密砂中单盘螺旋锚安装效应对抗拔能力影响的数值分析

目的研究密砂中单盘螺旋锚安装过程中锚周土体变形特性及其对抗拔能力的影响,为螺旋锚基础精细化设计提供技术支撑。方法利用MatDEM软件建立密砂中螺旋锚安装及拉拔过程的数值计算模型,通过与室内模型试验结果对比标定颗粒微观力学参数,进而分析钻入和预埋两种安装方式下不同埋深和盘径的螺旋锚安装效应及上拔承载力。结果当H/d w≤10时,钻入安装的极限上拔力较预埋低,当H/d w>10后,安装方式带来承载力差别不再随埋深增加而增加;随着盘径增大,两种安装方式下螺旋锚的承载能力均表现出增大的趋势,钻入方式下的Q ut比预埋下的Q up降低量从33%增至53%,预埋方式螺旋锚的承载能力高于钻入。结论钻入安装螺旋锚的上拔承载力低于预埋方式的承载力,但当埋深比超过10后,安装扰动对承载力的影响随着深度变化很小;随着盘径增加,安装扰动对极限上拔承载力的影响增大,相较于埋深变化带来的安装扰动差异,盘径变化带来的影响更明显。

基于Flexsim仿真的电梯群组上高峰分区分层运行管理模式比较研究

按楼层序号奇偶属性分区分层运行管理模式与按楼层跨度分区分层运行管理模式是电梯调度管理的两种常见模式,但模式间的优胜性未见验证。为比较上述两种运行管理模式效能的优劣,选择以上高峰交通流为背景,应用Flexsim仿真方法对按楼层序号奇偶属性分区分层运行管理模式与按楼层跨度分区分层运行管理模式分别构建仿真模型,并从时效性、能耗性、舒适度、服务能力4个维度提出评价分区分层运行管理模式运行效能的指标体系。仿真结果表明,按楼层跨度分区分层运行管理模式的运行效能要优于按楼层序号奇偶属性分区分层运行管理模式的运行效能。在此基础上提出设置可移动式候梯设施、分区分层信息醒目提示、程序锁定电梯轿厢可停靠楼层等管理措施,为分区分层运行管理模式的施行创建良好条件。

U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩数值分析及优化设计

[目的]研究沿海下穿道路工程U型槽结构下振冲碎石桩联合抗拔桩的加固效果及其优化设计.[方法]采用有限元软件ABAQUS进行建模,分析了振冲碎石桩的打入对砂土地基抗液化能力的改良效果,讨论了U型槽、抗拔桩、碎石桩各设计参数对U型槽抗浮效果的影响.针对以上结果基于NSGA2遗传算法,开展抗液化能力、抗浮效果、工程造价三目标的优化设计.[结果]振冲碎石桩可以大大增强砂土地基的抗液化能力,未使用振冲碎石桩的砂土均发生液化,而采用振冲碎石桩处理后的砂土地基液化率仅为4.7%;U型槽底板厚度、抗拔桩的桩径、桩长和振冲碎石桩的桩径、桩长均对U型槽底板上浮位移有较大影响;采用NSGA2遗传算法得出的最优方案在满足安全储备的情况下,造价比原始方案节省了10.0%,且砂土地基液化率降低了45.7%.[结论]基于NSGA2遗传算法提出的以砂土液化率、底板上浮位移和工程造价为目标的优化设计方案可为今后同类工程提供设计指导.

考虑上浮效应的顶管施工引起下方盾构隧道响应简化分析方法

新建顶管上穿施工会引起下方既有盾构隧道纵向隆起位移,影响地铁的正常运行。大直径顶管在注浆充足或在地下水位以下顶进时上浮效应不可忽略,而目前的简化分析方法尚未考虑此效应。采用两阶段法,将既有隧道视为Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁,提出考虑上浮影响的土体非均匀收敛模式下,新建顶管上穿施工引起下方既有隧道响应的简化计算方法。研究表明,均匀土体收敛模式、下沉的非均匀土体收敛模式会低估顶管下方的土体自由位移、既有隧道的纵向位移响应,与工程实测数据的对比验证了所提方法的合理性。进一步参数分析表明,降低土体损失率能有效减少既有隧道竖向位移与弯矩,且土体损失率与既有隧道最大竖向位移和最大弯矩呈线性关系;既有隧道与土体的管土刚度比的增大可减小既有隧道竖向位移,但也会增大隧道管片弯矩;增大顶管与既有隧道竖向净距有利于既有隧道竖向位移与弯矩的控制,实际工程应根据既有隧道的保护要求和顶管的上覆土厚度要求选择合理的净距。

