基于锚索内力增量比指标的边坡安全性预警研究

预应力锚索作为主动加固手段,可提高边坡的稳定性。但公路边坡的锚固工程并非永久保障,随着岩土体外部荷载以及内部结构的改变,边坡仍然存在失稳破坏的潜在风险。因此,边坡安全性预警研究对于防灾减灾有着重要意义。以某实际预应力锚索加固边坡工程为例,采用数值仿真方式,通过建立边坡稳定性计算模型,得到不同锚索初始预应力下锚索内力增量与边坡岩土体强度折减系数的关系曲线,并将边坡滑动面起始发育和滑动面贯通分别对应的边坡岩土体强度折减系数λ_(1)、λ_(2)对应的点作为边坡安全性预警点,建立以锚索内力增量比作为边坡安全稳定状态的预警指标,提出了基于锚索内力增量比的边坡安全性预警方法和判别标准,该方法消除了锚索初始预应力的影响,便于工程应用,并得到锚索内力增量比在不同阶段的边坡安全性预警阈值与锚索初始预应力呈现出e指数关系,可用公式y=AeBx表示,实际应用中可根据这一关系式实现不同锚索预应力加固边坡安全稳定状态的预警。

活载作用下简支梁体外预应力内力增量的简化计算

提出了简支梁体外预应力在活载作用下内力增量的简化计算方法,并与精确算法作比,验证了该法具有相当的精度。

平面框架弹塑性分析的增量内力塑性系数法

提出一种分析框架结构弹塑性响应的新方法即增量内力塑性系数法。由该方法直接得到结构弹塑性增量割线刚度矩阵,并据此提出直接迭代算法求解结构增量平衡方程。研究结果表明:直接迭代算法与经典的牛顿-拉夫逊方法相比,它不用数值积分形成结构弹塑性切线刚度矩阵,也无需在每次迭代步中计算结构整体不平衡力,简化了计算过程;弹塑性增量割线刚度矩阵可以显式给出,减少了计算工作量,且计算结果与经典解析解以及其他数值解十分接近;采用增量内力塑性系数法分析一般平面框架只需采用至多2个单元离散框架构件就可以得到足够的计算精度。

动态施工条件下土钉内力计算方法研究

以某深基坑工程土钉支护结构为例,采用现有设计规范对各层土钉的受力情况进行了分析,结果与实测值相差较大,采用考虑动态施工条件下的增量简化计算方法计算各层土钉内力,计算结果与实测值绘制的曲线分析比较吻合,得出增量法对动态施工条件下土钉内力计算简单可行,更符合工程实际。

空间杆系结构实用几何非线性分析

从简单实用的角度论述了空间杆系结构的几何非线性分析方法。文中分析了非线性有限元方法的求解过程,特别强调决定几何非线性收敛结果的关键问题,即由节点位移增量计算单元的内力增量。通过引入随转坐标系,论述了平面和空间梁单元小应变时单元内力增量的计算问题。针对杆系结构的大应变问题,从有限应变理论出发进行分析,提出了对该问题的有效处理方法,并且用实例进行了验证。计算结果表明,该实用几何非线性分析方法是可靠和有效的。

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。

预应力钢箱高强混凝土组合箱梁抗弯承载能力研究

预应力钢箱高强混凝土组合梁将组合梁技术、现代预应力技术与高强混凝土有机结合在一起,已在工程中广泛使用,其抗弯能力是工程上最为基本也是最重要的要求。为掌握预应力钢箱高强混凝土组合梁的受弯性能,得到其极限抗弯承载能力,设计足尺试验梁。试验在自行研制的试验装置上进行;得到试验梁的弯矩挠度曲线、滑移特征曲线、预应力筋应力力增量及截面高度应变分布等重要参数,描述其破坏形态。后根据内力平衡和弯矩平衡分析,得到预应力钢箱高强混凝土组合梁极限抗弯承载力计算公式。并选取众多文献的组合梁试验结果,进行计算值和实测值对比分析,结果吻合良好。提出的极限抗弯承载力计算方法适用于采用普通钢的组合梁和预应力组合梁。而对于高强钢预应力组合梁采用简化塑性理论计算结果稍大。总体而言,预应力筋的存在能提高组合梁的弹性工作范围和极限抗弯承载力,减少结构变形,使普通钢-高强混凝土组合梁具有更好的工作性能。

预应力钢-混凝土连续组合梁的变形分析

对预应力钢-混凝土连续组合梁在正常使用极限状态下的变形计算进行分析。分析考虑钢与混凝土之间的滑移效应,建立简化计算模型,并在此基础上,提出混凝土支座开裂区长度以及预应力筋内力增量的计算公式,给出两跨预应力连续组合梁跨中挠度的计算图表。分析结果表明,两跨预应力连续组合梁变形计算公式计算正常使用极限状态预应力筋的内力值精度较高,不考虑预应力筋内力增量的变形计算值较试验值偏大,考虑预应力筋内力增量的变形计算值精度有明显提高,与试验结果吻合较好,可供工程设计参考。最后在两跨预应力连续组合梁变形计算公式的基础上提出预应力连续组合梁变形计算的通用方法。

地下室增层截桩次生内力研究——以三桩一柱承台为例

地下室向下增层中常涉及截桩托换,截桩施工时控制结构内力变化对结构安全至关重要。为研究截桩对新增下柱内力的影响,以正三角形三桩一柱承台为例,采用解析方法推导了下柱顶截面在不同截桩顺序下的内力增量系数,以及组合变形条件下内力增量的计算方法。分析结果表明：解析式计算结果与有限元分析结果相吻合,而截桩顺序分析说明下柱顶内力增量与上柱底荷载和截桩顺序有关。在实际工程中应合理地选择截桩顺序,以保证工程的安全。