考虑级配影响的粗粒土−格栅最优网格尺寸试验研究

土工格栅作为土石坝常用的加筋材料,根据颗粒级配采用适合的格栅网格尺寸可显著提高土石坝抗震性能,探究级配影响下最优网格尺寸变化规律具有工程意义。基于连续级配的级配方程,通过改变最大粒径d_(max)和级配面积S,设计15组级配土料,采用4组不同网格尺寸L_(a)对各个土料加筋,做成60组加筋试样。利用大型直剪仪对各个试样进行循环剪切试验,从而定量研究级配与能使加筋粗粒土抗震性能达到最优的土工格栅网格尺寸之间的关系。试验发现,当d_(max)及L_(a)一定时,级配面积存在一个最优值使抗震性能达到最佳,将此定义为最优级配面积S_(opt);当网格尺寸一定时,S_(opt)随d_(max)增大而增大,两者之间呈明显的对数关系;当d_(max)一定时,S_(opt)随L_(a)增大而减小,两者之间也呈明显的对数关系。建立定量描述d_(max)和L_(a)对最优级配面积S_(opt)的耦合影响的计算模型,并结合工程实际,提出基于室内试验结果预测现场粗粒土原级配对应最优网格尺寸的经验公式。

凯威特网壳最优网格研究

凯威特网壳的设计参数主要包括跨度、矢高、环向重复区域份数、径向节点圈数和杆件截面尺寸,每类参数的变化都会引起结构内力的重新分配进而改变结构的受力规律;这5类设计参数相互耦合,但应存在一个"最佳组合"使网壳结构的网格尺寸合理、用钢量最省且受力最为合理。对跨度30～90m、矢跨比1/3～1/7,环向重复区域份数6～12,径向节点圈数6～16的数百个单层凯威特型球面网壳模型进行了截面优化设计,以结构用钢量最省为优化目标,优化过程充分考虑了结构强度、刚度和整体稳定性,得出了凯威特型网壳5类主要设计参数的"最佳组合"规律,为工程设计人员提供了有益的参考。