超长单桩轴向刚度的计算及其影响因素

采用弹塑性荷载传递函数,以解析法推导了与桩顶荷载—桩顶沉降整个关系曲线上相对应的单桩轴向刚度计算式。分析了桩长、桩径、桩的刚度系数、桩端土弹性模量与桩周土弹性模量之比和桩周土泊松比等因素对超长单桩轴向刚度的影响后表明,只有桩长、桩径及桩的刚度系数对超长单桩轴向刚度的影响较大。

深厚覆盖土层中桩的有效桩长

采用线弹塑性荷载传递函数 ,按极限承载力控制法确定深厚覆盖土层中桩的有效桩长 .分析了桩的刚度系数、桩端土持力层弹性模量与桩周土弹性模量之比值、桩侧极限位移、桩顶沉降量、桩径和土的泊桑比等因素对桩有效桩长的影响 .其结果表明 :除土的泊桑比和桩端土持力层弹性模量与桩周土弹性模量比值对桩有效桩长的影响不明显外 ,其余因素均有一定或较大的影响 ,且与弹性理论法分析结论一致 .为了将理论分析应用到工程实际中 。

双层非均质地基中V-T联合受荷桩承载特性分析

为探讨近海环境双层非均质地基中预制型单桩基础在桩顶竖向荷载V和扭矩T联合作用下的承载特性,假定单层地基土体剪切模量随深度呈幂函数分布,考虑桩–土接触面上极限摩阻力沿深度的非线性变化,并计入桩–土接触面上的位移非协调性,基于剪切位移法和桩身荷载传递函数建立出桩身位移控制方程,由此导得不同加载顺序（V→T或T→V）和受力阶段下的桩身内力位移解答,进而获得桩身承载力包络图。通过与已有成果的对比分析,验证了模型与解答的合理性。最后,通过参数分析获得了桩身长径比（L/D）、加载顺序以及地基土剪切模量幂函数分布系数（m1,m2与n）等参数对桩身承载变形特性的影响规律：桩身承载力随L/D与n的增大而逐渐减小;V→T加载时m1的影响范围主要为z/L≤0.4,m2影响范围随Tt/Tult的增加而增大;T→V加载时m1基本无影响,而m2的影响范围为0.6≤z/L≤1.0;桩顶可承受的竖向力随扭矩增加不断减小而趋于零,且V→T加载时的承载力包络线始终处于T→V承载力包络线外侧。

超长桩荷载传递机理及有效桩长研究

以双曲线模型作为传递函数,应用荷载传递法对超长桩的荷载传递机理及有效桩长进行了研究,描述了桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展规律,讨论了桩身弹性模量、外摩擦角、材料性质参数k1和容许沉降量等4种因素对有效桩长的影响.其结论对超长桩的理论研究及工程应用具有一定的指导意义.

盾构隧道施工对桩基影响的解析理论研究

研究目的:基于柱体空腔膨胀理论,引入桩侧荷载传递函数前沿成果,深化了地层应力、地层变形和桩侧荷载传递函数的计算表达式,并以此为基础,研究盾构隧道施工影响下桩基的附加轴力、摩阻力、竖向位移的解析理论以及桩基在隧道不同位置处的力学响应规律,同时辅以有限元计算结果进行对比分析。研究结论:(1)在同一工况、不同荷载传递函数λ值下,桩基附加轴力及附加摩阻力随着λ值的增大而减小,桩基竖向位移不受λ值影响;(2)在不同工况、相同的荷载传递函数λ值下,桩基的竖向位移、桩基附加轴力及附加摩阻力均会随着桩基与隧道的水平距离的增加而减小,竖向位移的减小幅度为0.5 mm/m,附加轴力及附加摩阻力的减小幅度为0.16×2^(n/3-1);(3)通过解析计算结果与有限元计算结果对比分析后发现,荷载传递函数λ取值为2可较好地反映盾构隧道施工对桩基的力学和位移影响。

基于荷载传递法的单桩沉降解析解

针对轴向荷载作用下的单桩工作特性,基于荷载传递法,采用了描述桩-土相互作用特性的双折线荷载传递函数,得到了针对桩-土变形全过程的单桩荷载-沉降关系解析解.利用该解析解,计算了具体案例,讨论了模型参数的取值范围,计算结果与实验曲线吻合较好.结果表明,本文方法能较好地描述单桩荷载传递过程,根据静载实验获得的具体参数,计算轴向荷载作用下单桩荷载-沉降关系,并估算单桩的承载力,为桩基础设计提供参考依据.

