Axial Load Capacity of Cast in Place Piles from SPT and CPTU Data

This paper aims to deal with the assessment of axial load capacity for cast in place pile foundations, which are made by the earth drill method, by using the data taken from Standard Penetration Tests (SPTs) and Piezocone Penetration Tests (CPTUs). These tests were carried out as part of the investigation program for P.N.G. Terminal-Power Plant, near Semani beach, in Hoxhara marsh, in the western part of Albania. The design of axial load capacity of piles is based on empirical formula using SPT and CPTU values. This study presents the results of axial load capacity analysis of cast in place piles by different analytical calculation methods, which are based on in situ tests results, and also referring to the Building Standard Law of Japan. In the end of our work, differences between calculations methods by using different in situ tests results are shown in tables and graphs.

配筋空心圆钢管高强混凝土轴压短柱工作机理分析

目的 提出一种配筋空心圆钢管高强混凝土新型组合柱,分析其在轴向荷载作用下的工作机理,以解决空心钢管混凝土柱空心率较大和延性差等问题。方法 对配筋空心圆钢管高强混凝土短柱进行轴压试验,利用ABAQUS有限元分析软件建立组合柱的有限元模型,以试验结果验证有限元模型的准确性。对组合柱的受力工作机理进行分析,重点研究其在轴向荷载作用下的受力过程、各组分分担内力比例和应力状态。结果 与空心圆钢管高强混凝土柱相比,未配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了6.37%、DI提高了6.64%、SI提高了3.59%,配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了13.31%、DI提高了8.12%、SI提高了5.68%。整个受力过程中,管柱混凝土和夹层混凝土承载的内力比例分别为36.2%~39.7%和29.0%~30.6%。结论 配置普通钢筋的试件具有更高的承载能力和延性能力;夹层混凝土和管柱混凝土在加载过程中为主要受力组分;钢筋在加载前期基本不承担内力,进入塑性强化阶段才开始发挥作用。

循环荷载下加筋砂土累积应变特性试验研究

为研究加筋在砂土循环加载过程中产生的影响,以高密度聚乙烯(HDPE)网格作为加筋材料,对实际工程场地所取砂土试样开展动三轴试验,研究不同加筋层数和不同加筋间距下砂土轴向累积应变的演化趋势,并对筋材在试验过程中发挥影响作用的机制进行分析。研究结果表明:加筋能减少砂土轴向累积应变,加筋层数越多,对轴向累积应变的削减作用越强,但通过增加筋材层数带来的加筋效果增幅逐渐减小;不同加筋间距下轴向累积应变曲线均符合改进Monismith模型,在间距为80 mm时,轴向累积应变显著降低。加筋在砂土中产生影响作用的方式主要有两种:一是通过自身的弹性性能发挥作用,筋材的弹性变形恢复,导致其附近砂土颗粒的位移减少;二是在筋土界面处产生更好的咬合作用以形成似黏聚力,从而产生影响。研究结果可为加筋作用机理的深入研究提供参考。

低轴压比装配式夹芯剪力墙抗侧性能试验研究

装配式夹芯剪力墙是结构保温一体化技术应用的典型形式,在严寒地区及近零能耗建筑中具有较好的推广应用价值。本研究提出了一种适于夹芯墙内外叶墙拉结的金属保温连接件,在此基础上设计制作了1个现浇夹芯剪力墙试件和3个装配式夹芯剪力墙试件,并对其进行单调水平加载试验和单侧剪切试验,研究墙体在轴压比为0.1时底部连接方式、保温层厚度、连接件类型对装配式夹芯剪力墙抗侧性能的影响,并对连接件的工作机理和破坏模式进行分析。结果表明:采用灌浆套筒进行底部连接的夹芯剪力墙与现浇试件抗侧承载力相近,基本达到“等同现浇”;夹芯剪力墙保温层厚度和连接件类型会小幅影响外叶墙对内叶墙的刚度贡献,进而影响墙体承载力,但墙体承载力仍主要由内叶墙提供;低轴压比下装配式夹芯剪力墙延性较好,呈现出以弯曲为主的破坏模式;相较于FRP连接件,金属保温连接件具有更好的承载力和变形能力,能够用于装配式夹芯剪力墙内外叶墙板的连接。

外方内圆钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

研究采用轴压试验方法,探究外方内圆钢管混凝土短柱的轴压力学性能。通过设计6根含有相同钢率的外方内圆钢管混凝土短柱,并与2根方钢管混凝土短柱对比分析,发现外方内圆钢管混凝土短柱的极限承载力较方钢管小,但剩余承载力更高。在相同含钢率条件下,增大内钢管直径有助于提高承载力;而在相同内、外钢管直径条件下,增大内钢管面积则减小极限承载力。通过非线性有限元分析验证试验结果,为深化理解外方内圆钢管混凝土短柱性能提供实证支持。

