Uplift Pile Test in Rocks and Its Bearing Capacity

This paper reports in situ tension test and laboratory model test for large diameter, manually digging anchorage piles in the 2nd Luzhou Changjiang Bridge. Tension behavior, uplift bearing capacity and influence of rock characteristics on bearing capacity are discussed. Proposes are presented with respect to issues related to the construction and design of uplift piles.

不同嵌岩深度下抗拔桩承载特性研究

以广东省江门市某工程为例,通过有限元分析软件ABAQUS,结合地勘报告及现场对桩基进行抗拔静载试验得出的荷载–位移曲线图,建立抗拔桩三维有限元模型进行数值模拟计算分析,研究不同嵌岩深度增量下抗拔桩的承载特性。研究成果表明:增加嵌岩深度可在一定程度上提高桩基抗拔承载力,但二者之间并非呈线性增长关系。当嵌岩深度增量为3D时,相较于原试桩的桩顶位移量减小54.2%,抗拔承载力提高105.2%,对桩基抗拔承载力的提高效果尤为显著。

大盾构管片最不利上浮状态下三维形变特征模型试验方案设计

隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤。为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模型试验系统,对大直径管片最不利上浮状态下的瞬时变形进行分析。试验装置由围压加载装置和非均布上浮力加载装置组成,可实现单点或多点同步加卸载;模型试验采用不同刚度弹簧模拟上浮期隧道与地层之间的相互作用;根据相似理论对管片模型和连接螺栓进行精细化设计和加工;根据实际工程中试验段的围压对模型围压初始值进行换算,并将动、静态上浮力相结合,提出更符合工程实际的盾构隧道横、纵向上浮力分析模型。结果表明:在拱底非均布上浮力的作用下,拱底竖向位移和收敛变形沿纵向均近似呈对数正态分布,其最大值均出现在脱出盾尾后第3环;各环管片的收敛变形与拱底竖向位移近似呈线性关系,斜率介于0.63~1.49之间;模型试验结果与实测数据相吻合。研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计和施工提供一定的技术支持。

直立锁边金属屋面系统抗风设计与结构承载力试验

直立锁边金属屋面因抗风揭强度不足常出现风揭破坏。为了详细分析直立锁边金属屋面系统的抗风揭性能,首先,提出了抗风设计关键技术问题。然后,对屋面关键部位的风荷载计算和屋面系统的结构抗力进行研究。最后,对如何选择抗风揭试验方法来获得结构承载力进行对比分析。结果表明,在计算屋面风荷载时,应重点关注局部关键部位,采取规范计算和风洞试验相结合的方法进行验证;在确定直立锁边金属屋面系统结构承载力时,需综合考虑抗风揭静态和动态试验结果。

用荷载传递法分析PTC管桩的抗拔性状

建立了PTC管桩的荷载传递模型,并对相关参数的选取与计算进行了探讨。采用VC++语言编写了用位移协调法计算此桩在上拔荷载作用下的P-S曲线及轴力的程序,计算值与实测值吻合良好,则表明此方法合理可行,在实际工程中可用来推算管桩的极限承载力,以达到替代或部分替代现场试验的目的。

砂土中抗拔螺杆桩承载力及变形特性研究

通过基于数字图像相关技术的模型试验和离散元数值模拟方法(PFC),研究了叶片设置、砂土相对密实度、受荷工况等因素对螺杆桩抗拔承载力和变形特性的影响,利用试验结果校准离散元程序的细观参数,模拟结果用于分析螺杆桩的荷载分担特性、螺纹叶片间距对承载力的影响以及桩周土体滑动面特征。结果表明:抗拔工况下桩基荷载位移曲线呈现软化特征,0.05 D破坏准则适用于抗拔桩的极限承载力判定,叶片的设置使得桩承载力提高37%,螺纹段荷载分担比接近70%,直杆段荷载分担比是抗压工况的2倍;上拔承载力随叶片间距增加呈降低趋势,H/D=1.00是此工况下合理参数;砂土相对密实度的提高使得螺杆桩和直杆桩抗拔承载力分别增长19.4%、26%,而对抗拔桩周围土体位移模式影响有限,螺杆桩桩周土体最大影响范围约为4 D,而直杆桩约为2 D。

20 MN压剪试验机工作台导轨表面隆起形状研究

20 MN压剪试验机进行压剪试验时,由于工作台承受偏心加载,导致其下方的滚动导轨块受力不均,使滚动导轨块出现低周疲劳破坏。同时,这种不均匀力还导致工作台产生不均匀变形,影响工作台寿命及检测精度。为解决上述问题,对工作台在压剪条件下的载荷情况进行分析,并对工作台进行静态仿真。通过提取导轨面上变形数据,进行多项式拟合,提出导轨隆起曲面结构,分析得到优化曲面,有效提高了滚动导轨块受力均匀性,减小了工作台变形,为工作台导轨的设计与改善提供了有力支撑。

