桩网结构支承路堤土拱效应改进算法

从工程实际出发,对Hewlett土拱效应所考虑的影响因素加以补充,并根据摩尔-库仑强度准则考虑了路堤填土的黏聚力对土拱效应的影响,以及分析水平加筋体与碎石垫层之间的相互作用,建立加筋体与碎石垫层之间相互作用的力学模型,导出水平加筋体的变形受力计算公式;通过分析水平加筋垫层对土拱效应的影响,改进Hewlett算法,推导出桩网结构支承路堤的桩体荷载分担比和桩土应力比公式,并通过具体工程实测数据的对比分析,验证了改进算法的合理性和可靠性。

注浆加固处理软土地基的试验研究

本文以深港西部通道深圳侧接线工程中现场原位注浆试验为依托,结合场地土层处理前后的室内土样物理试验与原位试验对注浆加固处理软土地基的施工技术进行了研究。研究结果表明:①袖阀式劈裂注浆法可有效加固侧接线场地的软土地基;②可以根据原位测试的结果,通过有关规范和手册对照类似土质,取用注浆加固后地层的地基承载力标准值指标,以及压缩模量计算经验公式;③本工程推荐采用150 kg/m注浆水泥用量;④劈裂注浆应分层、分次进行;⑤建议采用钻机取样及标贯试验的方法,检验注浆加固工程效果和施工质量;⑥本文所得结论对深圳地区类似工程的设计施工有借鉴意义。

确定软土固结系数方法的研究

地基固结系数是软土地基变形分析和加固设计中的关键参数。对确定软土固结系数的室内试验法、现场试验法、间接推算法、反演计算法进行了分类阐述,并以深圳地区几个工程软土的室内固结试验数据和现场实测数据为基础,对各种方法的计算结果进行了对比分析。分析结果表明：1）在软土中现场测定的固结系数与反演分析计算法所得结果在同一个数量级上,相差不大,且较室内试验结果高1~2个数量级,这与其他研究者的结果一致;2）间接推算法所得结果与室内试验结果相近。

基于光纤传感技术的钢轨变形监测可行性研究

光纤传感技术与传统的电类、机械类传感技术相比,具有抗电磁干扰能力强、使用方便、易维护等优点。本文探讨其应用于钢轨变形监测的可行性。首先,将两相邻弹性扣件之间钢轨受力形式简化为简支梁,通过理论分析得出钢轨中间点断面同一高度处应变与位移之间的关系;然后将分布式光纤和光栅传感器布设在钢轨简支梁上,通过试验测试数据得到位移与应变的关系,并分析了由应变推算钢轨变形的计算误差。研究结果表明:光纤传感技术在钢轨变形监测上是可行的;光栅传感器测量精度较分布式光纤精度高。研究结果为光纤传感技术在钢轨变形监测中的应用提供了技术支撑。

桩承地基土拱高度计算方法的研究及分析

综合考虑路堤填土高度、填土性质、桩帽大小及桩间距等因素,提出简便的土拱高度计算方法。具体分析了桩帽大小、桩间距,以及路堤填料高度和性质等因素对土拱高度及土拱高度与桩净间距之比的影响。结果表明:土拱高度受填土性质、桩帽、桩间距及填土高度等因素影响,其中受摩擦角、桩帽大小和桩间距影响较大,在设计时可首先考虑加大桩帽、减小桩间距或增加填料摩擦角的方式降低土拱高度来满足工程需求。在实际工程正常参数取值范围内,土拱高度大概集中在1.02～1.42倍的桩间净距范围内。

光栅位移计在高速铁路钢轨横向变形监测中的应用研究

通过对高速铁路钢轨受力特点和光栅传感器特点进行分析,研究了光栅位移计在高铁钢轨横向变形监测中应用的可行性。根据高铁现场横向变形监测要求和现场条件确定光栅位移计布设工序,对现场布设光栅位移计采集的数据和现场运营状况进行综合分析,论证了光栅位移计在高铁钢轨横向变形监测中的适用性。

分布式光纤传感技术应用于PVC沉降管的试验研究

推导了由粘结于PVC沉降管的分布式光纤测试应变计算沉降管竖向挠度的差分计算方法,并将由该方法计算出的挠度值与试验中应用百分表实测的挠度值进行了对比分析。研究结果表明:利用分布式光纤测试应变计算出的挠度值所绘制的挠度曲线图较好地反映了荷载作用下PVC管的变形特性,计算值与实测值呈现良好的线性关系;根据线性拟合关系式计算出的挠度值与实测挠度值非常接近,最大相对误差的绝对值在8%以内,平均为3.44%,证明了所采用的挠度值差分计算方法及拟合公式可靠、实用。

