水平循环荷载下嵌岩单桩基础受力特性试验研究

为保障嵌岩单桩基础海上风机的长期安全运行,试验研究了嵌岩单桩基础与土质地基单桩基础的受力特性差异,通过室内1g模型试验分析了地层性质、荷载条件对桩基承载力与受力特性的影响规律。结果表明:对于长径比较小的单桩基础,底部嵌岩时桩基水平刚度和承载力较无嵌岩情况提升显著;水平单调循环加载作用下,桩顶累积位移在开始的数十个循环中快速发展,后期逐渐趋于稳定;底部嵌岩时,桩顶的累积位移存在平衡状态;循环加载初期,桩基刚度均随循环荷载作用次数增加而增大,主要表现为砂土的振密效应,砂土密实后,结构刚度基本稳定;在循环荷载幅值较大时,强风化地基中的桩-岩界面在加载后期损伤脱离,桩基刚度有所下降;水平加载试验中,底部嵌岩单桩桩身弯矩最大位置始终高于无嵌岩情况;无论嵌岩与否,桩身最大弯矩位置均随荷载循环加载次数增加而有所下降;对于嵌入不同风化程度岩石的单桩,循环加载后再静力加载至桩基破坏,其最终破坏模式存在明显差异。

海上风电大直径单桩基础循环重固结效应离心机试验研究

我国东南沿海台风频发,海上风机在其服役期内往往经历多次循环重固结阶段。然而当前绝大多数研究仅局限于未经历重固结的单桩循环响应,鲜有研究考虑循环重固结效应对后续单桩响应的影响。为此,针对软黏土中两种桩径的大直径单桩基础开展了一系列不同幅值下的循环重固结离心机试验,旨在揭示并量化循环重固结效应对大直径单桩循环累积位移、桩头刚度等关键设计指标的影响。试验结果表明:同等循环荷载幅值下,经历2轮循环重固结后,单桩基础桩头刚度相比初始刚度最大提高了1.5倍,这使得单桩累积位移显著减小,最大减幅达63%。因此,若设计过程中不考虑循环重固结效应对单桩后续循环响应的影响,而直接将每场极端台风下单桩的累积位移进行累加,则会严重高估桩头累积位移,使单桩基础设计偏于保守。

基于多循环Hubbert模型对全球石油峰值的预测

文章应用多循环Hubbert模型对全球石油峰值进行预测,并对比单循环Hubbert模型预测结果,以及大量作者及机构对石油峰值预测研究,证实全球的石油峰值将推迟至2037年左右发生,峰值产量也将超过42Gb(109桶)。与单循环Hubbert模型相比,多循环Hubbert产量曲线峰值之后的产量递减率高于峰值前产量增长率,更符合历史产量数据的波动,也一定程度上克服了其夸大未来峰值产量的缺陷,因此在全球石油峰值的预测中更具价值。

超长期循环荷载作用下海上风机大直径单桩动力特性演变规律研究

大直径单桩基础是目前应用最广泛的一种海上风机支撑结构,其现有相对成熟的研究主要集中在承载力、累积变形和初始动力特性计算等问题。而海上风机对海洋环境中的风、浪、流、地震波及其运行荷载等动荷载非常敏感,因此在长期循环荷载作用过程中,其振动特性变化规律必须得到充分研究。通过在干砂中对大直径单桩进行室内1 g模型试验,以模型桩承载力为参考值,施加相同频率、不同幅值的循环荷载,并在加载过程中进行频响分析,得到桩顶水平位移频响函数,进而得出了以下结论:(1)桩基一阶共振频率随循环次数增大而增大;(2)阻尼比随循环加载次数整体呈降低趋势;(3)桩顶刚度则受循环荷载的致密作用和振动坑的形成等多因素影响,割线刚度主要呈下降趋势,卸载刚度呈增大趋势。

黏土中两种不同直径单桩水平循环加载模型试验与分析

为探讨海上风机在风、浪等水平往复循环荷载下大直径单桩基础的循环弱化特性,设计了稳定输出长期循环荷载的机械加载装置,开展了软黏土中长期水平循环荷载下海上风电大直径单桩基础和传统长桩基础的模型试验对比研究。根据API给出的骨干曲线和Masing二倍准则构建循环荷载下的p-y(荷载-位移)曲线,并借鉴前人工作,采用累积塑性应变描述软黏土的不排水抗剪强度弱化,提出了分析大周数水平循环荷载下单桩基础循环弱化的理论方法。该方法将循环荷载次数、幅值等外界条件与桩周土体的循环弱化特性建立联系,以适应海洋环境复杂多变的水平循环荷载形式。通过模型试验和理论研究认为,大直径单桩基础因刚度较大,在同样的水平力循环荷载条件下,其抵抗循环荷载的能力明显优于传统长桩。在海上风机大直径单桩的设计中采用基于黏土残余强度的循环后稳定水平承载力更为合理。

