Seismic Behavior of Diaphragm-Through Connections of Concrete-Filled Square Steel Tubular Columns and H-Shaped Steel Beams

Based on the introductions of a type of diaphragm-through connection between concrete-filled square steel tubular columns (CFSSTCs) and H-shaped steel beams,a finite element model of the connection is developed and used to investigate the seismic behavior of the connection.The results of the finite element model are validated by a set of cyclic loading tests.The cyclic loading tests and the finite element analyses indicate that the failure mode of the suggested connections is plastic hinge at the beam with inelastic rotation angle exceeding 0.04 rad.The suggested connections have sufficient strength,plastic deformation and energy dissipation capacity to be used in composite moment frames as beam-to-column rigid connections.

UHPC锚固区传力性能试验与拉压杆模型分析

针对公路桥梁中应用2300 MPa级超高强钢绞线可能导致锚固区劈裂的问题,以预应力混凝土小箱梁的梁端锚固区为研究对象,开展超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)和普通混凝土锚固区传力性能试验并对比二者的抗裂性能,建立三维有限元模型分析锚固区的应力分布,构建静定拉压杆模型分析UHPC超高强预应力锚固体系的劈裂效应。结果表明:应用UHPC超高强预应力锚固体系是可行的;与普通混凝土相比,UHPC锚固区的开裂荷载更高,裂缝发展更缓慢,抗裂性能好;基于静定拉压杆模型,计算得到小箱梁UHPC超高强预应力锚固区内的劈裂力为873 kN,结果偏安全,可用于指导梁端的配筋设计。

粉喷桩复合地基的数值计算分析

结合粉喷桩复合地基的特点,提出采用过渡层模拟桩土接触面的思路,进行了轴对称Biot固结有限元计算分析。与实测资料对比表明,可较好地揭示粉喷桩复合地基的荷载传递规律和沉降变形特性。通过对加固区和下卧层的应力计算分析,揭示了粉喷桩复合地基的附加应力场的分布特性,说明所采用的计算方法是合理可行的。

挤扩支盘桩承载性状与沉降特征的试验

通过对支盘桩的静载荷试验和对桩身轴力的测试,分析了桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和沉降特性,测试了桩身侧摩阻力和承力盘的端承力分担荷载的比例。指出工作荷载下支盘分担的荷载比例高于60%;桩侧摩阻力充分发挥时桩顶的沉降约为0.6%d;支盘间距3.57d没有明显影响承载力的发挥。

砂土中螺旋挤土灌注桩受力性状模型试验研究

利用自行研制的电动模拟钻机和桩基模型试验系统,在匀质砂土地基中进行新型螺旋挤土灌注桩模型试验,探索完全挤土型SDS桩的荷载传递规律和承载变形特性,发现桩侧摩阻力沿桩身呈异步发展,在小于0.2倍桩径的桩土相对位移范围内,桩侧摩阻力随桩土相对位移呈单调上升,且桩侧摩阻力远高于桩端阻力。通过SDS桩与CFA桩的试验结果对比发现,桩长因素对SDS桩承载变形特性的影响大于CFA桩,在桩长、桩径和地基都相同的模型试验条件下,SDS桩的极限承载力比CFA桩提高25%～70%。应用太沙基和派克的土压力原理及应力路径方法,阐明不同成桩工艺对桩周土体物理状态和力学指标的影响。结果表明,不同成桩工艺是引起SDS桩与CFA桩的承载变形性状出现差异性的主要原因。

桩土荷载传递的测试分析和模型研究

在滑动测微计测得３根桩的轴向应变的基础上，分析了桩的荷载传递性状。提出非线性弹簧片组合模型，对实测Ｐ－Ｓ曲线进行拟合．取得了较好的结果。

粉喷桩复合地基附加应力的Boussinesq-Mindlin联合解法

粉喷桩复合地基常用的沉降计算方法精度较低,主要原因是附加应力计算方法不合理。针对粉喷桩桩身荷载传递规律及其受力特点,提出采用Boussinesq解和Mindlin解联合求解的方法计算附加应力场,推导了相应的计算公式,并进行了多种计算方法对比分析了加固区和下卧层附加应力分布特点。计算结果表明,提出的联合求解法计算精度高,合理可行。

