地震作用下变截面钢管混凝土单桩动力响应

为了探讨桥梁位于软弱土层时,地震作用下变截面钢管混凝土桩基的动力响应,以翔安大桥为工程背景,利用FLAC3D有限元软件建立地震作用下桩-岩土体-钢管耦合作用的数值模型,研究在不同强度的地震作用下变截面钢管混凝土单桩和变截面普通混凝土单桩桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩的动力响应差异.结果表明:变截面钢管混凝土单桩在地震作用下的桩身加速度、加速度放大系数、桩身位移最大值和桩身弯矩变化规律均同变截面普通混凝土单桩类似,但钢管使桩身加速度放大系数降低、桩基抵抗侧向变形能力和抗弯承载力提高.因此,钢管可以显著提升地震作用下桩基的抵抗变形能力和承载力.

高密度电阻率法对基底断裂稳定性的研究与监测

为突出查找城市建设面临的重大地质问题,开展对主要基底断裂稳定性研究与监测的专项工作[1],选择1~2处利用高密度电阻率法开展断裂稳定性监测系统研究与建设,基本查明主要基底断裂活动性与区域稳定性,以及对城市建设、城市安全的影响,解决城市选址、规划和建设过程中所遇到的基础地质、工程地质环境问题、地质环境承载力与容量问题,为城市安全和可持续发展提供地质依据。

薄壁拉筋矩形钢管混凝土墩柱抗震性能研究

相比圆钢管混凝土墩柱,矩形钢管混凝土墩柱的惯性矩大、稳定性强,但其对填充混凝土的约束较差。为探究端部拉筋和加载方向对矩形钢管混凝土墩柱抗震性能的影响,开展2根方形和2根矩形钢管混凝土墩柱的拟静力试验,分析比较端部拉筋以及加载方向对桥墩的刚度、承载力、耗能、刚度退化以及残余变形的影响规律。并采用ABAQUS有限元软件建立拉筋钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型,有限元模型中混凝土单元引入裂缝,钢材引入韧性损伤以考虑更准确的拉筋钢管混凝土桥墩的抗震性能退化规律。研究结果表明:与传统钢管混凝土桥墩相比,端部拉筋约束钢管混凝土墩柱的屈服荷载、水平峰值荷载、累计耗能和弹性刚度分别提高49.3%、42.8%、24.1%和15.1%,抗震性能优于传统钢管混凝土桥墩。与弱轴加载相比,强轴加载时桥墩的屈服荷载、峰值荷载累积耗能和弹性刚度分别提高了45.1%、44.9%、51.7%和7.1%,表明强轴加载时更易发挥抗震性能。采用有限元软件建立的钢管混凝土桥墩精细三维实体-壳单元模型与试验结果吻合良好,反映了循环荷载下拉筋钢管混凝土桥墩的塑性大变形阶段承载力退化现象和滞回曲线“捏拢”效应。有限元模型计算的裂缝高度位置与试验结果基本一致。研究结果可为进一步优化钢管混凝土墩柱的设计提供参考。

榫卯-灌浆套筒混合连接装配式方墩轴压性能研究

已有研究表明,榫卯-灌浆套筒混合连接装配式方墩(简称混合连接拼装桥墩)的抗震性能接近于整体现浇桥墩。为进一步探讨混合连接拼装桥墩的轴压性能,以钢管的长度、直径以及壁厚等为变化参数,进行1个整体现浇桥墩(编号ZT)和4个混合连接拼装桥墩(编号GTA-0~GTD-0)的轴压承载力试验,结果表明,GTA-0~GTD-0试件的承载力比ZT试件提高了10.1%~14.4%,其延性系数均大于ZT试件;GTA-0~GTD-0试件的轴压承载力随钢管直径和长度的增大而增大,而钢管壁厚对于试件承载力的影响较小;拼装桥墩的破坏位置随着钢管长度的增加而上移,逐渐接近于整体现浇桥墩,但二者的破坏模式基本相同。