拉-压变轴力下小剪跨比RC剪力墙受剪试验研究

近年来,高层建筑中底部剪力墙因受拉,处于拉-压变轴力和水平荷载耦合受力的问题得到了广泛的关注。为了研究拉-压变轴力下小剪跨比钢筋混凝土(RC)剪力墙的受剪性能,该文完成了3个剪跨比为1.0的RC剪力墙在拉-压变轴力下的往复受剪试验,研究参数为拉-压变轴力变化幅值和加载路径。结果表明:不同加载路径下RC墙均在压剪方向发生剪压破坏,压剪方向极限位移角为1.2%~1.4%;拉-压变轴力变化幅值改变墙体拉剪和压剪承载力,加载路径对墙体的拉剪强度有一定的影响,但对压剪强度影响很小;拉-压变轴力下剪力墙的滞回曲线呈现明显不对称现象,拉-压变轴力的变化幅值对滞回曲线的形状影响较小,但加载路径改变滞回曲线的形状;拉-压变轴力的变化幅值将增加剪力墙拉剪与压剪刚度的差别,在双肢墙结构中可能导致更多的剪力从受拉墙体转移到受压墙体;基于OpenSees建立了可准确模拟拉-压变轴力下RC剪力墙受剪行为的有限元模型。

不出筋密拼接预制剪力墙受弯性能试验研究

对6个不出筋密拼接预制剪力墙足尺试件进行拟静力试验,分析了轴压比和边缘构件纵筋配筋率对不出筋密拼接预制剪力墙受弯承载力的影响。结果表明:不出筋密拼接预制剪力墙试件破坏损伤区域主要集中在竖向插筋孔和纵向凹槽壁处;试验轴压比为0.20~0.30时,墙体受弯承载力和刚度随轴压比增大而提高,轴压比较大时,提高幅度明显减小;边缘构件纵筋配筋率在1.16%~2.36%时,随着配筋率增大,墙体承载力和初始刚度提高,刚度退化速度加快,延性降低。可通过JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中现浇钢筋混凝土剪力墙受弯承载力公式进行受弯承载力计算,计算结果偏安全。

矩形管薄壁型钢混凝土柱力学性能研究

在“库架合一”结构体系的应用背景下,进行了8根矩形管薄壁型钢混凝土柱的轴心受压试验,得到了柱试件的极限承载力、竖向荷载-位移曲线、跨中挠度曲线。在此基础上总结了柱子的破坏模式,分析结果表明,该柱破坏模式主要为截面极限承载力破坏,不同抗剪螺杆布置方式会导致不同的破坏模式。利用有限元计算方法对其破坏模式和荷载-位移曲线进行了分析,分析结果与试验结果吻合。进一步应力分析发现:抗剪螺杆变量下极限承载力出现差异的原因是不同抗剪螺杆布置导致混凝土发生不同形式的破坏,从而不同程度上削弱了混凝土的承载力。在综合对比各国设计规范基础上,给出了该类柱的轴向抗压承载力实用计算方法。

“华龙一号”核主泵泵组转子轴向窜动量有限元分析

为了研究在自重、外部载荷和受热膨胀等因素下核主泵泵组相关部件对转子轴向窜动量的影响,通过建立某型号轴封型核主泵泵组的有限元分析模型,采用数值计算和试验验证相结合的方法对核主泵泵组的转子轴向窜动量进行了分析.研究结果表明:泵侧电动机支座和密封室区域之间的受热膨胀有利于核主泵机械密封自由补偿间隙,而电动机相关部件受外部载荷变形和受热变形较大,叠加转子自重变形和轴承设计游隙后总的轴向窜动量超过设计预期,将对核主泵泵组的正常运行产生负面影响;电动机转子部件的液压顶升试验结果与数值计算结果相吻合,验证了有限元分析计算结果的准确性;为了降低核主泵泵组转子的轴向窜动量,通过增加垫片和增大部分转子零件设计高度的方法对电动机推力轴承游隙和转子轴向窜动量进行了调整优化,并对调整优化后的核主泵泵组进行全流量试验验证,试验结果显示调整优化后的核主泵泵组转子轴向窜动量约为2.2 mm,试验过程中泵组各项性能指标运行稳定,符合设计预期.