循环荷载作用下单桩动力模型试验与桩土界面特性研究

通过开展红黏土中单桩轴向循环振动模型试验,研究不同循环荷载比和加载频率对桩长期动力特性的影响,从桩侧土剪切刚度和侧阻退化两方面出发,对循环荷载作用下桩顶累积沉降机制进行分析。在FLAC3D中,实现能够反映剪切刚度疲劳退化的修正Hardin-Drnevich(H-D)模型,并对常法向刚度(CNS)循环剪切下侧阻退化进行数值模拟。试验发现,循环荷载幅值是桩顶累积沉降变化的重要影响因素;桩顶动刚度在加载初期要先经历一个迅速降低的短暂过渡阶段,之后则不随振次的增加而改变;桩身振动在桩周土中引起的超孔压较小,有效应力的降低不足于使侧阻力发生较大程度的退化;随着加载速度的增大,桩顶动刚度和加速度均随之增大。采用修正H-D模型得到的理论滞回曲线与数值结果基本吻合,验证了程序编制的正确性。

考虑砂土密实度影响的单桩竖向循环加载模型试验

采用自主设计的长期循环加载装置,进行了不同密实度砂土中单桩竖向循环加载模型试验,考虑砂土密实度的影响,建立了循环累积位移预测模型,并对其适用范围进行了探讨。试验结果回归分析表明,第1次循环累积位移与循环荷载比呈指数函数模型变化,模型参数与砂土密实度有关。在一定循环累积位移速率范围内,桩顶循环累积位移与循环次数幂函数模型的预测值与实测值吻合较好,但循环累积位移速率受砂土密实度的影响,因此,应对桩顶循环累积位移的发展规律进行分区,以考虑砂土密实度的影响。

竖向循环荷载下钙质砂单桩沉降特性模型试验研究

钙质砂中的桩基础时常需要承受构筑物上的竖向循环荷载。研制了新型循环加载桩基模型试验系统,通过电位移计、微型土压力盒等传感器,研究了加载次数、循环荷载幅值对桩顶累计沉降、沉降速率、桩端和桩侧阻力变化的影响,分析了循环荷载对钙质砂单桩沉降规律和机理。试验结果表明:①桩顶循环累计沉降随循环次数增加而增大,二者满足对数函数关系;在不同动荷载比(动荷载幅值与桩基极限承载力比值)下,可分为稳定型、渐进型、破坏型3种沉降形式,有着显著的“门槛效应”。②动荷载比越大,桩顶循环累计沉降终值越大,存在一个临界循环次数,达到临界循环次数后,桩顶循环沉降速率(沉降量增量与循环次数比)随循环次数的增加而减小。③循环加载时,桩端和桩侧分担上部荷载比例不断变化,循环桩侧平均摩阻力随循环次数增加逐渐减小,存在“累积损伤”现象,致使循环桩端平均阻力增大,循环荷载加剧桩端钙质砂颗粒破碎和密实,对桩顶累计沉降增加有弱化趋势,动荷载比与桩侧平均摩阻力弱化系数满足Logistic函数关系。研究成果对钙质砂桩基工程设计、施工具有指导意义。

双向水平循环荷载下单桩承载力的离心模型实验

针对饱和密砂地基,采用位移控制方式,分别进行了单向水平位移和双向水平循环位移加载下刚性单桩基础的离心模型实验。实验表明:桩端反力随位移荷载循环次数的增加而增加,10次循环后,桩端反力逐渐趋于稳定;桩身弯矩与桩端反力基本呈线性变化,最大弯矩出现在1/3埋深附近;随着水平位移和循环次数的增加,桩体转动中心最终稳定在2/3埋深附近。

基于广义翁氏模型与多循环Hubbert模型对全球石油峰值的预测

分别使用广义翁氏模型与多循环Hubbert模型对全球石油峰值进行了预测,并结合拟合优度检验对预测结果进行对比研究,证实应用广义翁氏模型的预测结果虽然具有一定的参考价值,但低估了未来石油产量的增幅,同时也具有单循环模型的本质缺陷;而基于多循环Hubbert模型的预测结果更符合历史产量数据的波动,并且克服了使用单循环模型预测中忽视资源产量规律的缺陷,在石油峰值预测中更具价值。