带支撑Maxwell阻尼器耗能隔震结构的随机风振响应分析

对设置带支撑Maxwell阻尼器的高层耗能隔震结构的随机风振响应进行了研究。建立结构运动方程,基于传递函数法及随机振动理论,获得结构基于Davenport谱激励下位移和阻尼器受力响应方差,并将其分解为系列标准振子的线性组合,得到结构随机风振响应的解析表达式、阻尼器受力的随机响应、等效风荷载取值,从而建立了带支撑Maxwell阻尼器高层耗能隔震结构的随机风振响应解析分析方法。算例分析表明:支撑刚度对阻尼器的减震效果有着较大的影响,以上部结构风振位移响应为例,阻尼器的支撑刚度为1倍隔震层刚度比支撑刚度为0.001倍隔震层刚度的位移响应减小了30%左右。所获得的解析解对耗能隔震结构的设计和阻尼器的参数优化设计具有重要的意义。

含内埋矩形脱层板屈曲分析的传递函数方法

研究了含任意内埋矩形脱层复合材料层合板的屈曲问题。采用一种基于Mindlin一阶剪切理论的条形传递函数方法,将含内埋矩形脱层的复合材料层合板分成含脱层和不含脱层的两种矩形超级单元,然后由各超级单元之间连接结点处的位移连续和力平衡条件得到脱层板屈曲的特征方程,进而得到脱层板的屈曲载荷和屈曲模态。进行参数分析发现,脱层大小、深度、位置以及脱层板的边界条件和复合材料铺层方向对脱层板屈曲载荷的影响较显著。

建筑围护结构冷负荷计算的理论模拟与试验

建筑围护结构冷负荷计算的准确性在空调系统设计中是非常关键的,当前工程人员普遍采用的经验估算法和概算法往往取值过大,从而导致系统投入运行后的效率不高,增加了额外的电能消耗,因此采取合适的理论计算方法实现空调系统节能具有实际意义.本文利用改进Z传递函数法建立了夏季空调建筑围护结构冷负荷计算的数学模型,并以单层玻璃窗为例安排试验进行验证,根据测试结果分析与理论值比较,认为该理论方法用于围护结构冷负荷计算是正确的.

考虑桩土相对位移的超长单桩沉降计算研究

在单桩沉降计算所采用的荷载传递函数法中,引入描述桩土相对位移与桩土间剪应力之间关系的Boxlucasl函数。接着通过推导得出在改进的荷载传递函数法下的基本微分方程与边界条件,并运用数值计算方法对该微分方程的具体算例进行求解,得到桩身位移、桩周土体位移与桩土相对位移沿桩身的变化。结合具体算例将数值解与传统线性荷载传递函数法得到的解析解进行对比分析,验证了数值解的合理性,分析了Boxlucasl函数中的参数变化对有效桩长与桩顶荷载关系曲线的影响。

桥梁桩基沉降计算方法研究

阐述了桥梁单桩沉降计算方法和各自的优缺点，并对单桩沉降需要进一步研究的内容提出了建议，分析成果对进一步了解和促进单桩沉降计算方法的发展有一定的借鉴作用。

考虑非线性的机载航炮后座力识别技术

针对非线性的机载航炮系统,提出"分段线性传递函数法"的方法,并采用该方法进行后座力识别;同时提出"传递能量"的概念,给出其明确的定义,在此基础上对非线性进行了定量的描述,并修正后座力识别结果。结果表明,该方法与使用线性近似方法解决后座力问题在工程上有大的改进。

二次调节加载系统模糊解耦控制研究

二次调节加载系统要求具有输出稳定转矩与转速的能力,但二次调节加载系统是一个非常复杂的机电液耦合系统,受外界负载扰动影响,输出转矩与转速极容易波动。针对这一问题,在综合考虑系统液压与机械结构特点基础上,建立了二次调节加载系统数学模型。设计出了模糊解耦控制器,通过对角解耦方法实现了系统转速部分与转矩部分的解耦。设计了模糊控制器实现了系统转速与转矩的高精度控制。仿真分析验证了该模糊解耦控制器能有效控制系统输出转矩与转速。

电动钻机顶驱转盘弹性负载研究

顶驱/转盘驱动的钻具是一个典型的弹性负载,钻井作业时在钻具上储藏了大量的弹性能,此负载特性对控制系统的影响较大。基于此,建立顶驱/转盘所驱动的这种弹性负载的数学模型,推导出了系统的开环和闭环传递函数,从特征方程解析系统的极点分布情况,得出系统稳定的必要条件。采用频域法分析了系统特性,弹性负载在系统中引入二阶振荡环节,其弹性轴的固有振荡频率对系统的稳定性有影响,是潜在振荡隐患,提出了改善系统性能的办法。

