基于正弦式波纹膜片的压差式FBG静力水准仪

为解决建筑物不均匀沉降长期、可靠监测的问题,基于连通器原理,推导了膜片半径r、刚度K、光纤自由段长度l、波长变化量Δλ_(B)等参数和沉降量的线性关系式。以此设计了带有正弦式波纹膜片的压差式光纤布拉格光栅(FBG)静力水准仪,并通过标定试验验证压差式FBG静力水准仪的传感性能。结果表明:此静力水准仪灵敏度不小于13.2 pm/mm,综合误差不大于3.26%,相关性系数均在0.99以上。该型静力水准仪传感性能满足工程结构沉降测量的要求,丰富了FBG静力水准仪的研究,具有理论和现实意义。

压差式光纤光栅静力水准仪的设计与研究

为实现对建筑结构不均匀沉降的有效监测,基于光纤光栅与连通器的基本原理,该文设计了一种压差式光纤光栅静力水准仪,并对该水准仪进行了理论推导、标定试验及静态特性分析。试验结果表明,该水准仪灵敏度为6.5 pm/mm,线性拟合度R^(2)为0.999,非线性误差为1.48%,迟滞性误差为0.74%,重复性误差为5.72%,总精度为5.95%。为增大该水准仪灵敏度特性,对原有的波纹膜片改进与分析,结果表明,改进后的水准仪灵敏度为11.87 pm/mm,较改进前提升了约1.8倍。该结构形式的水准仪可对建筑物的沉降进行有效监测,为建筑物结构健康监测提供有效的技术支持。

某高层剪力墙结构不均匀沉降分析及处理

无新增荷载情况下的持续不均匀沉降常常发生在地基有缺陷的高层建筑中,该类沉降产生的破坏是缓慢持续的。地基不均匀沉降会导致建筑物开裂、倾斜,进一步发生结构安全事故。依据某高层剪力墙结构以及不均匀沉降监测数据,采用ABAQUS建立该高层剪力墙结构三维有限元计算模型,分析不均匀沉降工况下上部结构的内力分布及整体变形发展规律。结果显示,有限元计算得到的模型内力增大位置与实际外墙主要开裂位置相吻合,整体沉降变形发展规律与现场实测数据基本一致,证明上部结构三维有限元模型的可行性。进一步建立剪力墙结构-桩筏基础-地基耦合计算模型,开展不同筏板厚度对整体结构不均匀沉降的影响分析。同时结合实际案例制定“增设筏板+补桩”处理方法,加固完成后监测数据显示房屋处于稳定状态,变形与裂缝均无发展。

地基非均匀沉降下天然气管道应力分析

湿陷性黄土在受水浸湿后产生了严重的地基非均匀沉降现象,对管道产生了附加应力,产生了肉眼可见的位移偏量,严重影响天然气管道的运输安全。针对志丹压气站天然气输气管道的复杂铺设结构进行了应力计算与分析,结合现场监测数据与数值模拟分析,给出关键点的应力和位移,验证了模型合理性,对输气管道应力状态进行预测分析,得到了对工程设计与改进具有重要意义的结论,为天然气管道的应力预测提供了理论依据。

基于钢筋实际应力状态的基础不均匀沉降地下车库加固方法

某地下车库在降水作业时,将勘探孔改为降水井,引发突涌现象,导致基础底部脱空,筏板产生不均匀沉降,上部结构开裂严重。通过ABAQUS建立地下车库的实体模型,模拟承重结构的变形和损伤,探明地基不均匀沉降对承重结构的影响。结合现场实测结果、数值模拟结果及《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)推荐公式,获取承重构件受力钢筋的实际应力状态,为结构加固设计提供依据。最后,采取加大截面、粘贴碳纤维布等方法对该车库承重构件进行了加固处理,加固方法可为类似工程提供借鉴。

