水平位移而发生挠曲变形的桩。目前不论是室内试验还是数值计算，常在模型边界对土体施加水平位移荷载（位移边界条件）形成土体的位移场，用来研究被动桩的变形特征，但不同研究者采用的水平位移施加位置（边界位置）与被动桩的距离存在较大差异。结合一个工程案例，采用有限单元法对水平位移加载位置进行了单变量参数分析。研究表明，随着水平位移加载位置与被动桩距离的增加，桩身变形显著减小。这表明了施加位移边界后地基中存在明显的应力扩散。当该距离小于5．5倍桩径时，在模型边界施加同等大小的水平位移所需应力显著增加。同时讨论了水平荷载加载位置与被动桩距离的合理范围，认为应在5～8倍桩径范围之内。

考虑土抗力方向的p–y曲线法研究

当桩顶受到不在同一平面内的水平力—弯矩组合荷载时,桩身变形复杂,多采用三维有限元法进行分析,不方便实用。为此,文章提出了一种三维情况下土抗力弹簧可在水平面内旋转的p–y曲线法,并建立了相应的数学规划模型进行求解。根据最小势能原理,以广义势能方程为目标函数,将p–y曲线积分计算土弹簧做功,同时以桩身变形协调条件作为数学模型的约束条件,构成了一个非线性规划模型。模型假设桩身每个节点5自由度,并考虑了p–△效应。通过3个算例对该数学规划模型进行了验证,结果表明该模型整体假设条件合理,方法可行。文章同时对桩身双向不均匀弯曲下的土弹簧在水平面内旋转的情况进行分析,认为模型可有效反映出桩身在三维空间内的位移和力的协调。

浅谈浅层地热电法勘探原理及多参数处理

地热是一种新兴能源,广泛应用于发电、采暖、医疗、旅游等。长期以来人们多在勘探高温热泉,对浅层中低温热泉开采利用不足。浅层地热一般分布范围较大,地热资源开采潜力大,地热资源蕴藏丰富,在我国大多数中生代沉积盆地内几乎均匀有分布,应是当前地热能开发的重点对象。本文介绍了地热在的地质基础和物理现象以及电法勘探在寻找浅层地热中的原理及多参数的数据分析。

浅谈深基坑支护工程事故及预防

文章通过收集总结国内专家学者对深基坑事故的统计数据,探讨了深基坑支护工程事故的原因及施工过程中存在的问题,并简要介绍了深基坑支护工程事故预防的方法。

数学建模通信基站选址问题的lingo求解

文章对于基站选址问题建立了两个数学模型,并使用了lingo编程对预设了参数的模型进行了求解。

浅谈深基坑开挖周围地表沉降的预测方法

深基坑开挖是一项复杂的系统工程,在支护加固以及变形控制不当的情况下,常会因边缘地面沉降量超出设计值而危及周围各种构筑物的正常使用:如地下市政管线的破裂,周围建筑物的倾斜等。本文总结并对比基坑开挖周围地表沉降的预测方法,并提出了自己的一些看法。

基于数学规划算法的单桩沉降计算分析研究

基于荷载传递法的土弹簧模型,提出了新假设,并建立了用于单桩沉降计算的数学规划模型。该数学模型以离散的最小势能方程为目标函数,桩顶荷载为约束条件,拟解决如何对各土弹簧进行荷载分配使整个系统势能最小的数学问题。不同于传统的土弹簧模型,论文提出的模型假设某一桩单元沉降值为该桩单元顶部平面沉降与底部平面沉降的平均值。通过算例验证,文章推出的计算方法可行有效,计算得出的Q–s曲线、轴力分布与实测数据吻合较好,并对比发现在桩单元较少的情况下,通过该数学规划模型求解单桩沉降可以达到比位移协调法更高的精度。

基于规划算法的多层地基一维固结超孔隙水压力估算

采用最小势能原理的规划算法,尝试将太沙基一维固结解析解中参数离散,求解多层地基的固结问题。本文在弹性地基及孔隙比与有效应力增量线性关系的假设下,以分层土总势能公式作为规划算法求解的目标函数,并将固结离散为n个部分进行,通过离散的太沙基解析式进行时间约束,建立了数学规划模型。该模型可依据平均固结度求解多层地基各单元超孔隙水压力分布。通过2个算例对规划算法进行了验证,文章所提出的模型计算得到的超孔隙水压力分布与引证文献中解基本一致,同时讨论分析了规划算法在压缩模量变化较大的地基中的误差问题。

正交试验法研制适合煤系地层钻进的泥浆

通过现场搜集与查阅相关技术资料,总结出组成煤系地层的岩石的物理、化学性质。在适合于煤系地层钻进的泥浆体系中,在实验室内利用正交优化实验确定泥浆体系中各化学处理剂的配方,并分别测量不同配方的泥浆性能,确定最能解决煤系地层钻进中遇到的孔内事故的泥浆配方。再进行煤系地层岩样的浸泡实验,观察煤柱变化情况,检验所选泥浆是否具备理想防塌效果,并从中找出规律,解决煤系地层钻进时钻孔出现的问题。