透水式接岸新结构波浪荷载受力特性研究

采用局部整体波浪物理模型试验,对大连湾海底隧道北接岸透空新结构方案实施后的区域波浪场分布变化以及透水式接岸结构的受力特点进行了研究。试验研究了底部开孔隧道结构在不同水位及波浪组合下水平方向和垂直方向的波浪总力。试验结果表明最大水平力和最大浮托力并未同步出现,水平力大小多与入射波高相关,浮托力波高仅为影响参数之一,水位变化也是重要的影响因素。目前国内对于类似结构的受力研究处于空白状态,相关研究成果可丰富该领域的研究内容,并为这种新型结构的设计提供数据支持。

基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺,实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。研究结果表明:在上拔荷载作用下,试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小;桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好,上桩侧摩阻力较小,全桩长侧摩阻力最大值在桩底;抗拔桩随上拔荷载的增加,轴力逐渐向下传递,向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担;分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。

土压平衡盾构管片壁后同步双液浆开发及注浆效果研究

针对全断面稳定围岩地层管片上浮量过大的问题,通过将室内试验与现场试验相结合的方式,开发新型同步双液浆并应用于南京地铁6号线某区间,可大幅度减小管片上浮量、提高管片拼装质量。将现场使用的单液硬性浆作为A液,新型促凝剂作为B液,通过室内试验探究B液对于A液性质的影响规律,依据浆液胶凝时间、流动度及抗压强度要求并结合现场实际情况确定现场新型同步双液浆配比,最后通过现场试验检验该新型同步双液浆注浆效果。研究结果表明:1)B液掺A液总质量的1%~2%,可使新型同步双液浆的胶凝时间缩短至10~30 min,具有良好的泵送性及较高的早期强度;2)新型同步双液浆注入后10 min内流动性不损失且不易堵管,在国内现有的施工管理水平下具有较大推广价值;3)监测数据表明,新型同步双液浆现场注浆效果优良,相比单液硬性浆,管片环整体上浮量减小50%,管片环最大水平偏差减小57%,管片环渗漏点数减少50%,地表沉降最大值减小74.3%。

静钻根植桩竖向承载性能现场试验研究

通过一组现场试验对同一场地内静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行研究,试桩均加载至极限状态。通过抗压和抗拔静载试验对静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行对比分析。试验结果表明:静钻根植桩的抗压承载性能相比传统钻孔灌注桩有显著提高,本次试验场地各土层中静钻根植桩的桩侧摩阻力是规范建议的钻孔灌注桩极限侧摩阻力的1.49~3.21倍;静钻根植桩抗拔承载性能也明显优于钻孔灌注桩,抗拔试桩的极限承载力是根据规范计算的钻孔灌注桩极限抗拔承载力的1.52~1.55倍;静钻根植桩抗拔状态下桩侧摩阻力明显小于抗压状态下的桩侧摩擦力,即静钻根植桩也存在侧阻抗拔系数。

直立锁边金属屋面风揭破坏全过程分析

直立锁边金属屋面长期服役过程中,由于各种因素的影响,风揭破坏时有发生。国内外学者对其破坏过程及破坏形式进行一定探索,而风揭破坏阶段的划分及各阶段的标志仍缺乏清晰界定。使用自主设计的试验装置,以区域面力代替均布风吸力对直立锁边金属屋面进行静态承载力试验,结合表观现象与3D点云模型研究其破坏过程。研究发现:金属屋面的破坏过程可分为弹性、塑性、强化、失效、后承载力5个阶段,分别对应卸载变形可恢复、咬边处竖向板顶部与支座底部接触、竖向板顶部沿支座底部水平滑移,竖向板与水平夹角迅速扩展、竖向板顶部滑移至支座底部尽头,卷边间缝隙迅速增大、单边脱扣。对于服役状态下的金属屋面,在进入“塑性阶段”后,就已产生不可恢复的永久变形,应及时补强加固。设计时可依据抗风承载力及安全极限荷载给出2种承载限值。

黏性海床中固结桩式沉箱的垂向抗拔能力

随着海洋工程的日益大型化、深水化,巫需发展新型的水下基础建设方法。本文介绍了一种结合了吸力式沉箱与海工固结锚技术的固结桩式沉箱,描述了其结构与工作原理,并在试验室内开展了一系列的垂向上拔试验,观测分析了灌浆量及桩管长度对抗拔力的影响。试验表明,固结材料与桩管底部四周土体结合所形成的次生固结体大大增加了抗剪面积,固结桩式沉箱的抗拔能力较吸力式沉箱有显著提升;沉箱的灌浆量宜取1/20M_(s)(M_(s)为沉箱内能容纳的土体质量);短粗沉箱的最大抗拔力在桩管长度为1.5H(H为沉箱的高度)时出现拐点,细长沉箱的最大抗拔力拐点出现在桩管长度1.5H~2H区间。固结桩式沉箱的抓重比较传统沉箱更高,施工便捷,具有良好的工程应用前景。