高轴压比下小剪跨比剪力墙的抗震性能试验研究

通过5片不同轴压比下小剪跨比剪力墙构件的低周反复荷载试验,研究了高轴压比对小剪跨比剪力墙的破坏模式、受剪承载力、延性、刚度特征及耗能能力的影响,并对加载全过程中剪力墙腹板双向钢筋的受力情况及传力机制进行分析。研究结果表明:所有构件均发生了剪切破坏,并在高轴压力作用下发生了平面外的错动;高轴压比阻碍了裂缝的产生及发展,提高了构件的受剪承载力,但在构件达到峰值荷载后,强度和刚度退化剧烈,极限位移小,提高边缘约束构件配箍率可以有限地提高构件的变形能力、延性及耗能能力,但对破坏模式、传力机制的影响不大。轴压比对构件的传力机制有着显著的影响,当轴压比较小时,桁架作用明显,水平钢筋与竖向钢筋对受剪承载力的贡献相当,均能充分发挥作用;当轴压比较高时,拱作用明显,水平钢筋未能充分发挥作用,对受剪承载力的贡献有限,竖向钢筋主要对拱作用有贡献。

不同荷载作用下桥梁摩擦桩承载特性研究

研究桥梁钻孔灌注摩擦桩的承载特性及桩身力学性质的分布规律对桥梁的安全稳定运行具有重要意义。以重庆三店互通式1号桥梁桩基为研究对象,根据桥梁桩基特点设计室内试验,依次进行了灌注摩擦桩单桩承载力、桩身轴力以及侧摩阻力等桩基性能研究,并将试验结果与数值模拟结果以及理论公式计算结果进行对比验证。研究表明:持力层岩性对桥梁灌注摩擦桩桩顶沉降量存在影响,持力层岩土性能越高,则桩顶沉降量越小;桩身轴力及摩阻力的变化幅度均随着桩顶荷载的增加呈先增大后减小的规律,且桩身中部所受到的摩阻力最大;经理论公式和有限元分析的验证,本次试验结果整体上偏差率较小,3种分析计算方法均可较好地得出灌注摩擦桩桩身轴力变化规律。研究结果可为桥梁运营后期的病害防治提供重要的理论支撑。

轴压荷载对胶凝砂砾石材料渗透性能的影响

胶凝砂砾石作为一种新型环保的建筑材料,在其实际服役状态下坝体承受各种荷载作用,为研究轴压荷载对于胶凝砂砾石渗透性能的影响,选用工程中常用的4种配合比,进行轴压加载试验、渗透试验、超声波速监测试验、核磁共振试验。针对试验数据分别分析了不同轴压荷载对胶凝砂砾石渗透性能的影响,得出以下结论:试件的渗透系数与孔隙率随轴压荷载水平呈正相关;渗透系数与孔隙率服从指数函数关系。采用孔径分布的回归模型能够较好的适用于胶凝砂砾石渗透系数的预测。

超长大直径钻孔桩基础现场压缩静载荷测试分析

文中以某桥梁工程为例,对静载作用下不同类型桩的沉降量时程响应曲线以及荷载随深度的传递机制进行分析。结果表明,相同荷载水平下,2号桩的沉降量与1号桩相比降低了55.3%~67.8%。所有荷载水平下,钻孔灌注桩的桩身轴力随着深度的增加呈现不断下降的趋势。相同荷载条件下,钻孔灌注桩的桩身轴力略高于1号桩的桩身轴力,最大荷载水平下,2号桩的桩端部支撑百分比高于1号桩的端部支撑百分比。随着施加荷载水平的增加,钻孔灌注桩的桩侧摩阻力呈现先快速增加后平稳的趋势。相同荷载水平下,2号桩的桩侧摩阻力大于1号桩的桩侧摩阻力。总之,桩越长,钻孔灌注桩的承载能力越强。

500 MPa钢筋混凝土短柱轴压下受力性能研究

通过对直径为8 mm、12 mm1、6 mm 500 MPa钢筋各4根进行拉伸试验和9个150 mm×150 mm×450 mm的小棱柱进行轴压短柱试验.结果表明:实测屈服强度均超过500 MPa,均匀伸长率均达到10%以上,延性较好.轴心受压短柱的承载力可按现行规范规定的公式计算,当钢筋的抗压强度取值为450 MPa时,试验破坏轴力与计算值的比值均在1.0以上,有较好的安全储备.配置500 MPa级钢筋的轴压短柱受力性能良好,钢筋和混凝土的强度均能得到较好的发挥.

不同轴压比钢筋混凝土核心筒抗震性能

为了进一步研究钢筋混凝土核心筒体的抗震性能和影响因素,在国内外试验研究的基础上对2个较大比例、大高宽比的钢筋混凝土核心筒试件进行了水平低周反复荷载试验,重点研究了不同轴压比下核心筒的破坏机理、承载能力、耗能能力、延性、剪力滞后等方面的抗震性能.研究发现,核心筒试件最后均为底部发生整体弯曲破坏,随着轴压比值从0.2增加到0.5,核心筒试件的刚度和承载能力有明显提高,但同时延性性能显著下降.分析表明:轴压比对钢筋混凝土核心筒的抗震性能有较大影响.

