上拱力背景下正断裂剖面形态及极限应力状态研究

上拱力构造背景下形成的正断裂及断裂极限应力状态研究在构造解释和油气运移成藏中具有重要的意义。在抛物线型莫尔包络线理论的基础上,通过合理的假设和数学推导以及理论模拟,进一步探讨上拱力构造背景影响下形成的正断裂剖面形态和断裂的极限应力状态,并定量给出函数表达式。研究结果表明,断裂在均质岩体中由浅到深,倾角从竖直开始由大变小,呈铲状断裂,而变化的速率只与地层物性有关,泥岩比砂岩变化快。断裂分布的深度与上拱力的大小成一次线性关系,上拱力越大,断裂分布越浅。砂泥岩互层地层中发育有典型的坡坪式正断裂。研究结果不仅与普遍认识相一致,而且可以进一步在实际应用中预测断裂的存在,定量解释断裂形态,求取上拱力和断裂极限应力状态。

反拱水垫塘拱端力变化规律的试验研究

分析了反拱水垫塘底板的稳定机理 ,用先进的模拟方法和量测手段 ,对反拱水垫塘拱端力进行了详细试验研究 ,得出在约 30 0米级水头和最大坝身泄流 (双曲拱坝 ) 30 0 0 0m3 s的作用下 ,拱端力沿程及随下游水深变化的规律、其时域和频域的特性。研究表明 ,若能保证两岸山体和拱支座稳定 。

拱坝超载过程中的拱端力分布规律

本文对某拱坝的弹塑性有限元应力计算成果进行了整理 ,计算出各高程拱圈的拱端轴力、剪力和弯矩。研究了超载过程中拱端内力的重分布规律 ,并对拱坝在正常工作状态和破坏状态时拱端力的差异进行定量分析。结果表明 ,轴力和弯矩的最大值均出现在距坝底 0 3 1坝高处 ,在正常荷载与破坏荷载这两种情况下 ,拱端轴力和弯矩沿高程分布规律相似 ,而拱端剪力沿高程分布与此有大的差异。

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱肋力学分析

本文采用通用有限元软件建立拱桥结构模型,在尖湖钢管混凝土拱桥施工监控的基础上,对成桥阶段的拱肋进行受力分析计算,并与实际检测数据进行对比,相关性良好。比较结果表明,采用此模型可以基本上模拟钢管混凝土拱桥的实际受力状态,并可为施工监控提供理论支持。

多拱联合受力结构体系的研究与应用

新疆哈密市民服务中心采用一种多拱联合受力结构体系,该结构体系由主拱、次拱、水平卧拱、水平桁架、腰桁架及预应力拉梁等组成,其中主拱部分采用非对称拱结构。通过MIDAS Gen软件分别对单主拱、带腰桁架的单主拱、带次拱的双主拱、带次拱及腰桁架的双主拱进行稳定性分析对比,并对三种侧翼抗侧力方案进行力学性能及经济性分析对比,以及对卧拱刚度与结构侧向刚度的关系进行研究,同时进行了整体分析和吊杆作用分析。结果表明,采用多拱联合受力结构体系有利于提高结构的承载力、稳定性以及受力的合理性,在一定程度上实现了结构自平衡、自稳定;在主拱左右两侧采用不同截面的桁架杆件及在轴力较大的拱脚处设置钢管混凝土弦杆的措施可有效提高主拱的安全性和经济性;水平卧拱可有效抵抗大跨度斜面结构的支座推力、水平风压力和温度应力;吊杆的设置对减小腰桁架的竖向位移和杆件内力有显著作用,并可为腰桁架提供杆件截面优化的空间;在设计中需考虑温度影响。

下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚局部应力分析

拱脚是钢管混凝土拱肋向混凝土的过渡段,局部构造复杂,是拱梁组合桥的关键部位,其受力性能对全桥承载能力和跨越能力至关重要。运用ANSYS软件建立拱脚三维空间有限元模型,计算分析了拱脚在拱肋张拉吊杆前后两种工况下应力的空间分布。根据分析结果可以得到,拱脚受力以纵向压力为主,应力分布较为均匀;局部出现小范围拉应力,且拉应力值不大。因此,在整个拱桥结构中,拱脚受力合理,满足实际工程需要。