铁山港码头岸桥机轨道改造工程基础施工效率提升措施

随着当代科学技术的不断进步,新技术、新设备推陈出新,加速了老旧设备的淘汰,北部湾区域港口码头在不断扩大建设的同时,随着新型码头专用设备的不断投入使用,已建设的码头陆上配套设施需要不断的更新改造来适应新型设备的运行。铁山港码头原有吊装设备为旧式门机,为适应新型码头吊装门机运行,码头管理部门规划在码头原有轨道后侧新建一条轨道梁及轨道。铁山港码头临海陆域工程地质情况简单,主要由吹填或陆地弃土填筑形成,地层成分主要为填土、砂层等,其地面高程低,地下水位高,地下水与海面持平,地下水位受潮水涨退影响较大。铁山港码头后方陆域岸桥轨道改造工程施工过程中地下水的合理科学处理与应对,是该工程施工的重点与难点,亦是该工程能否盈利的关键。

不良地质构造对隧道掘进的影响研究及处治技术

进入21世纪后,随着西部大开发战略的实施,国家战略重心向西部转移,需要建设大量的公路、铁路和引水隧道,以促进中西部经济增长。国家在装备、人力等方面进行了较大的投入。但隧道施工难度较大,在质量、安全等方面也存在一定的把关难度。现以巫溪—云阳—开州段岩湾隧道为例,对隧道施工中地质构造造成的地质灾害进行归纳总结,力求找出其中的共性规律,并给出相应的处治技术,为今后确保人身财产安全起到预警作用,为同类隧道提供借鉴,保障人身和财产安全。通过运用构造地质学理论,分析巫云开展拟建岩湾隧道工程实例中的各种地质构造,探讨隧道施工时可能出现的地质灾害情况。

加油站油气回收测试仪实验室自校准方法的探讨

针对加油站油气回收测试仪的实验室自校准问题,提出了一种以加油站油气回收测试仪的压力示值误差、流量示值误差、流量重复性、计时误差等数据为基础进行校准的方法。通过对比国内3种型号检测仪的实验结果,提出了加油站油气回收测试仪自校准的计量特性,并进行了不确定度评定,验证了校准方法的有效性。经实验验证,该方法可以用作加油站油气回收测试仪实验室的自校准方法。

基于离心模型试验的近断层单桩水平承载特性研究

为了探明断层发育区桥梁单桩的水平承载特性及受力机理,通过土工离心模型试验,选取断层与桩基水平距离、断层埋深变化参数为变量,研究近断层桥梁单桩水平极限承载力、桩侧土抗力、桩身弯矩及桩身剪力变化规律.试验结果表明:断层的存在抑制了桩侧土抗力的发挥,进而影响单桩水平承载特性.当断层与桩基水平距离由1倍桩径增加至5倍桩径时,断层两侧桩基水平极限承载力影响度为1.38%~61.47%,桩身弯矩逐渐减小且衰减较快,桩身剪力逐渐减小;当断层埋深由0 cm减至28 cm时,桩基水平极限承载力影响度为13.07%~51.60%.近断层单桩水平承载力设计时,可以根据桩侧岩土体受断层影响范围,确定断层与桩基水平距离临界值与合理桩长.

钢混组合梁结构比选及受力分析

对于50 m跨径的钢混组合桥梁,比较了不同结构形式的经济性指标,推荐采用装配式π形组合梁。同时,以工程为依托,介绍了50 m跨钢混组合梁桥的设计。

道路桥梁隧道工程施工中的难点和养护技术

文章首先概述了道路桥梁隧道工程施工的特征、要求及方法,然后介绍了道路桥梁隧道工程施工质量养护的意义,之后分析了道路桥梁隧道工程施工中的难点,最后探讨了道路桥梁隧道工程施工中的养护技术。

北京地铁地连墙基坑变形规律研究

为研究北京地铁地连墙基坑受力变形特征,采用统计法对近5年期间北京在施地铁基坑变形监测数据进行整理分析,并按照围护结构厚度及支撑体系类型对地连墙基坑进行分类,得出不同类型基坑地表、墙体、格构柱的变形规律以及基坑沉降槽曲线,提出地表隆起及墙体变形的新模式。结果表明:1)基坑监测范围内的地表变形中,地表隆起占比高达20%~45%,支撑体系类别及围护结构厚度不同对地表隆起比例与最大变形范围存在不同影响;2)根据墙顶变形方向及幅度,将墙体变形分为4种类型,开挖深度对墙体变形量的影响要大于围护结构厚度对土体变形的约束作用;3)墙顶的变形规律以上浮为主,占统计数据的90%以上;4)格构柱同样以隆起为主,大于墙顶隆起。