基于锚杆轴力实测的综采工作面区段煤柱稳定性分析

为了保障采掘工作的正常接续,实现矿井的高产高效,我国西部矿区综采工作面的区段平巷大多采用双巷掘进方式,巷间区段煤柱先后经历掘进,一次回采及二次回采的扰动影响,矿压显现剧烈。采用锚杆无损检测技术对区段煤柱采动影响区域进行了锚杆轴力实测,进而对区段煤柱锚杆支护体的实时支护状态及其稳定性进行评价,并对区段煤柱超前加固支护设计提出合理建议。研究结果表明,在工作面两端区段平巷里,随测试锚杆距工作面距离增大,锚杆轴力呈先增加至峰值后逐渐减小,直至趋于稳定的总体变化规律;锚杆轴力峰值位置正好对应着区段平巷围岩大量破坏与未破坏的交界区域;通过锚杆轴力变化可以较好地反映工作面前后方的采动影响剧烈范围,为工作面区段平巷超前支护范围及其预防加固措施提供参考依据。

内圆外方复合钢管混凝土短柱轴压承载力试验研究

为研究内圆外方复合钢管混凝土柱的轴压承载力,完成了10个试件的轴心受压试验。试验结果表明:达到峰值承载力时,方钢管纵向已屈服、横向尚未屈服;试件的破坏形态为方钢管向外鼓曲、沿纵向局部撕裂,方钢管与圆钢管之间的混凝土已经酥松、局部压碎;大部分试件即使纵向平均压应变达到0.11,尚能承担不小于其峰值承载力70%的轴力;压缩刚度的计算值平均为实测值的83.6%。采用钢管仅提供轴压承载力、不提供横向约束的假定计算得到的试件的轴压承载力,与试验结果符合最好。

周期荷载下盐岩的疲劳变形及损伤特性研究

利用RMT-150C型岩石力学多功能试验机,进行了盐岩单轴循环荷载作用下的疲劳试验,研究了盐岩的疲劳强度、变形及损伤特性。试验结果表明,当上限应力大于"门槛值"时,盐岩疲劳破坏时的轴向应变可以分为初始变形、等速变形和加速变形3个阶段,呈疏-密-疏的发展过程。改变上限应力和平均应力会显著影响疲劳的进程,提高上限应力值和平均应力值,初始轴向变形和循环轴向变形的比率都会提高,疲劳破坏时的总循环次数显著减小。盐岩疲劳破坏终点的变形量同样受静态轴向应力-应变全过程曲线的控制,控制误差范围在10%左右。循环荷载作用下,盐岩的变形模量经历了一个先逐渐增加,后缓慢降低,最后加速减小的过程。对循环荷载作用下盐岩疲劳损伤演化规律进行了初步探讨。

预应力CFRP布加固负载混凝土柱轴心受压性能研究

为开展轴心压力作用下预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)布加固负载圆形截面混凝土短柱力学性能研究,设计制作了11根圆形截面混凝土短柱,其中1根普通混凝土柱为对比柱,其余10根混凝土柱在负载与非负载2种情况下分别利用预应力CFRP布或非预应力CFRP布进行加固。通过轴心加载试验,获得了各试件极限荷载、轴向变形、材料应力变化等试验数据。基于试验数据分析了试件轴心压力作用下的力学性能。结果表明:与普通混凝土柱相比,利用预应力CFRP布加固的负载混凝土柱在二次受力过程中其屈服荷载有显著提高,且提高幅度与CFRP布预应力水平成正比,但极限承载力与CFRP布的预应力水平无关;利用预应力CFRP布加固的负载混凝土柱延性性能有显著提高。

拉筋复合箍约束混凝土短柱轴心受压试验研究

拉筋复合箍是常用的箍筋形式,其拉筋应钩住纵筋还是应钩住箍筋,国内外的试验研究很少。为研究拉筋复合箍及其两种拉筋钩结方式对混凝土的约束效果,完成15个复合箍约束混凝土短柱试件的轴心受压试验,其中6个试件的拉筋钩住纵筋,6个试件的拉筋钩住箍筋,3个为井字复合箍对比试件。试验结果表明,试件的破坏形态都是纵筋压屈、混凝土压碎,但井字复合箍和拉筋钩住纵筋试件的外箍外凸,拉筋钩住箍筋试件的外箍被拉筋剪断;两种拉筋复合箍和井字复合箍约束混凝土的峰值应力与非约束混凝土轴心抗压强度试验值的比值、约束混凝土的峰值应变和延性分别基本相同。建议拉筋钩住纵筋,不必钩住箍筋。通过比较常用的约束混凝土本构模型与实测约束混凝土应力-应变曲线,推荐Legeron模型作为箍筋约束混凝土的单轴受压应力-应变模型。