刚架拱加固施工中拱顶受力分析

随着公路交通量和载重量不断增加,部分刚架拱出现了较严重的病害。通过分阶段计算维修加固时拱顶应力,分析了刚架拱拱顶受力情况。

钢管混凝土拱桥静力性能分析

为综合评价一座主跨100 m的下承式钢管混凝土系杆拱桥的静力性能,采用精细化有限元仿真方法,对其在施工阶段、运营阶段拱肋受力、结构刚度以及结构稳定性开展分析,结果表明:施工阶段拱肋截面应力、运营阶段拱肋在承载能力极限状态下应力及承载能力均满足规范要求;承载能力极限状态下吊杆最大轴力为2373.08 kN,满足规范要求;结构一阶模态为拱肋横向侧倾,结构面外刚度较小;结构基频随拱肋刚度增加而增加,拱肋内倾角及横撑布置形式对结构基频无明显影响;结构一阶弹性稳定系数为4.4,满足规范要求。

空腹式刚架拱桥不同受力体系分析

空腹式刚架拱桥在受力特性上兼具拱和梁的特点,但又不同于简单的梁和简单的拱,有其独特的受力性能。以浙江省湖州市江南水乡南浔古镇某空腹式刚架拱桥为例,对其梁受力体系与拱受力体系的应力和内力进行了对比分析,可供同类桥梁工程参考与借鉴。

反拱水垫塘拱端结构稳定的研究

利用冲击射流理论和重力相似准则及同时满足紊流阻力相似的条件,建立了高水头、大流量作用下反拱水垫塘精细模型。在拱圈底板块止水设施破坏和底板块锚固失效的条件下,研究了拱端轴力的变化规律。试验和分析表明,沿水流方向,拱端力在冲击点上下游各0.1 m附近达到最大,沿流程衰减;拱端力大小随拱圈振动底板块数目的增多而增大;通过转换得到拱端最大受压强度,在试验范围条件下的底板块尺寸,最大径向相对位移小于底板块厚度的70%时,满足抗压强度要求。

大断面古土壤隧道围岩压力分布规律及支护结构受力特征分析——以银西高铁早胜3号隧道为例

银西高铁早胜3号隧道位于甘肃省宁县境内,为国内首条穿越古土壤地层的隧道。为研究隧道穿越古土壤地层时围岩压力分布情况及支护结构受力变形特征,通过在隧道相同里程布设压力盒、表面应变计和钢筋应力计等传感器,对围岩压力、初期支护受力变形情况进行长期现场监测,并将监测结果得到的频率值换算为力值或应变,最后对数据进行分析。结果表明:1)对于三台阶七步开挖法,围岩压力大致经历了急剧变化—缓慢变化—平稳变化3个阶段,三台阶七步开挖的施工工法决定了相同里程先开挖一侧围岩压力明显大于后开挖一侧; 2)钢拱架呈现三维受力状态,相邻2榀拱架间轴力以受压为主,支护结构的完整程度以及与混凝土的协作关系直接影响轴力变化情况; 3)拱脚应变的最大值主要集中在上台阶和仰拱底部附近。

高铁隧道穿越采空区段围岩变形受力规律分析

为研究高铁隧道过采空区段的围岩变形规律,以太焦高铁皇后岭隧道典型过采空区段工程为背景,通过对典型断面进行隧道围岩变形和拱架内力的持续监测,对比分析不同施工阶段下高铁隧道围岩变形受力规律。分析结果表明:上台阶开挖时是围岩变形发生的主要阶段,隧道最大沉降变形发生于拱顶,占总变形的50%以上,且隧道距离采空区底板距离越近,围岩受开挖和采空区扰动影响越大;钢拱架受力为全环压应力,整体分布呈现“上大下小”“不均匀对称”的特点,受力最大位置出现在拱顶和右拱肩位置,并且拱架受力随着掌子面的远离,其轴力变化速率呈现出逐步减少的趋势。结合位移和应力监测数据分析结果,采空区对隧道的影响高度约为25.7 m。研究成果可为类似隧道过采空区工程的设计、施工提供借鉴和参考。

连续梁拱组合桥梁上部结构的施工技术研究

文章首先介绍了不间断梁拱组合桥梁的进步和其受力的不同之处,然后以实际工程为例,针对该类型桥梁上围构造建设的主要技术进行具体的研究和讨论,分析了不间断梁拱组合桥梁的主要建设环节在力学方面的能力,吊杆受力及其他上围构造在建设时期承受力方面的作用,保证了桥梁建筑的建设质量。