非均质地基中V-T联合受荷桩承载力分析

为探讨非均质地基中V-T联合受荷桩的承载特性,考虑地面处桩周土体剪切模量为非零值且随深度呈幂函数分布,计入桩-土接触面处位移非协调性及加载顺序的影响,基于剪切位移法和桩身荷载传递函数建立桩身位移控制方程,并引入相应力和位移边界条件,导出桩周土体在不同受力状态下桩身的内力位移解析解,进而推导出不同加载顺序下V-T联合受荷桩的承载力,从而得到其承载力包络图。V-T联合受荷桩参数分析结果表明:桩身承载力随长径比L/D增大而增大,而随桩侧土体剪切模量与极限摩阻力分布常数比n、桩土弹性模量比λ增大而减小;桩顶所受扭矩T不断增大时,其能承受的竖向力V随之变小并最终趋于零,且T→V承载力包络线始终处于V→T承载力包络线内侧。

计算潜艇空调热负荷的传递函数法

通过对圆筒壁的导热微分方程进行拉氏变换 ,提出以传递函数为基础的空调动态负荷计算方法 ,推导出圆筒壁热力系统的动态数学模型 .根据此模型得出的潜艇空调热负荷动态计算结果比采用静态负荷计算法更准确 .

考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法

依托在高填方夯实地基上进行的桩侧负摩阻力现场试验,根据负摩阻力测试结果,提出考虑固结效应的高填方夯实地基桩侧负摩阻力计算方法。该方法对高填方地基强夯加固区与非加固区分段进行侧摩阻力计算,采用太沙基一维固结理论计算桩侧土沉降,反映固结效应对桩侧摩阻力的影响,利用土-混凝土界面直接剪切试验得到桩土荷载传递函数,反映桩土相对位移对侧阻力发挥程度的影响,采用有限差分法求得计算公式的数值解,并将计算结果与现场试验结果对比分析。结果表明,采用文中推导的公式计算的桩侧负摩阻力沿深度的变化趋势与现场试验测试结果一致,现场实测桩侧负摩阻力值约是理论计算值的1/2,工程应用时可将理论计算的桩侧负摩阻力值乘以0.5的折减系数。

湘府路高架桥桩基沉降计算及影响因素分析

根据竖向荷载作用下的桩-土相互作用机理,并考虑桩侧土体应力-应变的非线性特征,建立了基桩沉降的简化计算模型,计算了基桩沉降的理论值。以湘府路高架桥ZX49R墩中的基桩为工程实例,通过对比分析基桩沉降实测值和计算值,验证了用荷载传递法计算基桩沉降的合理性,探讨了桩径和桩长对基桩沉降的影响。研究结果表明:当其他条件相同时,基桩沉降随桩径和桩长的增大均呈非线性减小趋势,随桩顶竖向荷载的增加呈非线性增大趋势。增大桩径和桩长均能在一定程度上减小基桩竖向受荷沉降,但当其增大到一定程度后,桩径和桩长已不再是控制桩顶沉降的关键参数,以期为桩基工程的设计提供参考。

周期热作用下房间辐射传递函数实验研究

为了更加准确地计算大空间分层空调辐射转移负荷,本文通过壁面对流辐射分离的实验方法获得房间在周期热作用下,变房间换气次数和变壁面发热量时的辐射得热和辐射负荷,并采用最小二乘法求得房间辐射传递函数系数。采用传递函数法也可求得辐射负荷,对比分析两种方法获得的辐射负荷与热平衡实验辐射负荷结果,前者采用对流辐射分离实验方法获得的辐射负荷与热平衡实验结果比较,完整周期内平均相对误差7.4%,而后者传递函数法计算获得的辐射负荷在完整周期内各工况平均相对误差为10.5%。上述结果表明,两种变参数条件下,辐射传递函数受壁面热流与换气次数变化的影响均可忽略,且房间各壁面辐射负荷变化规律相似,其中加热面对立面的辐射负荷最大,且其在完整周期内的辐射负荷均值随壁面热流增加呈非线性增加,随换气次数增加近似线性降低,进一步验证了通过实验获得房间辐射传递函数方法的可行性,为大空间辐射转移负荷的研究奠定了实验基础。

上海超长桩荷载传递函数实测分析和数值模拟

结合虹桥交通枢纽和上海中心大厦工程试桩资料,探讨上海地区超长桩试桩侧摩阻力随桩侧土体剪切位移的变化规律,并归纳为线弹性、理想弹塑性、加工硬化和加工软化四类荷载传递曲线。在此基础上,将实测荷载传递曲线概化为非加工软化型和加工软化型,分别建立相应的侧摩阻力荷载传递函数的理论表达式和参数经验值,同时与现场实测数据进行对比分析。利用矩阵位移法自编软件,基于实测荷载传递函数,对上海地区超长桩的荷载传递基本微分方程进行数值求解,可理想模拟单桩承载特性,但单桩刚度略高于实测成果。