水平荷载作用下压力型扩大头锚杆承载特性试验研究

通过自行研制的模型试验装置,利用PIV技术研究水平荷载作用下压力型扩大头锚杆力学特性以及周围土体位移发展机理。试验结果表明,压力型扩大头锚杆的受力过程可分为侧摩阻力阶段、过渡阶段和端部阻力阶段,在每个阶段转变之间荷载位移曲线会出现"拐点"。基于数字图像分析,提出压力型扩大头锚杆扩大头锚固段近端土体临界位移场影响范围呈"灯泡型",且当扩大头锚固段长径比超过3∶1后,随着继续增大长径比对扩大头锚固段近端的位移场范围基本无影响。

水平荷载下鳍桩承载力的数值模拟

大直径桩广泛应用于近海风电基础中,采用桩侧增加鳍片的方法可有效抵抗水平推力。文章基于有限元分析软件ANSYS,采用服从Drucker-Prager屈服准则的完全弹塑性本构模型,建立了大直径薄壁钢管鳍桩三维有限元模型;针对不同鳍长、鳍宽、桩身长度和桩身直径等因素,分析了水平荷载作用下鳍桩的变形。计算结果表明,鳍桩抵抗水平荷载的能力明显高于普通单桩,与鳍宽相比,鳍长对鳍桩水平承载的能力影响较大。

考虑土体屈服的水平受荷桩受力变形分析

在深入研究水平受荷桩桩土相互作用的基础上,引入Pasternak双参数模型,并考虑桩顶水平位移较大时,桩侧土体进入屈服状态的情况,基于桩身微分单元导出了桩身水平挠曲的控制微分方程,并给出了桩身水平挠曲的解析解答,在此基础上提出了考虑土体应力扩散与变形非线性的水平受荷桩桩身挠曲计算方法。采用某工程桩的数值模拟结果对此方法进行了验证,表明了此方法的正确性,同时运用本方法,分析了考虑土体屈服及土体侧向剪切刚度对桩身水平位移与桩身弯矩的影响,并得到了一些有益的规律。

CT用于动态观察土体内部结构发育过程的试验研究

CT技术已在土壤科学和岩石力学等学科中得了应用 ,但还未广泛应用于地理和地质分析中 .为了探索CT技术在动态观察地质体内部结构变化的可行性 ,设计和研制了一个能适用于CT观察仓的推力装置 ,对两种土体模型 :一种是由砂子和硅粉组成的散粒体模型 ;另一种由面粉和高岭土组成的塑性模型进行了平推试验 .试验中土体模型中内部结构的变化过程 ,用CT进行了连续拍摄 ,分析和讨论了这些观察结果 .试验表明 ,CT作为一个强有力的无损伤和无侵入的观察工具 ,可以研究一般情况下无法观察到的土体内部结构的变化过程 ,是地理和地质分析方面一个十分先进的研究手段 .