挤扩支盘桩的承载特性

结合具体工程对挤扩支盘桩在外荷载作用下的承载特性及桩身荷载传递规律进行了测试分析,现场测试结果表明:相对于传统等截面灌注桩,挤扩支盘桩具有承载力高、沉降变形小等优点;支盘的存在可以大幅提高桩体的承载力,支盘在单桩承载力中的贡献可达50%以上;支盘的存在,使得桩侧、桩端等部位承载力的发挥也明显不同于等截面灌注桩,具有明显的时序性;现行挤扩支盘桩单桩承载力计算方法偏于保守.

挤扩支盘桩受力性状的研究

通过载荷试验证明,挤扩支盘桩由于桩身不同位置设置了多个支或盘,使其荷载传递性状发生了根本的改变,因而它的承载力及沉降等方面也发生了变化。基于静载试验,研究和分析了挤扩支盘桩的荷载传递性状,提出了用经验公式计算极限承载力时采用的修正系数,并应用于本次试验,计算值与实测值较吻合,同时,还分析了挤扩支盘桩承载力的影响因素。

挤扩支盘桩的荷载传递规律及FEM模拟研究

根据单桩静载荷试验的结果 ,全面系统地分析了挤扩支盘桩的承载机理、荷载传递性状和FEM模拟结果。通过计算分析 ,指出了承力盘的承力特性具有明显的时间效应和互补效应以及与其他桩型的不同点 。

桩端后压力注浆灌注桩的试验研究

通过对埋置有元件的灌注桩的现场试验,来研究福州及周边地区钻孔灌注桩桩端注浆后单桩的承载特性以及荷载传递特性.结果显示桩端后压力注浆技术可以有效提高本地区钻孔灌注桩承载力,提高幅度从26.7%到56.9%不等,实际工程中个别单桩极限承载力增幅甚至达到了155%.通过本文的研究,提出了该地区桩端后压力注浆的灌注桩单桩极限承载力确定方法.

水泥搅拌桩的荷载传递规律

本文通过现场足尺试验，研究了水泥搅拌桩的荷载传递规律。结果表明，传到桩端的荷载占桩顶荷载的比例甚小。桩体的变形、轴力和侧摩阻力主要集中在０～ｌ＿ｃ（临界桩长）深度内。当外荷增大时，会使０～ｌ＿ｃ深度内桩体的变形增大，但当深度大于ｌ＿ｃ时，桩体变形、桩身轴力和侧摩阻力随外荷的增大变化均较小。水泥搅拌桩的破坏发生在浅层，破坏形式为环向拉裂或桩体压碎。在弹性范围内，桩身应力有限元计算值与实测值较一致。

支盘桩-地基相互作用及有限元法模拟的研究

支盘桩是一种具有高承载力和低沉降量特性的新型桩。为了探求支盘桩的荷载传递规律 ,本文在静载荷试验的基础上 ,全面系统地研究了支盘桩的承载机理、挤密效应、孔隙水压力消散、荷载传递性状以及有限元模拟结果。通过计算分析表明 :支盘桩在受力上具有摩擦端承桩的特性 ,并且主要靠承力盘承受荷载 ,支盘力约占极限承载力的 60 %以上。根据有限元数值模拟结果 ,指出了盘间存在着应力叠加效应以及最佳盘间距和桩间距。

夯实水泥土桩荷载传递规律的试验研究

针对夯实水泥土桩的施工方法,在桩身埋设特制的应变传感器,测定桩身应变,进而计算桩身轴力,由此得出桩侧摩阻力,在此基础上分析夯实水泥土桩荷载传递规律及侧摩阻力的分布特征。结果表明,由于夯实水泥土桩体强度的限制,荷载沿桩身的传递限定在浅层一定范围内,桩身变形、轴向荷载、桩侧摩阻力分布主要发生在此范围内,而且变化梯度较大。