基于FBG的测斜传感器设计与实现

变形监测是进行边坡灾害预警预报的重要依赖手段,为解决当前边坡深部变形监测中存在的不足,研发了一种基于光纤光栅传感技术的测斜仪器。光纤光栅测斜传感器包括刚性单元、柔性感测单元及连接销轴,柔性感测单元为布设有光纤布喇格光栅(FBG)的等强度梁结构,FBG采用在梁表面对称布置的方式以消除温度对测量的影响。边坡内部岩土体变形时,刚性单元随之在连接处发生相对偏转,由柔性感测单元中FBG波长偏移量,利用FBG中心波长与应变、角度的线性关系,得到刚性单元间的相对偏转角度,实现边坡深部变形监测。实验表明,研制的测斜传感器测量单元线性度好,倾角测量灵敏度和分辨率较高,温度造成的误差较小。

CFG桩复合地基的特性研究

阐述了CFG桩复合地基的变形模式和桩的侧阻分布特征,推导了下卧层为文克勒地基及桩—土的相互作用下CFG桩复合地基的沉降和桩土应力比的计算公式,并讨论了桩土应力比随桩长、桩间距和桩间土模量等因素变化的规律,计算结果表明,在竖向荷载作用下,桩土应力比随桩长的增大而增大,随桩间土的土体模量和桩间距的增大而减小.最后结合实例验证了本文所推导公式的合理性.

多排微型桩框架结构加固边坡离心模型试验研究

多排微型桩框架结构是边坡治理的一种有效手段,其理论研究滞后于工程应用。为研究该结构在边坡加固中的变形、受力特征和加固机制,开展了多排微型桩框架结构加固土质边坡离心模型试验。研究表明:试验中边坡变形破坏模式为蠕滑-拉裂型推移式变形破坏,分为弹性变形、塑性变形、变形稳定3阶段;与未加固边坡相比,基于多排微型桩框架结构加固的边坡抗滑稳定性显著提高,边坡稳定性系数最高提升了156%;试验中影响边坡加固效果的因素重要性依次为锚固深度、桩数、桩间距;土压力作为滑坡向前推力,沿深度方向近似呈“上小下大”的三角形分布,作用于桩-土复合结构使桩身和框架梁弯矩曲线分别呈现反S形和反C形分布;框架横、纵梁弯矩分布受布桩方式影响显著,4排×4列的框架横、纵梁最大弯矩值相近,而4排×3列的纵梁最大弯矩值是横梁的3倍。研究成果可为该结构在工程应用上提供理论指导与设计依据。

桩承地基路堤土拱效应的影响因素分析

基于桩承地基路堤荷载的室内模型试验,采用ABAQUS对桩承地基路堤土拱效应的影响因素进行了分析。具体分析了桩帽大小、桩间土性质、水平加筋体、路堤填土性质等因素对土拱效应的影响规律。数值分析表明:①桩帽大小对土拱效应的发挥有很大程度上的影响。②桩间土模量越大,土拱效应越强,反之越弱。③水平加筋体的强度及层数越多,土拱效应越强,但随着水平加筋体的强度及层数的增加,土拱效应的增幅越来越小。④路堤填土的黏聚力与摩擦角越大,土拱效应越强。

素混凝土桩复合地基承载变形特性研究

定性分析了素混凝土桩复合地基的加固机理,并结合素混凝土桩复合地基在东莞市东部快速路桥头软基加固中的应用,通过现场试验观测资料,对素混凝土桩复合地基的桩土荷载分担、沉降以及路堤稳定性等的变化规律进行了探讨。

基于ArcGIS Server的高铁基础设施安全监测管理系统研究

为了提高高铁基础设施安全监测的信息化水平,实现监测超标预警的实时性,研究实现高铁基础设施安全监测管理系统。利用ArcScan进行影像矢量化和属性数据录入,系统业务数据库采用Oracle 11g,并在其中建立基于ArcSDE的空间数据库,通过ArcGIS Sever发布地图服务。系统采用B/S体系结构,利用WebSocket技术实现服务器端和浏览器端的实时通信,调用ArcGIS API for JavaScript完成了系统GIS模块功能。通过在试验工程中的应用表明,系统实用性强,提高高铁基础设施安全监测的信息化水平,具有较高的应用价值。

半工字型的光纤光栅位移计设计及应用

光纤光栅测量技术逐渐成为光纤通信和传感测量领域中最重要的器件之一。通过总结以往光纤传感器设计方法,设计了一种基于半工字型的光纤光栅位移计,该光纤光栅位移计通过试验台位移测试,测试到的位移拉伸曲线较为稳定,且误差满足精度要求,仅0.05 mm;通过位移计拉伸称重测试,所测量的称重误差也满足要求,拟合系数达到了0.997。可见,所设计的位移计具有精度高、高稳定性、多功能用途等特性,可为光纤光栅传感设备的发展提供一种新的设计思路。