体外循环犬单肺缺血再灌注损伤模型的建立

目的建立体外循环单肺缺血再灌注损伤动物模型。方法 6只健康杂种犬阻断左肺动脉,终止左肺血供及通气,造成左肺缺血,并循体外循环60 min后开放左肺动脉,恢复左肺血供及通气形成再灌注损伤,左肺再灌注2.5 h后结束实验,右肺全程维持血供及通气。于CPB前(T1)、阻断左肺动脉并循60 min(T2)、再灌注2.5 h(T3)三个时间点观察肺组织病理学变化并进行评分,对比肺动态顺应性(CD)、氧和指数(OI)、呼吸指数(RI)变化比例。结果①病理学变化:CPB后左、右肺组织见大量炎性细胞浸润,肺泡间隔增宽,肺泡壁断裂甚至坏死;左肺病理改变较右肺严重;②病理切片评分:CPB后左、右肺病理评分逐渐升高;T1时点左、右肺组织评分无差异,T2、T3时点左肺评分明显高于右肺;③CD、OI、RI变化比例:CPB后CD、OI明显下降,RI明显升高;左肺CD、OI下降程度、RI升高程度较右肺明显。结论本实验动物模型建立成功,能全面地模拟临床心脏手术过程,对CPB肺保护相关研究有着积极的推动作用。

砂土中单桩水平循环累积变形特性模型试验

针对典型的浅海风机大直径单桩基础,采用自主设计的水平循环加载装置,在砂土地基中完成了单桩模型试验,揭示了长期水平循环加载下单桩累积变形响应特征。试验结果表明,桩顶水平累积位移随循环次数的变化呈两阶段特征,循环加载短期效应大于长期效应;砂土密实度及循环加载路径对桩顶累积位移特征影响较大;不同初始条件下,单桩水平循环刚度随着循环次数的增大而不断增大;不同密实砂土中循环后单桩水平静承载力的变化与松密砂剪切硬软化机制不完全一致。基于经验公式法,对单桩水平循环累积位移预测模型进行了参数分析。与试验结果对比分析表明,该模型能较好地预测不同循环加载路径下单桩累积位移。

单循环比赛赛程编排的一个模型

对n支球队单循环比赛的赛程问题 ,在使赛程对各支球队来说尽可能公平的条件下 ,给出一了个赛程编排算法 .该算法可以给出各支球队每两场比赛相隔场数的最小值的上限值为 [(n- 3) 2 ].利用这个算法 ,我们给出了n=9时各支球队每两场比赛相隔场数的最小值达到上限 3的具体赛程编排 .最后 ,我们讨论了衡量一个赛程优劣的另外一些指标 .

砂土中大直径单桩水平循环加载模型试验研究

采用电机伺服水平循环加载设备开展了一系列1g模型试验,研究砂土中大直径单桩在水平循环荷载作用下的刚度和变形累积特性。试验结果表明,一次加卸载产生的残余位移约为峰值位移的80%;随着循环次数的增加,循环加载滞回曲线面积逐渐减小,表明桩周土体行为从弹塑性向弹性阶段转变;滞回曲线割线刚度随着循环次数的增加,呈现先增后减的变化,为浅层桩周土体逐渐密实以及桩周土体抵抗由浅层向深层发展的趋势引起;桩顶累积位移随桩径增加而近似等幅减小,随埋深增加,位移的减小幅度也逐渐减小,表明了临界埋深的存在。在指数模型的基础上,在双对数坐标系中通过线性拟合给出了循环累积位移经验模型,发现增大桩径对于减小循环累积位移的效果要好于埋深。

冲刷条件下砂土中单桩水平循环加载模型试验

近海风机大直径单桩在波浪的作用下承受水平循环荷载,并产生冲刷效应。采用一套可施加大周数循环荷载的试验装置,探究砂土中冲刷深度与加载路径耦合作用下大直径单桩累积变形特性与位移预测模型。通过对试验结果归一化和回归分析,得到位移预测模型,其为循环次数的幂指数和初次循环累计位移两者的乘积。研究发现,幂指数受加载路径和冲刷深度的影响较小;初次循环累积位移由两个相互独立的参数决定,即荷载峰值和控制循环幅值的荷载类型。荷载峰值受冲刷深度影响,荷载类型与冲刷深度无耦合关系。试验得到的位移预测模型的幂指数和初次循环累积位移公式可用于单桩长期水平循环累积位移的预测。