改扩建工程路基差异沉降研究综述

随着我国经济社会的快速发展及交通量的持续增长,早期建成的高速公路已经开始出现通行能力差、服务水平低等问题。为了解决这一问题,我国在近年来积极开展了高速公路的改扩建工作,目前已完成了多条高速公路的改扩建工程并投入运营,取得了显著成效。然而,高速公路的改扩建与新建公路有所不同,高速公路在改扩建过程中涉及新老路基拼接、变形协调等问题,特别是新老路基拼接引起的差异沉降,对路基路面结构危害巨大。为此,国内外学者致力于对减小新老路基差异沉降进行研究,探索了许多新的理念和技术。从差异沉降的理论、影响因素以及路基拼接处的处治措施3方面对现有研究成果进行了回顾和梳理,发现对减小新老路基差异沉降的措施,尤其是对加筋结构的布置、路基内部排水结构的研究还比较缺乏。建议开展此类研究,并从理论和影响因素上对差异沉降进行分析,提出适用于多种工况的拼接措施,从而起到控制差异沉降的作用,旨在为实际工程项目提供理论和实际指导。

复杂地质条件下既有建筑地基基础加固技术研究

对某发生不均匀沉降的砖混结构住宅楼进行加固,为防止加固时住宅楼产生二次变形,采用微型钢管桩加固条形基础、再新增筏板、最后对地基土进行注浆的加固方法。在现场静载荷试验的基础上,采用ABAQUS对加固方案进行模拟计算,并对加固后的建筑物进行现场沉降监测。结果表明,模拟结果与静载荷试验实测结果基本相符,加固后建筑物的不均匀沉降明显减少,桩顶反力分布呈现出中间小四周大的特点;微型钢管桩承担的荷载占19.43%。实际现场监测最后100 d的沉降速率小于0.01~0.04 mm/d,地基的变形符合GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》的要求,该加固方案可行。

陆域吹填段地面沉降及管道应力响应特征研究

沿海地区陆域吹填段易发生不均匀沉降,软土地基上敷设管道易发生应力集中进而引发事故。基于有限元法建立天津南港工业园区三维沉降模型,使用固体力学方程以及摩尔—库仑准则表征管土相互作用机制,对地面沉降情况以及新管道敷设和投产时管道的应力响应特征进行研究。研究结果表明,人工填海区域的不均匀沉降程度与填土物性以及海相沉积层表面不平整的天然泥面具有显著的相关性。新管道投产后,已建管道顶部及底部应力下降了约2 MPa,但相邻侧等效应力增长了约4.5 MPa,并行敷设管道的相邻一侧管壁所受的应力较大。研究结果有助于认清研究区域沉降趋势,为软土地基管道应力监测方案制定提供了科学依据。

地基不均匀沉降下输气场站埋地管道应力分析

在天然气输气场站地质为软土的情况下,容易造成地基的不均匀沉降,埋地管线易受到损伤。文中利用ABAQUS有限元软件进行分析,建立了管道-土体一体化有限元力学模型,分析了在地基不均匀沉降下,埋地管道的受力与位移情况,沉降量对管道应力的影响,研究了在管道壁厚、管道压力、管道埋深和土壤粘聚力变化下管道的应力变化,获取了管道最大Mises应力变化规律。

钢结构不均匀沉降下抗弯框架结构的地震易损性分析

地基沉降不均匀是湿陷性黄土区常见的工程问题之一。为研究不均匀地基沉降对钢结构抗震性能的影响,采用增量动力分析方法,分析钢结构中抗弯框架结构框架的抗震脆弱性。分析了结构地震响应与地基不均匀沉降的关系差异。在此基础上,根据不同的加速度峰值振幅,对结构的破坏概率进行了分析。分析结果表明,由于不均匀沉降而导致的结构内力重新分配是导致部分构件在地震中失效的原因。在建筑物的平面转角上,由于基础的不均匀性,会导致结构在地震中被进一步破坏。非均匀沉降引起的框架结构的偏移增大。且随着沉降的增加,上层建筑的地震破坏将加剧。