桩网工法处理城市快速路的现场测试与分析

为了解桩网复合地基的工作机理,对东莞市东部快速路的4个断面进行了现场测试。重点对各个断面的桩顶沉降、桩间土沉降、桩顶应力以及桩间土应力等测试结果进行了详细的分析和比较。结果表明:桩网复合地基能够有效地减小路基总沉降和桩土沉降差,桩土沉降差为14～47 mm;路堤填土中存在明显的土拱效应;土拱高度集中在0.76～0.94倍的桩净间距之间,平均为0.88倍的桩净间距;桩土应力比和桩土沉降差在变化过程中基本保持着同步性,桩土沉降差与土拱效应发挥程度密切相关,桩土沉降差是产生土拱效应的前提条件。

深圳后海湾海相淤泥固结系数变化规律研究

深圳后海湾海相淤泥的物理力学性质具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、强度低和欠固结的特点。通过分析深港西部通道填海及地基处理监测数据发现,在加载过程中的实测沉降速率大于理论沉降速率,在满载预压期间,则相反。按理论计算,在满载120 d后,理论曲线应基本稳定,沉降速率小于1 mm/d。实际上沉降曲线变缓十分缓慢,满载预压240多天后,才趋向稳定。到固结基本完成时,实测的固结时间比计算固结时间长1倍,这主要是海相淤泥的主固结系数随着荷载增加而减小的缘故。对后海湾海相淤泥室内固结试验的结果分析表明,淤泥所受有效荷载每增加100 kPa,固结系数约减少2×10-4cm2/s,经过固结系数修正后的理论计算曲线和实测曲线基本一致,证明其变化规律的正确性。本文成果可为今后类似工程的设计和施工提供借鉴。

基于E2E的岩土工程安全监测系统的研发

根据岩土工程安全监测实际业务流程建立了岩土工程安全监测平台。基于B/S结构的岩土工程安全监测系统采用Web2.0技术,具有工作电子流、集界面动态生成、监测数据远程采集、结果自动计算及自动生成各种监测报告等功能于一体的、具有高可靠性的E2E业务流程管理平台。平台包括工程管理、监测管理、计算分析和系统管理四部分,主要实现监测工程数据自动分析和工程稳定状态分析,便于工程参与人员及时掌握工程动态并及时指导施工。

北斗定位技术在高速铁路沉降变形监测中的应用

运用北斗高精度定位技术对一高速铁路的桥梁段、路基段沉降变形进行了现场监测试验,研究该技术用于高速铁路基础设施沉降变形监测的精度和可靠性。研究结果表明:高速铁路接触网高压线对北斗测量精度的影响可以忽略,受台风天气电离层的影响较大,分析长期变形监测数据时应注意对台风天气引发的异常值进行识别和处理;北斗变形监测系统的测量中误差与基线长度呈线性正相关,基线长度在3 km以内时测量中误差不超过3 mm,可满足高速铁路有砟轨道的沉降观测技术要求,在监测精度要求较为严格时,建议基线长度控制在1 km以内。

带阻尼多层杆构件超声导波传播特性分析

应用半解析有限元法求解导波在带阻尼多层杆构件中的相速度、群速度、衰减情况和波结构等频散特性。采用有限元数值模拟的方法对带有包覆层(芯层采用直径φ=28mm的28#热轧带肋钢筋,包覆层为φ_(inner)=28mm,φ_(outer)=160mm标号为C50的混凝土)和不带有包覆层(芯层采用φ=28mm的28#热轧带肋钢筋)的两类锚杆进行三维建模,并分析了不同加载方式下导波的激励特性。结果表明:锚杆中低频频段的导波模态数量较少,衰减较小,但频散较强,信噪比较低;高频频段中存在的导波模态众多,且衰减较快。与无包覆层锚杆相比,灌浆锚杆在同样的频带范围内导波的模态数量更多更复杂,衰减明显增大。在低频时灌浆锚杆的纵向模态位移分布在全截面,高频时集中在锚杆中心部位。采用导波对杆构件进行长度检测时,对于无包覆层锚杆优选端面与侧面组合加载方式下64kHz时的L(0,1)模态,而对于灌浆锚杆优选端面梳状阵列加载方式下2250kHz时的L(0,22)模态。

应用光纤光栅传感技术监测铁路钢桥螺栓断裂脱落的模型试验研究

为控制铁路钢桥高强度螺栓断裂脱落造成的铁路运营安全隐患,提出了一种基于光纤光栅传感技术的螺栓断裂脱落监测方法。从螺栓断裂脱落监测和防护2方面入手,设计了针对联结节点螺栓群的防护装置,避免断裂螺栓脱落侵入线路。以断裂螺栓部件冲击防护装置产生的应变作为脱落损伤标识量,利用布置于钢桁梁上的光纤光栅传感器测量应变,根据应变的变化确定螺栓断裂脱落情况。通过制作钢桥横联联结节点模型开展了螺栓断裂脱落监测试验,试验结果表明,该方法能够有效监测螺栓断裂脱落的时间、数量及位置信息,初步验证了应用于螺栓断裂脱落监测的可行性,为工程应用奠定了基础。