大型综合场馆异形金属屋面构造施工分析

在沿海地区,台风、暴雨等恶劣天气严重影响金属屋面系统结构安全、制约项目施工进度。本文以台州国际博览中心项目为研究对象,介绍了大型场馆异形金属屋面的构造设计与施工,探讨了抗风、防水等重难点与施工关键流程。通过金属屋面构造层加强设计、优化设计节点、严控施工品质等措施,有效保证了沿海地区大型场馆异形金属屋面的抗风、防水、保温等功能性,为类似工程提供实践参考。

螺杆灌注桩承载特性透明土模型试验研究

螺杆灌注桩自面世以来在工程中被广泛应用,但是对于其承载特性的研究主要集中于竖向抗拔与抗压方面,对于水平荷载和联合荷载作用下的承载特性研究较少。基于室内透明土模型试验以及非介入式测量的粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,对螺杆桩和直杆桩在竖向上拔荷载、水平荷载和竖向、水平联合荷载作用下的承载特性以及桩周土体位移场进行了研究,得到了在不同方向荷载作用下螺杆桩和直杆桩的荷载-位移曲线和桩周土体位移矢量图。分析结果得到了以下结论:(1)螺杆桩竖向抗拔承载力较等直径直杆桩提升约32%,且在同一荷载条件下螺杆桩的位移控制能力要强于直杆桩;(2)在承受水平荷载作用时,螺杆桩水平承载力与位移控制能力和直杆桩无较大差别;(3)联合荷载作用时,螺杆桩的承载力要大于直杆桩,且桩周土体的位移变化会削弱地基的水平承载力;(4)螺杆桩的螺牙对桩周土体的挤密以及咬合作用是这个桩型承载力和位移控制能力都优于同尺寸直杆桩的主要原因。

单层屋面系统在中国的兴起与发展(下)

全面系统回顾了单层屋面系统在中国的引入培育和规范发展的过程,包括走出去引进来学习欧美国家成熟经验、成立单层屋面技术分会、建立标准规范和系统性能测试方法、开展职业技能培训和大赛、推动系统配套件完善发展、鼓励屋面系统承建商专业化发展等。经过30余年发展,中国的单层屋面系统技术已基本上实现与国际接轨。

单层屋面系统在中国的兴起与发展(上)

全面系统回顾了单层屋面系统在中国的引入培育和规范发展的过程,包括走出去引进来学习欧美国家成熟经验、成立单层屋面技术分会、建立标准规范和系统性能测试方法、开展职业技能培训和大赛、推动系统配套件完善发展、鼓励屋面系统承建商专业化发展等。经过30余年发展,中国的单层屋面系统技术已基本上实现与国际接轨。

单桩静载试验中钢筋连接新技术分析

将钢筋连接工艺应用到单桩竖向抗拔静载试验中,代替传统的焊接连接方法,以期达到快速、安全、方便、节约成本的目的。本研究为该思路的初步尝试,针对小吨位的常见空心预制桩抗拔试验,加工了一套装置。该装置利用预制桩孔洞内的灌芯钢筋提供上拔力的特点,利用锚具卡扣装置,将钢筋和装置进行连接。在上海松江区某项目开展了现场试验,整个组装过程无需焊接,试验结束拆解装置后可重新利用,为同行提供参考。

2000吨级大吨位单桩抗拔静载试验技术研究

以某2000吨级抗拔桩工程为背景,提出了一套新型可通用于大吨位抗拔的试验技术,介绍了其设计及安装过程,并且建立了装置的有限元模型,研究Mises应力和竖向变形特征,结果表明,最大Mises应力小于屈服强度,同时最大竖向变形仅有9.44 mm,不影响正常使用。最终大吨位抗拔试验的顺利开展也表明安装方便,受力安全合理,该试验技术可为类似的2000吨级大吨位抗拔试验提供借鉴。

高层建筑抗拔桩设计优化研究

高层建筑基础在结构设计中具有重要地位,关系到建筑的稳定性和安全性,还影响到项目总造价和工期。因此,抗拔桩选型应综合考虑不同的地基土层性质、水文条件、周边环境和施工条件等各类影响因素,以确定合理的桩型及桩长。以深圳回龙埔社区某高层建筑综合项目为依托,根据场地地质勘察和土层分析,通过抗拔桩静载试验,进行了桩基形式和布置方式的优化。原方案抗浮依靠土层摩擦力及旋挖灌注桩自重,由于土层的抗拔摩阻力太小且成孔过程采用泥浆护壁,效率较低。优化方案采用嵌岩灌注桩,利用嵌岩段的高摩擦力,使桩数减少了56.7%,总造价节约40%,工期节约44.7%。由此可见,基础设计方案对项目成本、工期、施工质量等具有重要影响。