刚度差异桩组合桩网结构路基承载特性

刚度差异桩组合桩网结构路基因具有工后沉降小、经济效益好的优点而被广泛应用于铁道工程。与传统桩承结构路基相比,该结构桩土协同工作规律更为复杂,为研究其承载特性和土体沉降变化规律,通过室内模型试验和数值计算分析刚度差异桩组合桩网结构路基在静力荷载下的桩身应力、桩土应力比、格栅应力、桩侧摩阻力和土体沉降变化特点。结果表明:刚、柔性桩的承载力主要由侧摩阻力提供;刚性桩的桩土应力比随上部荷载增加呈先增长后稳定趋势,荷载在路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,并沿路堤行车方向朝路堤横断面方向扩散;土工格栅和碎石加筋垫层共同工作,协调荷载进行再分配,均衡路基应力分布;路基中心排桩沿横断面方向的土体沉降近似呈盆状分布,刚性桩控制路基土体变形和沉降的性状明显优于柔性桩;选择性布置刚度较大长桩可减小路基沉降量。

扩底桩竖向承载特性及群桩效应研究

为探明扩底群桩竖向承载特性,采用扩底桩筏结构,开展单桩(扩径比分别为1.5、2.0、2.5、3.0)和桩筏(扩径比为2)基础静载模型试验,分析其荷载传递规律,并建立桩间距为3.75、4.00、4.50、5.00倍桩直径时扩底桩筏基础有限元模型,研究桩间距对群桩效应影响。结果表明:扩底单桩和扩底桩筏结构荷载沉降曲线均为缓变型;扩底桩极限承载力随扩径比增大而逐渐增大,扩径比2.5~3.0时极限承载力增幅变缓,建议扩底桩扩径比取2.5~3.0;由于桩土共同沉降,桩间土压缩,桩土作用更充分,扩底桩筏基础中心桩侧摩阻力荷载分担比比扩底单桩增大了17.71%;群桩效应系数随桩间距增大而逐渐增大,桩间距为4.5~5.0倍桩直径时群桩效应系数增幅较小,群桩效应较弱,建议扩底桩筏基础桩间距取值不小于4.5倍桩直径。

基于分形理论的香根草根系护坡力学性能分析

为了定量评价香根草根系护坡效果,该研究以不同生长期的香根草为对象,基于植被生态学和分形理论获取根系形态参数指标,分析根系分形维数与生长期间演化规律。通过室内三轴试验研究不同含根量和根系分布方式对根土复合体抗剪强度的影响,分析根土复合体黏聚力和内摩擦角与根系分形维数间关系,并建立考虑香根草根系分形维数的边坡稳定性系数模型。结果表明:香根草根系数量和含根量与根系分形维数基本呈线性关系,而根系表面积与根系分形维数呈对数关系,三者均随根系分形维数增多而增大,但增幅均逐渐减小。含根量由0增加至1.0%时,根土复合体黏聚力、内摩擦角分别提高了72.0%和6.9%,含根量对黏聚力影响较大。不同根系分布方式对边坡稳定性影响能力由小到大依次为竖向、倾斜、相交和混合分布,同素土边坡相比,相交和混合分布根系的边坡稳定性系数分别提高了14.7%和15.8%,含根量为1.0%时,相交分布根系的边坡稳定性系数提高了28.4%。根系分形维数与边坡稳定性系数呈线性关系,利用根系分形维数能够评价边坡稳定性。研究结果可为香根草护坡工程提供参考。

响应面法分析盐沼区基桩承载力影响因素

依托青海省德香高速公路盐沼泽区域桥梁桩基工程,探究盐沼泽区基桩受不同腐蚀损伤对承载力的影响.通过响应面法建立桩长、桩径、腐蚀深度及剥落厚度对基桩竖向与水平承载力影响的响应模型,通过响应曲面图对两因素交互作用进行分析.结果表明:响应面法建立的受腐蚀基桩承载力模型精确度较高;竖向承载力随桩长与桩径的增大、腐蚀深度与剥落厚度的减小而增加,水平承载力随桩径的增大与剥落厚度的减小而增加,随桩长的增大先减小后增加;桩长较小时腐蚀深度对承载力的影响较小,剥落厚度的影响远大于腐蚀深度,工程中应重点关注水平腐蚀损伤的防护.

桩网结构路基动静承载性状分析

为研究桩网结构路基在静动荷载作用下的承载性状,采用有限元分析方法对桩网结构路基在静动两种荷载下的承载特性、荷载传递机理、土拱形成及发展规律进行了数值计算。通过分析静动两种工况下桩土应力、桩周土压力分布、桩土应力比及土拱效应,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:静载作用下基桩轴向应力约为400 kPa,最大土压力出现在路基中部,且沿路基横向向外逐渐减小;动载作用下沿路基横向布置的桩体的动应力在埋深方向呈先增大后减小趋势,其竖向应力最大值约为静载下的160%;动载下路基内部土拱效应较静载有大幅削弱,其中削弱最大的为四桩中心处的空间土拱效应,其桩土应力比约为静载的29.3%。

h型抗滑桩受力性能模型试验研究

针对h型抗滑桩在坡顶荷载作用下的受力特征,通过室内模型试验,分析h型抗滑桩的前桩与后桩的受力机理、桩身弯矩和桩前土压力分布特性。结果表明:在坡顶均布荷载作用下,后排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大呈先增大后减小的抛物线分布,弯矩峰值出现在预设滑面附近;前排桩的桩身弯矩随桩体埋深的增大而增大,弯矩峰值出现在桩顶连梁连接处;后排桩桩前土压力分布随着坡顶荷载的增大而增大,而上部两个测点相对变化幅度较小;在连梁以下部位,前排桩桩前土压力分布趋势与后排桩变化趋势基本一致,而连梁位置处偏小。

