初始成样含水率对饱和细砂固结与剪切过程的影响

基于亚像素角点检测的数字图像测量方法,能够记录三轴试样表面方块角点的位移,从而获得试样表面每一时刻的应变场。针对采用不同初始成样含水率制备的松、密两种状态的唐山饱和细砂,进行了三轴固结排水剪切试验。利用图像测量系统测量试样的轴向和径向变形,获得了试样在固结排水过程中轴向应变和径向应变之间的变化关系,通过绘制的轴向和径向应变场图,分析了固结排水过程中试样的轴向应变场和径向应变场的变化规律;获得了不同初始成样含水率的饱和试样在剪切过程中的应力应变曲线。试验结果表明:采用不同初始成样含水率制备的饱和试样具有不同的初始结构,以湿装法和干装法制备的试样在固结排水过程中表现出不同的变形特征;初始成样含水率对松砂和密砂在剪切过程中的应力应变关系均有影响,其根本原因是不同初始成样含水率制备的饱和试样具有不同的初始结构性。

矿山法围岩破碎程度对临近装配式建筑的影响研究

为了探究矿山法围岩破碎程度对临近装配式建筑地基及构件动力响应的影响,采用ANSYS/LS-DYNA数值计算软件开展了数值模拟研究,分析了不同炸药长度下岩体得破裂过程及爆破应力波的传播特征。数值计算结果表明,装药周围岩体以裂纹为中心,向外呈辐射状破碎。装药周围岩体破碎程度较高,由于爆轰波及爆生气体对炮孔壁进行强烈地冲击压缩,形成粉碎区,对临近装配式建筑的地基稳定性影响很大。爆破应力波呈现出多层次的球面状向外扩散传播,对周围岩体型成多次的拉伸作用。同时随着距装药中心距离的增加,爆炸产生的应力峰值逐渐降低,装配式建筑的构件动力响应也随之降低。

基于数字图像测量系统的饱和细砂渐进破坏特性研究

基于亚像素角点检测的数字图像测量系统能够记录三轴试样表面方块角点的位移,从而获得试样表面每一时刻的局部应变及应变场。分析了试样不同位置的局部径向应变在剪切过程中的变化,获得了以不同初始成样含水率制备的松砂和密砂试样在不同特征时刻的应力与应变的特征值。通过轴向应变场的变化分析了从应变局部化出现到剪切带发育、形成的这一完整的渐进破坏过程,总结了剪切带形成时的局部最大轴向应变特征值,并定性地分析了剪切带内、外土体在渐进破坏过程中不同的轴向应变增长率。试验结果表明:在应变场中试样应变局部化明显,并可以依此确定应变局部化的出现、剪切带的形成;对于密砂及初始含水率为0%制备的松砂试样,应力在应变局部化出现之初即达到峰值,剪切带形成时应力已经开始下降,进入应变软化阶段;以初始含水率为6%和12%制备的松砂试样在达到应力峰值时剪切带已经形成;剪切带内土体的局部轴向应变增长幅度比剪切带外的土体大得多。试样整体轴向应变的增大主要是由剪切带内土体剪切破坏产生的较大轴向应变所致。

卵石层地基上开口PHC管桩的应用分析

陕西石川河Ⅰ级阶地,地表以下约15 m深存在厚度10~13 m、工程力学性质较好的卵石层,如何有效利用该层良好的承载潜力是设计面临的问题。在某项目的地基设计中,参考已有的试验研究成果及工程经验,分析开口PHC管桩在卵石层中的端阻力承载性状,通过原位静载试验验证,在相应的沉桩条件下,中短开口管桩沉入卵石层中可形成土塞效应,当桩端沉降量达到桩径的4.9%~6.9%时,卵石层的实际极限端阻力较规范值提高1.49~1.93倍,管桩的竖向抗压承载力提高27%~46%。建筑物封顶后的沉降观测结果验证管桩方案可行,避免了素土桩作业造成的环境污染,节省了造价和工期,具有良好的社会效益和经济效益。

预应力钢骨超高强混凝土梁裂缝宽度试验与计算

裂缝宽度直接影响到结构的耐久性和正常使用功能.为研究预应力钢骨超高强混凝土梁的抗裂性,对13根预应力钢骨超高强混凝土简支梁进行了抗弯性能试验,分析了这种新型组合梁的破坏形态、裂缝开展与分布规律和最大裂缝宽度的变化特性,给出了考虑配筋位置的综合配筋指数与正常使用极限状态下荷载等级的关系;结合我国现行相关规范提出了适用于预应力钢骨超高强混凝土梁的平均裂缝间距和最大裂缝宽度的计算公式,其计算结果与实测结果总体吻合较好.在考虑钢骨腹板的影响时,取梁受拉侧1/2梁高范围内的腹板等效为纵筋,导致综合配筋指数大于0.19时,计算结果略大于实测值,小于0.19时,计算结果略小于实测值.