限阻耗能型支护在高速公路软岩大变形隧道中的应用——以玉楚高速公路齐云隧道为例

为解决玉楚高速公路齐云隧道大变形问题,引入限阻耗能型支护设计理念,采用限阻耗能型支护方案进行研究。通过静压试验进行限阻耗能型支护元件的方案比选,对比分析直板型、弧板型、斜板型限阻器的压力-变形情况。试验结果表明,弧板型限阻器工作性能更佳,其恒阻值约为3 MPa,初始峰值小于C25混凝土抗压强度,且压缩变形具有导向性和可控性,满足设计需求。因而选用弧板型限阻器进行设计,并将优化后的结构应用于齐云隧道。根据限阻耗能型支护在大变形隧道的应用效果,得到以下结论:1)支护结构受形变压力控制,除限阻器在设计行程内产生塑性变形以外,其余初期支护结构均在弹性范围内工作,增加了结构的安全性,围岩压力最大值仅为0.13 MPa,可以看出施作限阻器能够更有效地释放围岩压力;2)在齐云隧道施工中,相较于常规支护方法出现的初期支护结构混凝土剥落、钢架压溃现象,限阻耗能型支护段落的限阻器产生了显著的变形,但支护结构状态整体较好,达到了治理大变形的功效;3)限阻器不仅加工方式简单,且施工工艺与台阶法相适应,具有良好的可操作性和经济效益。

城市复杂环境下的车辆组合定位算法研究

针对城市环境下的全球卫星导航系统(GNSS)信号异常导致的车辆组合定位系统定位精度下降的问题,提出了一种基于模糊自适应卡尔曼滤波的车辆组合定位算法。利用模糊推理系统监测GNSS提供的辅助信息并输出量测噪声调整系数,利用改进的Sage-Husa自适应滤波算法对量测噪声进行自适应估计,并与误差状态卡尔曼滤波(ESKF)相结合,通过及时调整量测噪声协方差的方式提高系统在GNSS信号异常区域的定位精度,同时加入车辆运动约束对模型进行修正。采用计算机仿真和实车实验的方式对所提算法的性能进行了验证,结果表明:所提算法能够及时有效地对量测噪声进行调整,在GNSS信号异常区域的定位精度相较于标准的ESKF算法有明显提升。

考虑应力路径影响的垃圾土应力-应变特性

填埋场内垃圾土体存在多种应力状态(如压缩、拉伸、加载和卸载等),常规三轴试验和直剪试验难以全面进行模拟。为此,利用GDS三轴仪针对垃圾土重塑样开展9种不同应力路径下的三轴试验,深入研究分析应力路径对垃圾土应力-应变特性和屈服特性的影响,提出描述垃圾土应力-应变关系统一的数学模型,并得到p-q应力空间上垃圾土的屈服轨迹。通过与砂土进行比较,揭示应力路径对垃圾土中纤维材料加筋作用的影响规律。结果表明:对于σ_(3)≥0的压缩路径,垃圾土的应力关系曲线上翘,没有任何出现峰值或趋于渐近值的迹象,纤维材料起到的加筋作用最显著;对于σ_(3)<0的压缩路径,垃圾土的偏应力随轴向应变增加而增大,并逐渐趋于某定值,纤维材料起到的加筋作用较弱;对于Δ_(q)<0的伸长路径,垃圾土与砂土的应力-应变关系曲线近乎一致,纤维材料几乎不产生加筋作用。垃圾土中纤维材料的加筋作用与应力路径密切相关,研究成果为全面深入理解垃圾土的力学特性提供了依据。

浅埋暗挖隧道对地表沉降及邻近桥梁影响模拟分析

以深圳龙岗大道浅埋暗挖隧道下穿地铁3号线既有桥梁工程为背景,针对浅埋暗挖隧道对地表沉降及周围桥梁影响的有限元数值模拟参数影响分析开展研究。发现土体采用摩尔库伦本构计算结果相比于修正摩尔库伦本构,位移结果偏大,不同本构的位移结果差异与土体Eur和E50的比值k有关;管棚及注浆的等代加固圈对地表沉降和墩顶位移有一定影响,加固区参数中,E50对位移影响的敏感性最高,其次为粘聚力c,最后为内摩擦角;对于大断面的浅埋暗挖隧道,应力释放系数对位移有较大影响。墩顶水平位移以及地表沉降最大值绝对值,均随地层应力释放系数降低而增大,且基本符合线性关系。

