冲击荷载作用下混凝土动态力学性能研究

为了探讨混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能,应用有限元分析软件对不同冲击速度下,C30、C40及C60混凝土的SHPB试验进行了模拟分析。通过数值模拟得到了不同速度条件下的应力-应变曲线及能量时程曲线并分析了试件的破碎过程。结果表明:C40混凝土与C60混凝土的峰值应力比C30混凝土分别高了20.8%与31.6%,提高混凝土的强度等级可以提高混凝土结构的抗冲击性能。冲击速度为10 m/s与15 m/s时,混凝土的应变率分别是冲击速度为5 m/s的3.2与4.7倍,表明混凝土是一种应变率敏感型材料。能量时程曲线总体上分为3个阶段:前期稳定阶段、中期增长阶段与最后稳定阶段。冲击荷载作用下,混凝土先从边缘由外向内破裂,并在内部产生劈裂破坏。

列车荷载对基坑围护结构的动力响应分析

为了探讨基坑维护结构在列车荷载作用下的动力响应,应用有限元分析软件对邻近基坑地表沉降及墙体位移在不同列车荷载简化方式下及不同列车运行速度下的变形情况进行了监测分析。数值计算结果表明:(1)对于邻近铁路侧地表沉降,列车振动产生的附加荷载的影响不能忽略,应该加以考虑。(2)将列车荷载简化为竖向激振荷载与将列车荷载简化为固定数值的静轮载产生的效果相当,在分析基坑两侧地下连续墙的最大位移时可以将列车荷载等效为固定数值的静轮载。(3)高路堤偏压与列车动载对近铁路侧地表沉降幅度影响较大,近铁路侧地表受到偏压与动载的影响更显著。(4)列车轴重和速度的改变对近铁路侧的影响较大,在研究有列车动荷载影响的基坑外地表沉降时,列车的轴重及速度要取最大值。

顶管下穿公路段地层变形研究

为推进我国工业化建设,顶管法施工技术相比于明挖法有很大优势,但在顶进作业过程中会对周围土体产生扰动,造成一定程度的地表变形。分析顶管法施工下穿公路段地层变形,运用FLAC3D软件建立三维模型对顶管施工进行数值模拟,选用不同等级围岩和不同埋深做为典型工况来研究地面沉降规律。分析不同围岩的顶管施工时,土体抗变形能力对土体扰动影响范围,围岩等级越高,地层损失越大,对周围土体的扰动越大,就会造成较大的土体变形。对不同埋深的顶管施工时,地面沉降值随顶管管道埋深的增加而减小,由不同埋深发现其沉降规律一致,且沉降最大、最小值都分别在拱顶和拱底。因此在同一组工况下,高围岩等级或浅埋顶管施工时,应对其危险地段重点关注做好加固措施。

扩底抗拔锚杆承载性能研究

在工程中,岩土锚固技术被充分运用在建筑、矿业、水利及基坑工程中。扩底锚杆能大幅提高锚杆的抗拔承载力,现多数学者从微观角度研究其抗拔性能的内在机理,对其宏观尺寸影响抗拔承载力的研究较少。旨在模拟了宏观尺寸对扩底锚杆抗拔承载力的影响,总结其抗拔承载力规律,为实际工程施工提供参考。试验采用数值模拟的研究方法,利用有限差分软件对扩底锚杆拉拔试验进行数值模拟,按照静力抗拔试验确定扩底锚杆抗拔承载力,研究扩底锚杆的锚固机理及尺寸效应对极限抗拔承载力的影响。结果表明,从微观锚固机理分析,扩底锚杆能有效提高抗拔承载力;宏观尺寸效应分析得出,扩大扩底锚杆尺寸能大幅提高抗拔承载力,提高扩底直径,采用双扩底并增加间隔尺寸均能提高抗拔承载力,但增加幅度逐步减弱。采用扩底锚杆可以解决等截面锚杆承载力不足的问题。