机械抬升联合有机注浆方法在铁路道口病害治理中的应用

以某铁路道口病害治理案例为依托,针对基床表层翻浆冒泥和砂浆层细颗粒流失双重病害引起的轨道板沉降及不均匀沉降难题,首次发明和制作了专用抬升装备,并采用机械抬升联合有机注浆方法进行治理。结果表明,底座板两端土体加固可有效封堵有机注浆渗漏通道和基床表层翻浆冒泥通道;改性聚氨酯有机注浆对于基床表层翻浆冒泥加固效果良好;首次发明和制作的专用机械抬升装备具有安装便利、抬升力大、抬升速度快、不均匀抬升、抬升和下降可调、精度高等多项功能,抬升效果好;机械抬升联合有机注浆方法对于基床表层翻浆冒泥和砂浆层细颗粒流失综合病害具有很强的适用性,不仅可以对基床表层和砂浆层进行加固,还可以实现多块不均匀沉降轨道板的抬升和找平。

某学校隔震建筑开裂鉴定分析及加固措施

论文以某学校隔震建筑出现不均匀沉降裂缝为背景,对其裂缝产生的原因进行了详细的鉴定分析,并通过分析对比不同加固方法的特点,对高压旋喷桩加固法在类似工程中的应用进行分析研究。最终分析得出:导致该建筑产生裂缝的最主要原因是施工过程未能严格按图施工;隔震支座可以有效减小上部结构的水平位移,减轻结构构件的受损程度;根据本项目特点,最终选择高压旋喷桩加固法进行处理。研究成果对其它类似项目具有较好的参考意义。

洞庭湖区软土地基水闸不均匀沉降问题浅析

在洞庭湖区软土地基水闸建设过程中容易发生不均匀沉降,该文对大通湖东垸分洪闸工程建设过程中发生的地基不均匀沉降开展研究,介绍了工程概况、地质条件、地基设计和沉降处理过程与措施,分析了不均匀沉降的原因,总结了洞庭湖区软土地基水闸施工不均匀沉降问题的控制思路和方法,可为同类工程提供借鉴。

桥梁下部结构施工中的常见问题及解决策略

桥梁下部结构施工是桥梁建设的重要环节,但在实践中常常遇到各种问题,基于此,文章详细探讨了桥梁下部结构施工中常见问题及相应的解决策略。首先介绍了施工要求,包括质量和安全等方面。随后列举了常见问题,如位置偏移、连接错位、沉降不均匀、材料损坏和墩身内部问题。针对这些问题,提出了解决策略,旨在为桥梁下部结构施工提供参考,提高施工质量和效率。

注浆法在山区高速公路路基沉降预防性处理中的应用

文章以浙江地区某高速公路工程某桥头需要二次开挖回填的路段为例,通过阐述注浆法的基本原理,合理选择注浆孔的间距、压力、注浆量以及具体的沉降观测参数等,为施工提供了有效参考,获得了良好的注浆效果,有效控制了路基不均匀沉降。总结了注浆法施工流程及质量控制措施,旨在为类似工程设计及施工提供参考。

城市地下综合管廊不均匀沉降裂缝渗漏治理研究

地下综合管廊作为城市的重要基础设施,其结构的安全可靠对城市的运行建设,具有重要意义。以福州东南快速通道综合管廊工程为案例,结合管廊施工参数与有限元软件,分析了不均匀沉降下综合管廊的变形和受力特征,阐述了管廊裂缝渗漏的形成原因,并针对不均匀沉降裂缝的渗漏水问题,提出了对应治理措施。研究结果表明,土体承载力的流失与管廊重压,是管廊沉降的主要原因,差异性的承载力流失,导致了不均匀沉降,造成变形缝渗漏;结构顶部应力不足而产生拉裂缝,造成管廊裂缝渗漏。现场施工结果则表明,所采用的针对性治理措施效果良好,满足地下工程防水要求。

