多级荷载下耦合流变的双曲线沉降预测模型

针对沉降预测中双曲线公式存在的不足,对其进行修正,提出了修正的双曲线沉降预测模型,并通过工程实例验证,证明其预测结果更接近实际,具有一定的参考和使用价值。

多级线性荷载下饱和软黏土一维大应变固结解析解

在软土地基工程中,荷载往往都是分级施加,随着固结地基强度增加到一定值后,再施加下一级荷载以确保地基稳定。基于谢康和饱和软黏土一维大应变固结解析解,采用数学归纳法推导了任意形式多级线性荷载作用下的解,并编制了相应的通用计算程序,可以方便进行计算分析。通过与线性小应变假定下解的计算对比表明,在实际工程中基于非线性大应变进行计算分析更为合理。

多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化

基于材料疲劳损伤和损伤累积的非线性模型,将混凝土损伤弹模和钢筋损伤剩余面积引入到截面刚度计算中,推导了预应力混凝土梁在多级变幅疲劳荷载下的刚度退化模型。结合遗传算法进行了参数拟合,提出了疲劳刚度损伤退化预测的神经网络方法,编制了相应的Matlab计算程序。通过预应力混凝土梁多级变幅疲劳试验对模型参数和结果进行了拟合、修正和验证。结果表明:多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化存在类似混凝土损伤发展的三阶段规律,混凝土材料应采用能体现损伤发展三阶段规律的损伤模型;刚度退化模型各参数物理意义明确,理论分析结果与试验结果偏差普遍在5%以下;基于遗传算法进行参数拟合方法和基于神经网络预测方法的结果具有较高精度,可以为预应力混凝土梁的疲劳耐久性评估提供一定的参考。

多级/多频列车荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥颗粒迁移及动力特性研究

多级/多频列车荷载-湿化耦合作用下有砟轨道路基翻浆冒泥路基病害严重影响铁路正常运营,其发生机制尚不明确。开展多级/多频列车荷载-湿化耦合作用(MSC-W/MFC-W)下,有砟轨道路基翻浆冒泥模型试验。试验结果表明:在非饱和状态下,2种工况均无显著颗粒迁移现象产生,MSC-W工况下的累积轴向变形较MFC-W工况更加显著;饱和或接近饱和状态下,2种工况均在动孔隙水压力驱动下产生显著翻浆冒泥现象,MFC-W工况的翻浆冒泥程度、细颗粒层位移、道砟污染指数均显著高于MSC-W工况;对于降雨频繁的既有线铁路进行提速改造时要特别重视路基翻浆冒泥病害防控。

考虑桩体径竖向渗流的碎石桩复合地基固结解析解

提出一种新的复合地基固结度求解方法及表达形式,推导得到了考虑桩体及土体的径竖向渗流,上部荷载分级逐渐施加,扰动区渗透系数呈线性变化等因素的一个较全面的散体材料桩复合地基固结解析解。通过退化、与已有解的比较等方法对解进行了分析验证。结果表明,现有的单级荷载及瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是解的特例,这说明了解的正确合理性,发展和完善了现有复合地基固结理论。不考虑桩体径向渗流会高估地基固结速度;地基加载过程越缓,地基固结越慢。提出的求解方法,为复合地基固结度的求解提供了一种新的思路。

多级时效荷载下双裂隙砂岩变形与破裂特征试验研究

实际工程中,岩体在进入最终应力状态前会经历多级时效荷载的作用。为研究该荷载下裂隙岩体强度、裂纹扩展和变形特征等的变化规律,以通过对砂岩切割并充填水泥砂浆制备的裂隙试样为对象,开展多级时效荷载下的三轴压缩试验。试验结果表明:多级时效荷载下,3种不同裂隙组合试样的强度较常规压缩均有一定程度的降低,陡缓和陡陡裂隙岩体的强度均在起裂强度σci和扩容应力σcd之间。裂纹扩展特征方面,在相同应力路径下,随着围压的增大,裂隙岩体的破坏呈现更强的剪切性质;缓缓裂隙组合岩体的破坏形式主要受裂隙本身的分布形态所控制,受应力水平和加载路径的影响较小,在试验中均以裂隙岩桥直接贯通发生破坏;相同围压条件下,陡缓和陡陡裂隙组合岩体在时效荷载作用下的破坏较常规压缩下的破坏表现出更强的张拉性质。利用Burgers蠕变损伤模型分析各岩体间的关系,指出岩体间变形的差异主要由裂隙特征导致的初始损伤差别和岩体处于不同强度区间而导致的不同时效损伤引起,为建立岩体时效损伤模型的进一步研究提供了参考。

软土地区水泥混凝土路面板底脱空的判定

由于水泥路面板底脱空具有隐蔽、不易判别的特点,227 省道吴江段养护改善工程分别采用了落锤式弯沉仪、多级荷载回归法与地质雷达等方法,并结合实际取芯,对水泥路面板底脱空进行现场验证与分析,得出了各种评价方法的适用性,为其他类似工程提供参考。

基于环形等效的排水板地基固结

现有排水板地基固结的研究均采用各种等效公式将排水板转化为圆形排水体,其不足在于等效后的圆形排水体周长或截面积甚至两者均无法与板状体保持一致,因此无法如实描述流入和流出排水体的水量,进而导致对其固结性状的误判。鉴于此,提出一种新的环形等效的方法以克服上述不足。考虑涂抹区土体水平渗透系数3种变化模式,给出了荷载随时间任意变化且附加应力沿深度任意变化情况下的普遍解;在普遍解的基础上,进一步给出了瞬时荷载、线性荷载、多级瞬时荷载和多级线性荷载下附加应力沿深度线性变化的闭合解。最后,对环形等效和传统的圆形等效的计算结果进行了对比,结果表明:传统的圆形等效可视为环形等效在面积折减系数等于1时的特例;基于环形等效给出的固结度最接近且略大于已有根据面积等效法给出的固结度;环形等效得到的固结度均小于传统的圆形等效得到的固结度,而且,随着面积折减系数增大,环形等效的固结度接近于圆形等效的固结度;另外,随着排水板渗透系数的减小,环形等效和圆形等效计算的固结度之间的差别也随之减小。