基于无人机激光点云数据改进的棱柱法土方量计算方法

传统的土方量计算方法存在精度不高、效率低等问题,而利用无人机激光点云数据可以有效地解决这些问题。新近开发的基于无人机激光点云数据,快速、准确地计算土方量的软件———Digital Map,以宜春至井冈山高速公路宜春三阳至新田段新建工程为例,使用无人机获取试验区的三维点云数据,使用Digital Map软件计算土方量。结果表明,采用改进的棱柱法计算得到的结果既高效又与已知的总体土方量信息更接近,即更精确;同时在数字地面模型(digital terrain model,DTM)的基础上,更准确地描述了自然地形信息。该方法使用设计面的DTM,因此不受场地高差限制,适用于大部分复杂、真实的施工现场;且快速、准确,对于会产生海量数据的无人机激光点云效果尤其明显。

长距离上叠并行的基坑开挖对既有下卧隧道的施工影响与变形控制

目的:上叠并行的基坑合理加固和开挖是保证基坑稳定和下卧的既有隧道位移控制的关键。合理选择基坑开挖施工方案,可以有效控制既有隧道变形并保障施工中基坑的安全稳定。方法:依托深圳岗厦北枢纽南区基坑工程实例,采用有限元数值模拟的方法对施工过程进行模拟,分析了不同降水深度和不同加固范围条件下的基坑开挖方案对既有下卧隧道变形规律的影响;根据对下卧隧道变形控制效果的分析,对施工方案进行比选,优选了合理的施工方案;最后经现场实测数据加以验证。结果及结论:研究结果表明:长距离上叠并行的上方基坑开挖易引起既有下卧隧道产生较大竖向位移;现场监测结果与对应的数值模拟结果较为一致,推荐的降水至隧道底部及坑底以下抽条加固的方案可有效控制既有下卧隧道的位移。

高速公路桥涵搭板底脱空注浆处理施工技术措施应用研究

针对桥涵搭板底部脱空的形成原因及对高速运营潜在的安全影响,为有效处理搭板底部脱空病害,提出采用潜孔干钻配合压力注浆的处理方法,并引入地质雷达与视频内窥镜相结合的注浆效果检测方法。该项工艺在京沪高速公路沂淮淮江段扩建工程得到应用,实践证明,潜孔干钻配合高压注浆辅以地质雷达检测和视频内窥镜检查能够有效处理桥涵搭板底部脱空病害问题,具有良好的推广价值。

多车激励下波形钢腹板连续梁桥沥青铺装动力学响应

为研究多车激励作用下大跨径桥梁桥面铺装层的动力学响应,建立含有Fiala轮胎的多刚体实车模型以及大跨径桥梁有限元精细模型,考虑桥面随机不平顺激励,构建包含桥面铺装层的车-桥刚柔耦合系统动力学模型。计算准静态条件下桥梁控制截面的挠度,并与现场静载试验进行对比,验证了所建车-桥耦合模型的正确性与计算结果的有效性。研究不同编队多车荷载作用下波形钢腹板连续箱梁桥铺装的动力响应,不同工况对于车辆后轴悬架力和垂向轮胎力的影响,结果表明:多车荷载相比于单个车辆荷载所引起的动力响应更大,更容易引起桥面铺装和桥梁结构的早期损伤;在车辆数量相同、车速相同、前后车距相等的情况下,车辆行驶编队不同时所引起的桥面铺装层最大挠度、最大纵向应力和最大横向剪应力分别增大了19.7%、23.5%和8.0%,且最大纵向拉应力和剪应力均发生在防水混凝土-混凝土梁之间,容易产生早期疲劳开裂;车辆后轴悬架力随着载重增加而增大,垂向轮胎力随着速度和载重增加而增大。

复杂地质条件下铁路隧道施工技术分析

随着我国铁路建设水平的不断提高,铁路隧道项目工程的建设数量日趋增多,铁路隧道施工技术的不断发展,使我国铁路隧道工程建设的质量也得到了进一步的提升。复杂地质条件是铁路隧道建设过程中相对特殊的环境条件,对铁路隧道施工技术提出了巨大的挑战。立足于复杂地质条件下铁路隧道施工的技术要点,进一步探讨了如何优化铁路隧道施工技术这一问题的有效途径,以期为相关工作提供参考。