某地埋式污水处理厂地基基础与结构设计关键技术

本文通过对广州市番禺区中部净水厂地基基础和结构设计特点的介绍和分析,在解决关于大型地埋式污水处理厂的地基基础设计、抗浮设计、超长无缝结构设计等关键技术问题上提出一些新思路,有利于提升地埋式污水处理厂的工程质量,为其他类似工程的建设提供有益的参考。

塔里木盆地东河砂岩沉积和储层特征及综合分析

东河砂岩是一套覆盖广泛的海侵初期的沉积产物,但不是一个等时沉积体,相当于晚泥盆世晚期至早石炭世早期沉积,具体沉积时间各地有差异。东河砂岩具有海侵初期填平补齐的特征,其沉积相决定于海侵的速度、沉积物的供给和海侵前的古地貌。塔北地区受塔北古隆起的阻挡,海水在古隆起周围滞留时间较长,又有较粗粒的物源供给,其沉积产物主要是滨岸海滩沉积;塔中地区由于地形复杂,沉积类型也比较复杂,底部砾岩段为河流相沉积,而块状砂岩段和砂砾岩段为河口湾和滨岸海滩沉积,不同段在成分、分选性和粒级上有较大的差异;塔里木盆地其他低平地区主要是海侵期快速的滨岸和陆架沉积。受沉积因素影响,东河砂岩有效储层的分布具有地域性,除沉积因素外,低的地温梯度和短期的深埋藏也是优质储层发育的重要控制因素。

托底抗拔桩侧摩阻力发挥机理及计算模型研究

抗拔桩有效解决地下水对建筑物产生上浮效果的负面影响。托底抗拔桩将无粘结钢绞线与普通抗拔桩有效结合,充分利用桩体承压性能。基于有效应力法确定桩侧极限摩阻力分布范围,采用双折线荷载传递函数模拟桩侧摩阻力发挥特性,探讨托底抗拔桩的承载力变化规律,建立桩侧摩阻力发挥范围和荷载-位移的计算公式,提出托底抗拔桩承载力计算模型,并与普通抗拔桩性能进行对比。结果表明,相比于传统抗拔桩,托底抗拔桩改善桩体受荷状态,有效提高承载力、降低桩顶位移,具有较好的应用效果。该文研究成果为托底抗拔桩的应用提供理论基础。

考虑不同灌浆效果的海上风电顶部灌浆桩基础竖向抗拔承载力数值研究

海上风电大直径钢管桩与导管架常用灌浆连接形成闭口桩,而现有闭口桩设计不考虑或是低估了灌浆段的承载力贡献,而且施工的不确定性可能导致灌浆体深度不足或是渗透性过大,因此研究不同灌浆效果对承载力的影响可为闭口桩设计提供参考。通过岩土数值软件ABAQUS设置水单元及调整灌浆段渗透性等方式模拟不同灌浆效果,并进行影响因素分析。模型采用修正剑桥本构,考虑黏土地层并引入黏结接触模拟灌浆段底部与土体的相互作用。结果表明,不同灌浆效果的荷载-位移曲线均存在明显拐点,灌浆不足和灌浆正常两种工况下的极限抗拔承载力基本一致,灌浆段的承载力分担比约占14.4%;而灌浆渗漏的极限抗拔承载力相比则存在明显差距,其主要来源于灌浆段部分。竖向抗拔承载力的影响因素分析结果表明,随着接触面刚度系数的增大,抗拔承载力也随之增大;随着长径比增大,抗拔承载力逐渐减小;桩壁厚度的影响并不能单纯以桩体内外径尺寸来评判。

冬春季昆明准静止锋与云贵高原地形的关系

利用1961-2010年地面气象观测数据、2008年1月10日至2月15日和2013年12月10-20日ERA-Interim 0.125°×0.125°再分析数据以及DEM地形高度数据,研究了昆明准静止锋(Kunming Quasi-Stationary Front,KQSF)位置、云贵高原地形和锋面附近大气要素三者之间的关系。研究结果表明:(1)云贵高原以乌蒙山脉(103°E)分为东、西两部,云贵高原东部地区昆明准静止锋出现的频次为61.5%,西部地区出现频次为38.5%,大部分冷空气被阻挡在了云贵高原东部地区,仅有少部分较强冷空气能越过乌蒙山脉进入云贵高原西部,高原大地形对冷空气的阻滞作用显著;(2)昆明准静止锋的进退与锋面前后地面温压场关系有较好的相关性,锋后冷气团越强、锋前暖气团越弱,锋面位置越偏西,反之越偏东,其相关的显著性主要体现在云贵高原西部,而在高原东部地区,地形作用降低了锋面位置与温压场的相关性;(3)高原地形阻挡作用使冷空气移动速度缓慢甚至停滞而形成准静止锋,抬升作用使局地近地层形成顺时针的次级环流,导致逆温层的出现,一旦冷空气越过高原,抬升作用减弱,逆温层消失;(4)东西风零线能较好地描述锋面位置和冷气团厚度,体现了KQSF呈准南北向和云贵高原地区的冷空气由东向西路径特征;(5)锋后冷高压的位势高度可表示冷气团的厚度,在云贵高原东部锋面位置取决于冷气团的厚度,当锋面到达云贵高原西部后,地形的阻挡作用显著减弱和消失,锋面位置取决于冷暖气团之间势力的强弱对比。