梅花型混凝土桩截面几何特性

为便于梅花型桩设计计算,基于梅花型桩截面的外切圆半径和开弧弧度2个控制变量,研究梅花型桩的截面面积、周长以及截面惯性矩特征,分析2个控制变量对截面几何特性的影响规律,将梅花型桩与圆形桩进行了对比分析。结果表明:梅花型桩的截面面积、周长随截面外切圆半径、开弧弧度的增大而增大,面积增大比周长显著,其中截面外切圆半径对截面面积和周长的影响最为显著,当截面外切圆半径从0.1 m增加到1.0 m时,截面面积从0.02 m^(2)增加到3.22 m^(2),面积增大了161倍,截面周长从0.79 m增加到7.85 m,周长增大了9.94倍;相同截面面积梅花型桩与圆形桩截面周长比为1.15~1.16,所以相同混凝土用量时梅花型桩的周长比圆桩大15%~16%;梅花型桩存在2个截面惯性矩Ix和Iy,且Iy恒大于Ix,2个截面惯性矩随截面外切圆半径的增大而增大。相较于等截面圆形桩,梅花型桩的截面惯性矩呈指数增长趋势。

城市地铁修建与运营对古建筑的影响

针对城市地铁修建与运营对古建筑的影响问题,本文以西安地铁穿越大雁塔、钟楼与古城墙为例,阐述地铁选线、施工和运营阶段对古建筑的保护策略。施工阶段以地铁施工工法及技术手段的选择为主,运营阶段则以减小振源振动及隔振为主。最后,指出我国在地铁修建与运营对古建筑影响方面需要进一步研究的问题,为今后的地铁修建与运营和古建筑保护提供参考。

轻质高强混凝土研发新进展及应用

轻质高强混凝土是一种容重轻而承载高的新型复合材料,在高层或大跨工程结构以及软弱地基处理中具有良好的应用前景,也是混凝土进一步发展的重要方向。首先,阐述了轻质高强混凝土的工作性能及其影响因素;其次,分析了其构件试验研究及其工程应用,并指出了其现阶段研究与应用过程中存在的问题;最后提出其未来研究方向并展望其工程应用前景。

温度-荷载作用下新旧混凝土道面接缝力学性能

为研究新旧混凝土道面接缝处温度-荷载对机场道面板间力学性能的影响,基于Winkler地基模型,采用有限元方法建立了道面结构温度场计算模型.同时对华东地区某机场道面进行了重型落锤式弯沉测试,通过对比分析新旧道面板上不同位置处的弯沉、脱空判定值及传荷系数的变化规律,验证了计算模型的可靠性,进一步分析板底拉应力作用机理.结果表明:现场测试弯沉值考虑温度的影响,以保证对新旧道面板的板底脱空判定值和接缝传荷能力评价结果的可靠性;新旧道面间接缝的传荷系数与温度呈较好的二次曲线关系;随温度升高,在荷载作用下板底集中应力无法有效地释放,新道面的板底拉应力明显增大;提高道面板弹性模量可增强接缝处新旧道面板间应力扩散传递,但也会增大板底拉应力,易导致道面板沿板底向板顶开裂破坏.

对影响住宅隔音效果原因探究与防治

在居住条件日益改善的今天,人们对住宅的功能要求也越来越高。针对住宅建筑中的噪声隔音问题产生的原因进行了探究,对工程各个环节中可以预防隔音的各项措施进行了说明。

刚性桩-半刚性桩-土工格栅增强路基承载及影响参数

刚性桩-半刚性桩-土工格栅是加固路基工程的一种有效方法,与传统桩网结构路基相比,桩-土相互作用更为复杂。为分析其承载特性,尤其是刚性桩桩身长度、桩径、桩间距和土工加筋材料及其种类对路基沉降和桩土应力比的影响规律,研究了复合路基加固优化设计方案,开展了在静力荷载下的室内模型试验和有限元方法理论计算。研究结果表明:刚性桩和半刚性桩的承载力均主要由侧摩阻力分担,但侧摩阻力发挥程度存在一定差异;路堤上部荷载在刚性桩-半刚性桩-土工格栅加固路基中沿中心桩体向边缘桩体传递,沿路堤行车方向向路堤横断面方向扩散;桩顶平面土体沉降在横断面上呈“W”分布,刚性桩能够显著减少其桩顶位置土体沉降量;在一定范围内,增加刚性桩的桩身长度、增大桩径、减小桩间距,能够减小7.12%~35.96%的路基土体变形和路基总沉降量,并提高路堤承载能力;在路堤中设置土工加筋材料,其与碎石垫层协同工作,可协调荷载在路基中重新分配,使其内部应力分布更为均衡;与土工格栅相比,土工格室具有三维立体结构,对减小路基内部土体沉降和调节荷载传递有更好的效果。在实际工程中,应根据上部荷载和地质条件,合理设计桩身长度、桩径和桩间距,选用合适的横向加筋体。