常泰长江大桥组合索塔锚固结构钢-混传剪构造足尺模型试验研究

常泰长江大桥索塔锚固结构采用钢箱-核芯混凝土组合结构,为研究该新型组合索塔锚固结构钢-混传剪构造的受力特性,进行钢-混传剪构造足尺模型试验研究。制作2个锚固结构足尺节段试验模型,通过压剪试验研究锚固结构的荷载~滑移曲线及应力、应变分布等受力特性,并通过有限元模型分析锚固结构的传力机理和各组件的内力分配比例,推导剪力钉剪力计算方法。结果表明:在2.14倍单索最大索力荷载作用下,锚固结构保持弹性状态,钢壁板未产生明显滑移,钢-混界面最大滑移不超过0.25 mm,该锚固结构中钢-混传剪构造至少具有2.14倍的安全系数;荷载作用下,剪力钉剪力从上至下逐渐增大,锚腹板附近底部3排剪力钉剪力较大,钢-混传剪构造至少存在剪力钉和界面摩擦力2种传剪机制,钢-混传剪构造的承载能力显著提高;钢-混传剪构造受力过程分为粘结力传力阶段和局部滑移阶段,剪力钉剪力分布不仅与沿剪切方向长度分布有关,也与荷载的大小线性相关。

柔性基础复合地基力学性状的有限元分析

通过有限元分析方法,考虑复合地基中各种材料的非线性特性,对柔性基础下复合地基的力学性状作了初步的数值模拟分析,找出了柔性基础复合地基桩土间的荷载分担、荷载沿深度变化和传递、桩土间相互作用、变形特性等力学性状的一些基本规律。

水泥土组合桩三维有限元数值模拟与试验研究

水泥土组合桩是一种新桩型,它是在水泥搅拌桩的基础之上发展而来的。由于桩体由两部分构成,目前国内外对芯桩与外包水泥土之间的荷载传递以及桩体本身的破坏机理尚缺乏研究。文章以现有的试验数据为基础,借助有限元分析工具对水泥土组合桩进行拟合计算,对组合桩荷载传递规律及芯桩与水泥土环桩在荷载传递过程中的相互作用和共同工作特性进行数值分析,以达到对该新桩型的进一步发展提供借鉴意义的目的。

基于DEM-FDM耦合的筋箍碎石桩承载变形特性研究

采用离散元-有限差分耦合数值方法研究筋箍碎石桩承载变形特性。基于离散元法对碎石桩建模,可从细观上揭示碎石颗粒相互作用和荷载传递机理,耦合有限差分连续介质模型能提高计算效率且更好地反映复合地基应力应变特性。数值模型分析了加筋长度、黏土抗剪强度对荷载-沉降特征、桩周土侧向变形、桩体应力和接触力链的影响。结果表明:最优加筋深度的选择应考虑工程的允许沉降、土体强度等因素,对于允许沉降较小的工程,在满足地基承载力和沉降要求的前提下,可优先选用顶部筋箍碎石桩,对于可能产生较大沉降的地基,宜采用全长加筋;对于强度较高的软土地基,应考虑充分发挥桩周土侧向约束效应以及筋材环箍效应,可优先选用顶部筋箍碎石桩。

长短桩复合地基特性分析——以盐城市某学校办公楼地基加固为例

为了更好地推广长短桩复合地基处理技术,对其特性进行了研究。采用有限元分析法,对同等地质条件下的长短桩复合地基、全长桩、全短桩和天然地基4种地基加固方案进行了应力和变形的对比分析。研究结果表明,作用相同荷载时,全短桩加固地基的特性接近天然地基;长短桩复合地基加固地基的特性接近全长桩加固地基。对比全短桩加固地基和天然地基,长短桩复合地基可有效减小建筑物的沉降量和基础沉降差,使基础受力更合理,且与全长桩相比具有显著的经济效益,其应用前景广阔。

三种柔性蒙皮支撑结构的力学特性

理论推导了U型、V型和梯形3种柔性蒙皮支撑结构面内横向无量纲化弹性模量与其平面几何参数(壁厚系数t、高度系数h、形状系数k)之间的关系:其等效弹性模量随t增大而增大,随h增大而减小,随k增大而减小。采用ANSYS软件进行了有限元模拟并通过实验对其面内力学特性进行验证。同样参数条件下,3种结构面内横向刚度从大到小依次为V型、U型和梯形。说明梯形结构具有更强的变形能力,产生同样的变形需要的能量最小。对3种结构的面法向刚度进行了有限元仿真和实验比较,其面法向刚度随几何参数的变化规律与面内等效弹性模量相似;在相同等效面法向气动载荷作用下,3种结构面法向位移大小依次为梯形、U型和V型。对3种结构拉伸前后不同载荷作用下的面法向最大位移进行实验测量,发现面法向刚度在拉伸后都有较大提升,在产生相同的面法向位移情况下,承受的压强平均提高了30%~60%。

路堤下水泥土桩复合地基性状的有限元分析

结合工程实例,对水泥土搅拌桩复合地基的变形、强度、承载特性、荷载传递、桩土间相互作用等力学性状进行了研究;探讨了桩土模量比、桩长、荷载对桩顶应力的影响,及桩土模量比对桩土中荷载传递规律的影响,得到了具有一定工程价值的结论。

桩承式复合地基的数值分析与试验研究

提出了桩承式复合地基的基本概念和适用范围,并推导了初步设计方案的理论式;在此基础上,以电厂中平均堆载达220k Pa的圆形煤场为例,通过对试验区有限元模型分析和物理试验的结果比较对照,提出了应用非线性有限元详细计算桩承式复合地基的方法。