考虑端承力时泊松效应对抗拔系数的影响

大量的试验表明,桩受到抗拔和抗压时,其侧摩阻力是不同的,即存在一个抗拔系数。对于工程中抗拔系数的计算,考虑端阻力时更加符合实际情况,以此为出发点对泊松效应下的抗拔系数进行了修正,并得出了存在桩端阻力时,桩顶荷载的抗拔和抗压计算公式,并给出了桩周土层为多层时桩顶荷载的计算思路。最后,对抗拔系数的影响因素进行了分析,得出了抗拔系数的变化规律。

一次突发性暴雨的机理分析及短期预报思考

2015年9月4日白天,天津出现突发性暴雨过程,利用多种观测资料对此次过程进行分析,结果表明:偏南气流与高压底部东北风相遇,在蓟州山区以南形成辐合,触发雷暴发展;雷暴形成后,回波形成"后向传播"机制,配合中低空的南风脉动,在天津北部形成南北向的"列车效应",导致北部强降水的发生;上游的高空槽降水在近地面形成冷池,其向东辐散气流与偏东风相遇,在降水区下游触发新的雷暴,使得雨带快速东移,且当辐散气流与偏东风相遇后,出现小尺度辐合性气旋式环流,导致下游强降水增幅;当高空槽降水云团主体移过城区后,在γ中尺度辐合流场作用下,触发小尺度对流云团的生成和发展,影响天津城区再次出现强降水。在短期预报过程中,预报员在大尺度模式环境场分析的基础上,对于中尺度模式仅参考了其降水预报,而忽略了对中尺度环境场的分析,分析表明,虽然中尺度模式对此次过程的降水时段预报存在偏差,但其中尺度环境场预报,可以为此次暴雨过程在短期时效内(24h)的预报订正提供参考。

“灿都”影响四川“100722”暴雨天气过程分析

利用地面自动站降雨量资料和NCEP 1°×1°的每6小时再分析资料,从能量、南风脉动、温度平流和地形作用,分析了登陆台风"灿都"减弱后其外围偏东南气流向北输送造成四川盆地西部持续暴雨天气过程。结果表明:蒙古高压加强发展,然后与西伸加强的西太平洋副热带高压合并,形成阻塞形势、高空副散流场和西南季风的活跃都有利于南海源源不断的水汽输送到暴雨区辐合上升;暴雨发生在大气不稳定的层结环境中;台风登陆形成南风脉动造成暴雨区风速风向辐合明显,低层暖平流触发MCS发生发展,形成强降水;地形抬升作用加强暖湿气流辐合上升运动,促使暴雨增幅。

竖向地震作用对储液罐地震响应的影响分析

地震作用下大型储液罐的安全问题日益引起重视。基于ANSYS软件建立储罐液体耦合有限元模型,考虑罐底非线性接触效应,以El-Centro南北向和竖直向记录地震波为输入,研究水平激励以及水平和竖向同时激励两种工况下储罐的动力响应。研究结果表明,两种工况下靠近罐底1.2m处均发生了"象足"变形,竖向激励下水平相对位移增加了14%。竖向激励使得罐壁环向应力和轴向压应力均有不同程度的增加。竖向地震激励对液面的竖向晃动影响较小。储液罐底板在地震作用下发生了竖向提离和永久滑移,竖向激励时增长幅度均在10%左右。同时罐体基底剪力在竖向地震作用下也有所增大。储罐抗震设计时应考虑竖向地震分量的影响,研究结论可为立式储罐的抗震设计提供一定的参考和依据。