打入桩荷载–沉降性状的时间效应分析

关于沉桩结束后打入桩承载力的时效性现象,目前已经开展大量的研究。然而,有关试桩荷载–沉降曲线时效性的模拟方法却鲜见报道。首先,简要分析打入桩时效性的产生机制。然后,基于荷载传递法,提出一种估算沉桩后单桩荷载–沉降性状时效性的新方法。2个量纲一的时间效应系数被加入到传统的荷载传递函数中,以分别描述桩侧摩阻力和桩端阻力随时间的变化。修改后的荷载传递函数可考虑沉桩后任意间歇期的单桩荷载–沉降性状。采用该方法对一个工程实例的打入桩荷载–沉降性状进行验证分析,计算结果与试桩荷载–沉降实测曲线吻合较好。

粉喷桩工程性状试验研究

对水泥加固土的工程特性进行了系统的研究。现场开展了粉喷桩单桩及复合地基静载试验 ,对粉喷桩复合地基承载力、桩土应力比及单桩荷载传递规律进行了分析和研究。取得了一些有益的结果 。

竖向荷载下超长群桩承载性状的模型试验研究

针对目前超长群桩尚缺乏深入研究的现状,设计并完成了一组软土地基中超长群桩室内模型试验。通过对超长群桩室内模型试验测试结果的分析,研究了竖向荷载下超长群桩的荷载传递机制和承载性状,得到了竖向荷载超长群桩的荷载-沉降曲线,桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布规律。研究表明,随着桩顶荷载的增加,软土地基中超长群桩的Q—S曲线呈缓变型,未出现显著的转折点或陡降;桩身轴力沿深度逐渐递减,各级桩顶荷载作用下角桩桩身轴力略大于边桩;在整个桩长范围内,角桩的桩侧摩阻力稍大于边桩,两者分别出现了两个峰值,峰值点所在深度基本相同;群桩中角桩、边桩桩端阻力占桩顶轴力的百分比随桩顶荷载的增加均呈现先减小后缓慢增大再达到基本稳定的分布趋势。

斜拉桥桥塔钢-混结合段的力学行为和传力机理研究

为研究斜拉桥桥塔钢-混结合段的力学行为与传力机理,设计某组合斜拉桥的桥塔钢-混结合段的1∶3缩尺试验模型,对其进行正常使用极限状态与承载能力极限状态的加载试验;测试试验模型的控制断面和主要构件的应力、变形情况;结合非线性有限元分析,研究钢-混结合段的传力机理。试验得到如下结论:钢-混结合段构件的应力分布均匀顺畅,应力水平较低;钢结构与混凝土之间相对滑移量较小,二者能协同受力;采用非线性弹簧单元能近似模拟钢-混结合段中PBL剪力键的受力行为,数值分析结果具有良好的工程精度;PBL剪力键分担60%以上的荷载,在钢-混结合段设计中,可以将其作为主要传力构件。

超长水泥土搅拌桩的荷载传递特性

大型构筑物实体下超长水泥土搅拌桩的桩身应力和变形观测结果表明,对桩身质量良好的水泥土桩,在长期荷载作用下呈现出接近刚性摩擦桩的荷载传递特性和较高的桩土应力比,并且,只要桩身中下部水泥土强度有保证,群桩中桩身轴力的有效传递深度可达25m以上.

黄土地区超长钻孔灌注桩荷载传递性状试验研究

通过西安黄土地基中超长钻孔灌注桩静载荷试验和桩身轴力的测试,探讨了黄土地基中超长钻孔灌注桩的承载力 性状和荷载传递规律。超长桩桩身轴力的传递规律和侧摩阻力的发挥性状对黄土地基中超长桩的理论研究和工程应用具有 重要的参考价值。