重力式锚碇水平极限承载力估值公式探讨

研究目的:当前基于摩擦设计的重力式锚碇的水平极限承载力估值偏保守,没有考虑锚碇结构与地基协同作用,联合承载的估值结果与实际偏差较大。本文利用平硐岩基摩擦试验、重力式锚碇基底深部位移监测和数值仿真试验等手段,探讨重力式锚碇与岩基的协同作用和联合承载机制。研究结论:(1)极限试验破坏形态揭示了重力式锚碇不是单纯的摩擦承载,而是锚-岩联合承载;(2)锚碇-岩基联合极限承载分为两个阶段和三个效应,初期为基底摩擦极限承载,摩擦效应;之后,前部齿坎夹持岩体剪切破坏极限承载,锚岩系统联合承载性能达到极限,夹持效应;基底上覆土重量对上述两部分都有提高,回填效应;(3)提出了考虑上述效应和联合承载机制的重力式锚碇水平极限承载力估算公式,经工程案例检验,公式极限估值9.6P与数值仿真确定的极限值8.0P接近,说明公式精度有保证,符合实际破坏模式;(4)该研究成果可用于新型重力式锚碇的设计和安全监控领域。

平面K型圆管节点新的承载力计算公式

建立了平面K型节点非线性有限元分析模型,综合考虑两支管搭接顺序和内隐蔽部分焊缝是否焊接等影响因素,并得到了试验验证,适应性良好.应用该模型,对4类圆管K型节点型式进行了分析计算,通过多元非线性回归,导出K型节点极限承载力新的计算公式,进而提出承载力设计值建议公式.采用国际管节点数据库中试验数据,与现有国内外规范公式进行比较评价,证明该公式有较高的精度和广泛的适用性,能综合反映影响承载力的诸多因素,公式可同时计算间隙型和搭接K型节点,可计算两腹杆具有不同几何参数以及弦杆有轴力作用的K型节点承载力等特点.

地基第一拐点承载力

假定地基为刚塑体,运用塑性理论,考虑基底下土的重量和基础两边超载,对地基第一拐点承载力进行了推导,得到了计算公式。综合对比载荷试验结果,发现载荷试验承载力特征值和地基第一拐点承载力理论计算值很接近。作者认为,本文公式可以直接计算地基承载力特征值(即地基承载力容许值)。

变截面底端扩体型锚杆在粉质黏土中的承载特性模型试验研究

为了研究粉质黏土中变截面底端扩体型锚杆的承载特性,通过改变扩体下段的直径、土体含水率、围压等条件进行锚杆拉拔试验,与普通锚杆、等截面底端扩体型锚杆的承载特性进行对比,并根据已有的等截面底端扩体型锚杆承载力公式估算出n阶法组合的变截面底端扩体型锚杆极限承载力公式。结果表明:在围压与土体含水率不变的条件下,变截面底端扩体型锚杆的极限承载力远高于普通锚杆;当扩体下段直径不变时,变截面底端扩体型锚杆的极限承载力大于等截面底端扩体型锚杆;在围压不变条件下,随着土体含水率增加,变截面底端扩体型锚杆极限承载力随之减小;在含水率不变的条件下,变截面底端扩体型锚杆极限承载力随着围压的增大而增大;对于含水率较高、围压较低的地质环境,增加扩体下段直径能有效提高锚杆极限承载力。

泥岩地基螺杆桩竖向承载性能试验分析

螺杆桩作为一种新桩型研究较少,根据泥岩地基的螺杆桩静载荷试验资料,分析了螺杆桩竖向荷载的传递机理,给出了极限承载力的计算公式,为今后泥岩地基的螺杆桩应用提供依据。

轻质超高性能混凝土(LUHPC)梁抗弯性能试验

为明确轻质超高性能混凝土(LUHPC)梁的抗弯性能,设计制作了配筋率为0.3%、2.3%、4.2%、6.8%、8.7%,钢筋强度为HRB400、HRB500的16根LUHPC梁,同时制作相同配筋率的7根高强混凝土梁作为对比,开展其抗弯性能试验,研究了LUHPC梁的破坏形态、荷载-挠度曲线、配筋率和钢筋强度对于极限承载力、开裂弯矩和延性的影响规律.依据极限状态下跨中混凝土实测应变分布规律,提出了将受压区应力图形简化为三角形,考虑受拉区混凝土拉应力贡献的抗弯承载力计算修正公式.试验表明:当配筋率为2.3%、4.2%、6.8%,钢筋为HRB400级时,LUHPC梁的极限承载力提高了26.9%~35.7%,HRB500级LUHPC梁比HRB400级的极限承载力提高了10.5%~28.5%,开裂弯矩无明显增长;在相同配筋率下LUHPC梁的开裂弯矩和极限承载力均高于高强混凝土梁,其延性明显优于高强混凝土梁,配筋率为0.3%时,为少筋破坏,8.7%时为超筋破坏;提出的LUHPC梁抗弯承载力计算修正公式,其计算值与试验值吻合较好,平均误差为4%.

子坝高度对膏体尾矿初期坝坝体稳定性的影响

由于尾矿排放量的急剧增加,有必要在一些尾矿库上筑建子坝,扩大库容,但随着坝体高度的增大,在一定程度上影响了坝体稳定性。为此,以内蒙古某尾矿库为例,首先基于太沙基地基极限承载力公式计算了膏体尾矿沉积固结后具有的承载力以及不同高度的子坝对基底产生的应力;然后利用Geo-studio软件的slope模块分析了膏体尾矿沉积固结后在其上建5,7,9 m高度子坝的坝体稳定性,结果表明,坝体安全系数虽有所降低,但大于1.2,满足现有规范。研究表明:(1)膏体尾矿沉积固结后在垂直方向总体呈现上软下硬的特征,在水平方向呈坝前硬、向库内逐渐变软的特征;(2)子坝越高,在基底产生的应力越大,故该膏体尾矿库所筑的子坝高度不宜超过9 m;(3)待膏体尾矿入库固结后,可在库上继续筑子坝,子坝的高度需经计算方可确定,但膏体尾矿的上部固结速度较慢,若需赶工期,则需进行坝基处理,以达到筑子坝的地基承载力要求;(4)膏体尾矿在未固结之前,应视为软土地基,而膏体尾矿软基处理技术仍需进一步研究。

钢—HSSFC中PBL剪力键力学试验研究

为研究钢-HSSFC (High Strength Steel Fiber Concrete,高强钢纤维混凝土)组合结构中PBL剪力键的力学性能,共设计制作了4组12个试件,并进行推出试验,研究其破坏形态、荷载-滑移曲线,分析破坏机理。试验结果表明:采用HSSFC的PBL剪力键具有更高的极限承载力、延性、抗剪刚度和裂缝抑制能力。最后基于本试验提出的极限承载力计算公式物理意义明确,与试验结果吻合良好,可以指导钢-HSSFC组合结构下PBL剪力键的设计。

土工合成材料加筋垫层的设计及应用初探

随着土工合成材料技术在我国的应用和发展,土工合成材料加筋垫层处理软土地基这一新技术,已在土木工程中得到了广泛的应用,取得了显著的经济效益。但目前对其作用机理的研究还比较少,还没有找到一种在理论和实践上均趋于成熟的设计和计算方法。本文试图对这一问题进行粗浅的探讨。