密砂中圆形锚上拔承载力尺寸效应分析

通过模型试验和有限单元法分析了密砂中圆形锚板上拔承载力的尺寸效应问题。分别对直径为20,50,400 mm的锚板在埋深比为2～6时进行拉拔试验,获得上拔力和位移关系曲线及极限上拔力。基于不同埋深比时板径与上拔承载力系数关系曲线,可发现:相同埋深比时,随着锚板直径增加,上拔承载力系数逐渐减小;且随着埋深比增加,此现象愈明显。考虑密砂强度随应变发展而出现的软化现象,对理想弹塑性Mohr-Coulomb模型进行改进,基于改进的模型对上述12个拉拔试验进行有限元数值模拟,同时与理想弹塑性模型模拟结果进行比较。结果表明:理想弹塑性模型严重高估锚板上拔承载力,而考虑土体软化的模型能够模拟锚板上拔过程中破坏面上土体强度逐渐发挥的过程,计算得到的极限承载力与试验结果吻合较好。尺寸效应产生的原因一方面由于应力水平对土体强度的影响,另一方面由渐进破坏引起;埋深比越大,随着锚板直径增加,周围土体依次进入破坏的过程愈加明显。

浮力计算与粘土中的有效应力原理

通过理论分析 ,指出地下建筑物的浮力与地下水的赋存形态及其运动有关 ;有效应力原理对于粘性土同样是适用的 ,因而粘土地基浮力一般应与其孔隙率无关。

地球系统科学的研究范例——青藏高原隆升的地貌、环境、气候效应

如果说"大陆漂移与板块学说"是20世纪地质学最具代表性的学术创新的话,那么,进入到21世纪,国际地质学界正在经历着一场新的变革,即由过去单一的学科发展,向多学科交叉的"全球变化"与"地球系统科学"发展,而且这样的融合并不仅仅局限于地质学的各分支学科,而是包括了与大气学、海洋学、生物学等学科的交叉发展,更加发展壮大了"地球系统科学"。事实上,发生在地球上的许多重大地质或气候事件,特别是新生代以来青藏高原的隆升,更是与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈的层圈相互作用密切相关,如果还只是以传统的地质学观点审视高原隆升及其资源环境效应,很难获得新的突破。

桩的泊松效应对抗拔系数λ的影响

考虑桩的泊松效应对抗拔桩和承压桩桩侧摩阻力的影响,推导了由于泊松效应而引起的桩侧摩阻力减小(增加)的计算公式,据此计算出抗拔桩和承压桩各自的侧摩阻力总和Qt、Qc,并求得理论抗拔系数λ=Qt/Qc。分析了桩的长径比、桩的泊松比、土体内摩擦角、桩土摩擦角等参数的变化对λ的影响,得到一些有意义的结论,可为抗拔桩的设计工作提供参考。

输电线路岩石锚杆基础试验研究

岩石锚杆基础已逐渐在输电线路工程中获得广泛应用,针对节理裂隙发育的灰质板岩岩体,进行了现场拉拔真型试验。试验结果表明:在满足锚筋自身强度的情况下,应以锚孔表面混凝土的位移值来确定基础的极限荷载;当锚杆达到一定长度后,再单纯依靠增加锚杆长度提高极限抗拔承载力效果甚微;适当改善锚筋外表面的粗糙度可提高锚筋与混凝土间的界面粘结强度;在岩石锚杆基础设计中要注意群锚效应的削弱作用。

界面掀起和轴力对组合梁动力弯曲特性的影响

考虑组合梁界面的法向/切向部分相互作用以及各子梁轴力的二阶效应,利用Hamilton原理得到了位移描述的Euler-Bernoulli组合梁非线性动力弯曲及一阶近似的初边值问题,并应用微分求积法研究了考虑界面法向/切向部分相互作用组合梁的临界荷载和固有频率。在通过与已有解析解和有限元结果对比验证本文微分求积法正确性和适用性的基础上,进行了参数分析,研究了组合梁界面刚度对组合梁动力特性和稳定性的影响以及轴力对组合梁固有频率的影响。数值结果表明:组合梁的固有频率与临界荷载随界面刚度的增加而增加,并逐步趋于完全作用组合梁的固有频率与临界荷载;当轴向压力逐渐增加并趋于临界载荷时,组合梁的一阶固有频率逐渐减小并趋于零,并且临界载荷随法向和切向刚度的增加而增加。

灌注细石混凝土微型桩基础上拔试验研究

通过现场真型试验,对灌注细石混凝土微型桩基础抗拔承载机理及其抗拔承载力计算方法进行了研究。试验表明:在本次试验条件下,微型桩单桩抗拔承载力可由桩身自重和桩周侧摩阻力相加组成;由于承台对上拔荷载的重分配,在上拔荷载作用下,角桩承力最大,边桩次之,中桩最小;微型桩群桩抗拔极限承载力可以通过单桩抗拔极限承载力乘以桩数和群桩效应系数计算得到,本次试验条件下,微型桩抗拔群桩效应系数选取0.75进行计算。