钢筋混凝土拱围堰在桥梁基础施工中的应用探讨

针对目前桥梁基础工程应用钢筋混凝土拱围堰过程中存在的问题缺陷,文章分析了钢筋混凝土拱围堰的应用特性,并提出了实践控制的方法策略,其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明,将钢筋混凝土拱围堰的施工形式与桥梁基础工程的实际情况结合,是实现其作用价值的关键。研究人员应在明确这一点的情况下,提高其作用于实践的普及度。

跨水库大跨度中承式钢箱拱桥稳定性分析——以新滩溪特大桥为例

新滩溪特大桥为跨径170 m的中承式钢箱拱桥,拱肋采用单箱单室钢箱截面。为了研究大跨度中承式钢箱拱桥的稳定特性,文章采用midas Civil建立了该拱桥的三维有限元模型,分别研究了恒载和恒载+活载组合下拱桥关键部位的受力特性,并对其各关键部位的安全性及稳定性做了相应的评价。通过数值计算研究,可进一步认识大跨度中承式钢箱拱桥的受力特征,所得结论可为同类型桥梁的设计提供参考。

箱型拱桥分节段安装斜拉扣挂计算

利用SAP2000软件有限元的方法进行箱型拱桥分节段安装斜拉扣挂计算,能够得到可靠的扣索索力结果,为选择合适的扣索提供依据。并能得出各施工阶段拱箱的受力,以便对拱箱在施工阶段中进行验算,保证拱箱在施工阶段的安全性。

基于数值模拟的盐上断层分布模式的研究

盐上断层的形态和分布模式主要由其下部盐体形态和盐拱起所产生的上拱力共同控制。对盐上断层形成机制和分布模式的定量研究在盐上断层解释与预测、盐体形态描述及油气运移和成藏等方面具有重要意义。在总结上拱力与其上断层形态定量关系的基础上,针对盐构造中三种典型的盐体形态类型,分别拟合上拱力分布模式,并数值模拟其所产生的盐上断层形态和分布模式。模拟结果表明:(1)在产生恒定上拱力的盐构造中,发育两组相对称、深度分布一致的断层,每组断层相平行;(2)在产生线性变化上拱力的盐构造中,发育主次两组倾向相反的断层,主断层分布较浅,次断层分布较深,多被主断层限制,每组断层内,断层分布随上拱力变小而线性变深,而其形态不发生变化;(3)在产生抛物线形上拱力的盐构造中,两组主断层倾向相反相互对称,每组断层内,从构造中心到边部,断层倾角变缓,分布变深,构造边部出现次级小断层多被主断层限制。模拟结果与自然界盐体形态和断层分布模式吻合性较好,证实了模拟基于的上拱力与断层形态定量关系理论和模拟结果的正确性。

预切槽法开挖黄土隧道的切槽方式研究

结合目前研制的中心轴式预切槽机械开展现场试验的需要,数值模拟研究顺序3段、5段、7段和跳跃7段切槽方式对于地层沉降、预筑拱变形及受力的影响,并在宝兰客专洪亮营黄土隧道现场进行了1环切槽及灌注混凝土试验,以测试预切槽机械的性能。结果表明:随着切槽分段数目的增加,地层沉降和预筑拱的收敛变形均逐渐减小,顺序7段切槽方式在控制地层和结构变形方面最为有利;预筑拱拱脚在4种切槽方式下均会承受较大拉应力,且超过了混凝土抗拉极限强度,其他部位拉应力均在安全范围内,因此应在拱脚处增加锁脚,并及时对预筑拱进行加固,以提高预筑拱的抗拉能力,防止其结构发生破坏;分段切槽灌注模式在黏质黄土中成槽的稳定性较好,而在砂质黄土中成槽的质量和灌注成型的预筑拱质量较差。

Construction Simulation and Real-Time Control for High Arch Dam

A method of combining dynamic simulation with real-time control was proposed to fit the randomness and uncertainty in the high arch dam construction process. The mathematical logic model of high arch dam construction process was established. By combining dynamic construction simulation with schedule analysis, the process of construction schedule forecasting and analysis based on dynamic simulation was studied. The process of real-time schedule control was constructed and some measures for dynamic adjustment and control of construction schedule were provided. A system developed with the method is utilized in a being constructed hydroelectric project located at the Yellow River in northwest China, which can make the pouring plan of the dam in the next stage (a month, quarter or year) to guide the practical construction. The application result shows that the system provides an effective technical support for the construction and management of the dam.