心脏不停跳大鼠单肺体外循环肺损伤模型的建立

目的建立心脏不停跳大鼠单肺体外循环(CPB)肺损伤模型,为研究CPB肺损伤的发病机制及保护措施提供实验平台。方法健康成年SD大鼠24只,随机分为单纯开胸组(T组)、单纯CPB组(C组)和缺血再灌注组(IR组),每组8只。T组仅开胸,C组开胸后建立CPB,IR组建立CPB期间行左肺缺血再灌注损伤。在CPB前(T1)、开放左肺门即刻(T2)及实验结束时(T3)行动脉血气分析,记录红细胞压积(Hct)、血乳酸(Lac)和肺功能的变化。实验结束时,检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素-1β(IL-1β)的含量;剪取左肺组织,观察左肺组织的病理变化。结果CPB后Hct下降(P<0.05)。与T组比较,实验结束时C组和IR组肺功能下降,Lac和肺损伤评分较T组高(P<0.05);上述变化在IR组中最为突出。IR组中血液和肺组织的IL-1β、TNF-α含量最多(P<0.05)。结论该自创实验动物模型建立成功,能模拟临床CPB肺损伤的病理生理变化,对CPB肺保护相关研究有着积极的推动作用。

SANISAND本构模型对不同荷载下桩土相互作用的适用性研究

该文通过土体三轴试验数据确定本构参数,并建立场地试验和离心机试验的有限元模型,研究SANISAND本构模型对于静力、地震和循环荷载下桩土相互作用的适用性。结果表明,SANISAND本构模型能较好再现水平静力荷载下不同桩径的桩顶荷载-位移特性,地震作用下加速度和孔压时程曲线变化趋势以及短期循环水平荷载下的桩变形特性,但无法较好地再现砂土由于剪胀引起的孔压负峰值和长期循环荷载下的累积变形,所以主要关注这些问题时建议选择更合适的本构模型。

单循环赛程的优化数学模型

本文建立了一个安排单循环赛程的优化组合数学模型.本模型主要通过控制比赛中各队两场比赛中间休息的场次数,使其在一定的范围内变化,进而使各队每场比赛后都能得到均等的休息.本文中得出了两个重要公式:1)各种可能的赛程中,各队所有可能的休整场数最小值的上确界计算公式为:ms=n-32 ;2)各种可能的赛程中,各队所有可能的休整场数最大值的下确界计算公式为:M1=n2 .将各队每两场比赛中间相隔的场次数控制在ms,M1 内,可以得到较优化的赛程.

水平循环荷载下风电机桩基础离心模型试验研究

在近海风力发电工程中桩基是常用的基础型式,海上风力发电机桩基础一般建立于复杂软土地基、承受着海上风浪、潮流等近似水平向的循环荷载作用,而风力发电机组运行对基础的承载力和变形有严格的要求。因此,研究水平循环荷载下桩土系统变形规律和相互作用机制具有重要的意义。针对典型的近海风机单桩基础,选取典型的饱和砂性土地基,通过离心模型试验的方法研究了水平循环荷载下的风机桩基础的受力变形规律。试验结果表明,水平向循环作用下,桩周围土体中变形主要呈现为挤压或塌陷产生的沉降和水平向变形,变形主要集中在桩周围较小的范围内;变形呈现逐渐累积特性,其大小随着循环次数的增加而增加;桩身弯矩峰值出现在埋深上1/3处,多次循环后的弯矩大小和分布变化不大;桩周围土体中不同位置产生不同的超静孔隙水压力,孔隙水压力发展对土体变形有一定影响。

基于阻尼的地震循环荷载作用下黏土非线性模型

提出一种基于阻尼比的黏土动应力应变模型,通过在滞回曲线中显示地引入代表阻尼比大小的形状系数,使得理论滞回曲线真实地反应土体的滞回阻尼性能。首先推导在等幅对称荷载下滞回曲线的理论方程。然后,为将该模型应用于随机地震荷载的情况,对扩展的曼辛不规则加卸载准则进行了改造,提出当沿小圈加载时,滞回曲线奔向曾经到达过的最大加卸载点。最后,介绍对一种粉质黏土进行的等幅循环荷载和不规则荷载作用下的循环单剪试验。试验结果表明,模型能够较好地模拟土在地震循环荷载作用下的滞回特性。