软黏土低频循环力学特性试验研究

重工业厂房长期堆卸载会引起黏土地基沉降过大等病害问题。揭示病害机制需探明低频循环三轴试验中软黏土力学特性。本文对此开展了一系列不同围压、循环荷载幅值、排水方式、加卸载方式下的单向低频循环三轴试验,对土样的累积轴向应变、超孔隙水压及循环后抗剪强度等进行研究。结果表明:(1)黏土累积轴向应变ε_(p)与循环次数N的关系可用对数函数模型描述,且ε_(p)随着循环应力比(Cyclic Stress Ratio, CSR)增大而增大;(2)峰值偏应力在应变控制加载的循环中衰减,衰减率在30%以内;(3)超孔隙水压力比U与CSR存在线性关系,可据CSR等指标计算U的取值;(4)排水循环后土体抗剪强度增加至1.5~2倍且应力路径右移,而不排水循环后应力路径左移,但均贴近临界状态线。本文研究可为长周期重复加卸载条件下软土地基长期力学特性预测提供参考。

控制差异沉降的桩筏基础桩径优化分析方法

桩径优化是桩筏基础以差异沉降最小化为目标的基础优化分析的重要组成部分。基于桩筏基础通用分析方法,结合遗传算法提出了包含非线性约束条件的以差异沉降控制为目标的桩筏基础桩径优化分析模型,并给出了优化分析的实施步骤。通过示例说明了桩径优化的实施情况,对比给出了优化前后基础沉降、桩基荷载分布与筏板分担比、筏板弯矩和剪力结果。最后通过参量分析研究了筏板厚度、桩基参量和土体参量对最优桩径确定的影响程度,桩长和土体特性对桩径优化结果影响显著,而桩体材料特性和筏板厚度对桩径优化结果影响不大。

物理模型试验中桩或梁的材料特性及选取依据

主动或被动水平受荷桩的物理模型试验中,桩身材料及其性质对试验结果具有重要的影响。以水平受荷桩物理模型试验的设计为背景,对采用不同材料制作的模型桩的物理力学性质进行了测试。模型桩选取了三型聚丙烯管(PPR)、聚氯乙烯管(PVC)、聚醚酰亚胺杆(PEI)和铝管(Al)等四种材料,分析了其应力应变线性情况、弹塑性应变比例及长期荷载下的蠕变性质。试验结果表明:(1)在试验荷载范围内四种材料都接近于弹性,尤以PEI和铝管的弹性最好,弹性应变比例分别为99%和100%;(2)四种材料的弹性应变都表现出良好的线性特点;(3)在一定荷载水平下,PPR管和PVC管的应变表现出时间效应,即随时间的变化增加会产生明显的附加应变,而PEI杆和铝管的时间效应可忽略不计。

浅谈基岩溶洞的探测方法原理与分析

溶蚀现象是灰岩地区基岩中较为普遍的特点,产生溶洞等不良地质现象,严重地影响基础工程质量。对于高标准工程建设,仅用钻探成本高且难以达到理想效果。本文阐述了利用高密度电法及其他物探手段(如地质雷达法)对基岩溶洞进行探测,根据密实度和电阻率等相关参数,准确确定溶洞的空间赋存状态及质量评析。

基坑开挖对临近桥梁桩基的影响分析

基坑开挖造成的土体水平位移会导致临近桩基的挠曲变形,这种因周边土体位移而发生变形的桩基通常被称为被动桩。本文依托某明挖隧道下穿BRT桥的工程案例,采用有限元方法分析了基坑开挖对临近被动桩的影响,并探讨了被动桩的保护措施。研究表明,当被动桩紧邻基坑支护结构时,被动桩的变形略小于支护桩,应对被动桩采取保护措施,如增加支护刚度、坑内加固、坑外加固或隔离桩等。

多舱缆线管廊设计探讨

近年来,我国开展了较多的综合管廊建设。缆线管廊具有易于维护、设置灵活、成本低等诸多优点,适用于管线容量需求不高的道路,具有较大的推广价值。目前,国内缆线管廊相关设计标准条文较少,设计人员在设计过程中缺少参考。本文介绍了某一多舱缆线管廊工程的设计案例,并探讨了缆线管廊横断面设计和节点设计等内容,总结了缆线管廊设计过程中的常见问题。

基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响

软土地区基坑开挖时一个重要的环境问题是土体移动对邻近桩基的影响。文章通过建立三维有限元模型,对软土地区中基坑开挖对邻近桩基竖向受荷性状影响进行研究。研究结果表明,基坑开挖前后桩基轴向抗压承载力减小约13.6%,并且引起既有承受竖向荷载的邻近桩基产生可观的附加沉降。为此,针对桩土接触力随基坑开挖的变化规律进行了系统的分析,并基于分析结果,通过考虑开挖后桩侧极限摩阻力的降低,对单桩沉降计算的荷载传递法进行改进,使得能考虑开挖对邻近桩基竖向受荷性状的影响。

软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数Cc和回弹指数Cs与修正剑桥模型参数λ和κ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率wn、孔隙比e0、液限wL和塑性指数Ip)来推算压缩指数和回弹指数是一个快捷有效的方式,对比发现土的变形指标与基本物理指标间存在一定的相关性。结果表明:Cc/n0与Cc,C′s/n0与三轴试验各向同性固结下得到的C′s之间存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。由此,上海地区软土的变形指标可通过初始孔隙率来估算。在已有试验数据的基础上,总结分析我国沿海多个地区(广州、天津、深圳、温州、福州等)压缩指数试验数据,发现沿海地区软土压缩指数与初始孔隙率之间均存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。

过河用小型电力隧道的设计

在对景观要求较高的城市道路或旅游公路旁,修建大容量的高压电力通道时,电缆过河是常见的问题,特别是电缆容量过大无法随桥敷设时,常规的架空过河或管桥过河都对景观影响很大。因此,给出了2种结构简单的过河电力隧道案例,探讨了其各类节点的设计,并介绍了其通风、排水、消防和自动化控制等附属工程的设计,可供工程设计人员参考。