深基坑中压力型预应力锚杆柔性支护结构的离心模型试验研究

预应力锚杆柔性支护技术在软岩基坑中具有安全可靠、工期短、造价低的优点,已广泛的应用于工程实际中。针对压力型预应力锚杆在城市基坑项目中具有可拔除、节省土地资源的优势,结合大连胜利广场深基坑项目,研发了压力型预应力锚杆深基坑离心模型的制作方法,开展了应用压力型锚杆的预应力锚杆柔性支护技术作用于深基坑的离心模型试验,并采用FLAC程度建立了数值模型进行了对比验证,对基坑的变形、水平土压力、锚杆形式对锚杆预应力设计值的影响及其对滑移带的影响进行了研究。试验结果表明,不同的自由段长度导致压力型锚杆比拉力型锚杆要求具有更大的预应力设计值;压力型预应力锚杆离心模型与拉力型锚杆的FLAC数值模型都得到位置类似的直线型滑移带,二者进行了相互验证并说明压力型锚杆与拉力型锚杆这两种锚杆受力形式上的不同并没有对基坑的破坏机理造成影响。

撞击荷载作用下板状岩体破坏特性数值模拟分析

板状岩体的动态破坏特性对岩体工程和防护工程具有重要的研究意义。基于有限元方法,通过引入三维动态接触算法,建立撞击模型,研究板状岩体在子弹中心撞击作用下的破坏特征。数值模型中,通过采用Weibull统计学分布考虑岩体非均匀性;利用连续等效损伤理论描述岩体损伤演化过程。数值模拟结果表明,动态接触算法能够有效地模拟块体之间的撞击过程。岩板在子弹中心撞击作用下,破裂最先出现在岩板背面中心处,并逐渐向岩板四周及正面延伸。同时,在较低撞击速度作用时,岩板断裂由产生的径向裂纹控制。随着撞击速度逐渐增加,环向裂纹出现,并与径向裂纹共同决定了岩板的断裂形式。

无根护壁桩支护三维有限元分析研究

传统的岩质基坑支护存在造价高、工期长、安全性低等缺点。无根护壁桩支护方法改善了上述缺点,并且已经成功应用于工程实践当中。通过详细介绍无根桩的结构和利用ABAQUS软件建立考虑支护结构与土体共同作用的无根护壁桩三维有限元模型,对基坑整体稳定性、各构件受力特征及变形特征进行了分析。分析得出,基坑满足整体稳定性要求,各支护构件均满足强度要求,基坑变形也满足要求,所以推广无根桩支护在岩质深基坑中的应用将具有积极意义。

西安地区砂层地基上PHC管桩和CFG桩的应用分析

西安渭河阶地地表以下约20 m深存在密实砂层,高层建筑能否选用以该层为桩端持力层的中短桩基础是设计面临的问题。结合同一场地两栋相同百米住宅楼的地基设计,通过方案分析、地基承载力和变形计算、载荷试验,采取调整筏板尺寸和沉降后浇带的位置,使结构重心与筏板平面形心重合等措施,选择基底下浅层密实中细砂层为桩端持力层,两栋楼分别采用11 m长PHC管桩和12 m长CFG桩复合地基,避免了该地区常用的长桩穿越砂层的困难和质量问题。结构封顶后的沉降观测数据结果验证两种方案可行,得出PHC开口管桩可利用土塞效应,其实际竖向抗压承载力比规范估算值提高约36%,管桩实际沉降量约为CFG桩的一半,且沉降稳定周期短,CFG桩复合地基采用Boussinesq解答分层总和法,计算沉降量与实测值差异不大。本工程充分利用地质条件,选择中短桩地基处理,节约了造价和工期,对类似场地的工程有借鉴作用。

装配式建筑中正交异性膜结构在均布荷载作用下的静力响应

正交异性膜结构在我国建筑领域应用越来越广泛,均布荷载会对其外观和安全性产生影响。对装配式建筑中正交异性张拉膜结构在均布荷载作用下的静力响应进行了研究。首先将某薄膜屋盖抽象出力学模型,并介绍了其在有限元软件中建立的过程,之后通过改变预张力大小、外荷载大小、膜面尺寸分析了三者对其静力性能的影响。结果显示均布荷载越大,膜面静力响应越大;预张力越大,结构刚度越强,均布荷载产生的位移就越小;长宽比增大时,膜面静力响应也随之增大;膜面的正交异性对其静力响应的影响不应忽略。在正交异性膜结构的设计和应用中,应选取合适的预张力和膜面尺寸,保证其在均布荷载作用下的安全和美观。该研究可以加深对正交异性张拉膜结构性能的了解,为其在装配式建筑中的使用和设计提供理论依据,并为相关研究提供验证手段。

部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁疲劳性能试验研究

装配式混凝土结构是建筑工业化发展中较为新颖的结构体系,而预制混凝土梁作为此类结构的重要组成部分,深入研究其受力特点和破坏模式已成为工程领域的迫切需求。本文为研究部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁的疲劳抗弯性能,分别对4根部分预应力钢骨超高强混凝土预制梁和1根部分预应力超高强混凝土预制梁进行了疲劳荷载作用下的抗弯试验研究,得到了荷载-挠度曲线和非预应力受拉钢筋的拉应变与疲劳次数的相关性变化规律,以及抗弯刚度的退化规律。结果表明:非预应力受拉钢筋疲劳断裂可以作为预制试件疲劳破坏的标志,等效应力水平是试件发生疲劳破坏的主要因素。此外,通过分析预制梁的刚度降低系数与疲劳次数、非预应力受拉钢筋应力幅值比与疲劳次数的关系曲线,以预测其疲劳寿命。

型钢超高强混凝土框架柱抗震构造措施研究

为研究型钢超高强混凝土(SRHC)框架柱的抗震性能和抗震构造措施,开展24个SRHC框架柱的低周反复加载试验。首先,根据试验结果分析了不同试验参数(包括剪跨比、轴压力水平以及型钢和箍筋的配置)对SRHC框架柱的破坏形态、滞回性能和变形能力的影响;其次,在此基础上结合试验数据分析提出了SRHC框架柱的抗震构造措施,包括不同抗震等级时的轴压比限值和箍筋加密区的最小配箍要求,箍筋加密区长度及最小含钢率。