某高层建筑物室内联合迫降纠偏加固方法的应用

依托粉土地区某已发生不均匀沉降且未有收敛趋势的高层建筑住宅楼,对其不均匀沉降进行了原因分析。提出采用锚杆静压钢管桩进行基础加固,并应用预应力封桩技术快速控制沉降。沉降较大区域基础加固铰支预应力封桩完成后,在室内采用掏土联合冲水振捣的迫降纠偏方法加速建筑物沉降较小一侧的沉降速率。施工过程中,科学合理地控制冲水振捣频率并通过加强沉降观测多次动态调整冲水振捣频率。实践证明,该联合迫降纠偏加固方法可快速解决建筑物的不均匀沉降,并精确有效地实现建筑物纠偏。最大迫降高度达到8.9cm,倾斜由0.284%纠至0.150%,施工完成后沉降速率稳定在0.02mm/d以内,满足稳定验收标准。积累了类似建筑物不均匀沉降的迫降纠偏加固经验,对具有地下室的既有建筑纠偏加固设计和施工具有指导性意义。

“上硬下软”土层既有建筑基础加固方法

广西某工程项目地质条件复杂,土层力学特性变化明显,土层刚度呈现“上硬下软”状态,且分布厚度不一,多栋建筑封顶后出现不均匀沉降,本文旨在确定一种基础加固方案能够较好地解决以上问题。针对土层“上硬下软”的特点,对于沉降较大的区域创新采用“Φ377+Φ127组合钢管桩”进行基础加固,防止沉降继续发展。浅层硬壳层采用Φ377钢管桩提供承载力,深部软土层采用Φ127钢管桩深入原CFG桩下1~2 m,结合注浆工艺,加固松软土体,对原CFG桩桩底进行加固。对于沉降较小的区域创新采用高压注浆深层扰动技术,增加局部沉降。采用动阻力控制作为终桩条件,解决土层起伏剧烈地区桩端持力层无法判断的工程难题。“Φ377+Φ127组合钢管桩”极大地提高了原工程桩承载力,从而解决了坚硬土层难以沉桩、软弱土层承载力不足的工程难题。该基础加固方案成功解决了既有建筑的不均匀沉降工程难题,积累了宝贵的工程经验,为“上硬下软”复杂土层既有建筑基础加固提供了新思路,具有显著的经济效益和社会效益。

基于超声波相控阵法的工业厂房地下病害体检测应用研究

工业厂房地下病害体隐蔽性较强,且易引起地面不均匀沉降,危及厂房安全,目前常规检测技术难以有效对病害体进行检测,需要开发更为精确的检测技术和方法。本文以发生不均匀沉降的某工业厂房为例,采用超声波相控阵无损检测方法对厂房地下病害体进行检测,并使用探地雷达法进行对比验证。结果表明:超声波相控阵法能有效探测出空洞、不密实地下病害体,检测结果较探地雷达清晰,可全面检测出小型地下病害体。本文结果可为超声波相控阵法在地下病害体的无损检测方面提供有益参考。

路基不均匀沉降与刚度变异联合作用影响分析

为探究无砟轨道路基不均匀沉降与刚度变异对行车安全性和轨道服役性能的影响规律,文章以CRTSⅢ型板式无砟轨道为研究对象,基于有限元方法建立CRTSⅢ型板式无砟轨道非线性分析模型,研究路基不均匀沉降作用下轨道结构的变形规律;结合多体动力学方法,建立车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型,分析沉降作用及刚度变异作用下车-线-路基耦合系统动力响应。结果表明:随着沉降幅值的增大,会逐渐出现脱空;随着沉降波长的增大,将会减小无砟轨道与路基表层间的沉降差异;在路基不均匀沉降和扣件刚度变异联合作用下,扣件刚度增加,钢轨的垂向位移减小,轨道板上拱变形增大;联合作用会增大动力响应,对车辆运行安全和轨道结构受力造成影响。