双层地下连续墙土压力的现场实测研究

南京某超深基坑工程采用异形围护结构双层地下连续墙进行施工,双墙间土体处于非极限平衡状态,土压力分布演变形式及墙土间相互作用机制并不明确。为探明深基坑开挖施工引起的双墙间有限土体的土压力变化规律及墙外侧土拱效应对土压力分布的影响,采用现场实测分析结合物理模型计算的方法开展研究。首先,通过现场试验在土层中布设土压力监测点,获取基坑开挖过程中墙间土压力演变规律;其后,建立考虑土体分层的曲面锥形土拱模型,计算侧土拱发展引起的墙外土压力变化量,并结合试验数据的参数反演和误差分析对模型计算结果的准确性展开讨论。研究结果表明:基坑开挖施工对双墙间土体的影响总体呈现为挤压变形,有限土体受到的侧向约束作用有助于进一步发挥土体的抗剪强度;基坑开挖各工序中土方开挖过程对地层扰动最为显著;侧土拱效应进一步增大了浅层土体挡土墙侧土压力,而中深层土体中几乎没有侧土拱发展;考虑侧土拱效应的土压力计算结果较传统水土分算的Coulomb理论计算方法与现场实测结果更加吻合。本研究可为异型围护结构的深基坑工程设计及施工提供思路与建议。

基于现场实测反演的地铁运行诱发邻近结构振动预测

准确预测地铁运行引起的拟建结构振动具有重要的理论意义和工程应用价值。目前现场实测主要用于验证数值模拟的准确性,较少直接用于数值模型校准。为解决拟建结构振动预测难的问题,提出了基于地下室建成前地表振动实测和有限元模拟的地铁运行诱发振动频域反演预测方法。首先,开展了地下室建成前地铁运行引起的场地振动实测,然后由隧道-分层地基有限元模型计算场地振动传递函数。结合传递函数原理和地表实测反演得到振源。随后,将反演振源输入含地下室结构的有限元模型,开展振动预测分析。结果表明,预测的地下室振动与实测结果吻合良好,提出的方法可为地铁运行引起拟建结构振动的准确预测提供重要的支撑。

基于现场实测的建筑工程基础加筋垫层受力和变形研究

柔性复合地基处理在建筑地基承载力和工后沉降改善中具有巨大的应用前景。以山东省济南市某棚户区改造项目为研究对象,运用原位测试的方法对复合地基加筋垫层的受力和变形进行分析。结果表明,随着静力载荷试验荷载的增加,桩间褥垫层的土压力曲线呈非线性增加并趋于稳定的变化,而灰土挤密桩顶部褥垫层的土压力曲线则呈反“S”形;灰土挤密桩顶部褥垫层与桩间褥垫层的土压力比呈现非线波动式增加,荷载0.06MPa至0.12MPa时,压力比略有下降;随着荷载的增加,土工格栅不同角度方向的张拉变形规律大致相同,均呈现反“S”形,土工格栅0°方向和60°方向的变形大致相同,均小于90°方向变形,约为50%;随着静力载荷试验荷载的增加,基础加筋褥垫层荷载-沉降曲线呈现明显的反“S”形,变化规律与土压力大致相同。

高压输电塔线耦联体系风振响应有限元分析与现场实测对比研究

采用ANSYS软件建立了华东电网某500kV高压输电线路结构的三塔两线空间有限元模型,将线路实测的台风"韦帕"风速记录转换为风荷载,进行了该塔线耦联体系的非线性风振响应分析,有限元模型计算结果与现场实测加速度响应吻合较好,说明文中建立的高压输电线路结构的有限元模型是合理的,可以较为准确地分析塔线耦联体系的风振响应。在此基础上,研究了设计风速作用下塔线耦联体系的风振响应,并与规范拟静力响应作了比较。结果表明:在设计风速时,线路中输电塔主要受力构件的内力接近钢材的屈服强度设计值,有引发塔架破坏的可能。按现行输电线路结构设计规程设计的输电塔结构在设计风速作用时是偏于不安全的,输电线路结构设计时需要考虑塔线之间的耦合作用对输电塔动力响应的影响。

超高层建筑风致振动的现场实测与数值模拟

通过采用现场实测和数值模拟方法,对某超高层建筑的风致振动特性进行研究。在建筑物顶部布置结构振动监测系统,对常态风和台风作用下的结构振动响应进行测量,分析加速度、位移幅值和结构的自振特性。以实测动力特性为基础,建立超高层建筑的等效气动弹性模型,采用平均风剖面入口,联合ANSYS和CFX对风场与建筑物的流固耦合振动进行数值模拟,得到不同顶部风速下,建筑物不同高度处的位移时程、气动力系数时程及频谱分析、尾流旋涡脱落模式。将数值模拟结果与现有的实测结果进行对比分析,表明该方法模拟流固耦合振动是可行的,并可为实际超高层建筑的抗风设计和舒适性计算提供技术依据。

海边坡角可调试验房风荷载现场实测研究

在东海边上海浦东国际机场附近建造了一栋坡角可调的低矮房屋及测风塔,以对海边附近的风场特性及低矮建筑屋盖表面风压特性进行研究。该变坡房最大特点是屋盖坡角可以在0°～30°之间自由调节,以便分析坡角变化对屋盖表面风压的影响。首先分别对0°、10°及20°屋盖坡角下选取的10分钟风压时程信号进行了分析,并与1:30刚性测压风洞试验相应结果进行了对比,表明屋盖表面平均及脉动风压分布与风洞试验结果吻合较好。其次,对风速、风向角的平稳性及其之间的相关性进行了分析,说明风速与风向角之间耦合作用明显,尤其竖向风向角对风速脉动影响较大,时间滞后为0时两者之间相关系数接近-0.5。最后,对屋盖表面风压信号的非高斯特性进行了研究,发现偏度与峰度之间具有较好的线性关系,并给出了0°、10°及20°屋盖坡角下偏度与峰度的线性拟合公式。

苏通大桥凤凰台风现场实测分析

苏通大桥地处中国东部沿海地区,该地区易受台风袭击。为了分析该桥桥址区的实际台风特性,建立桥址区台风特性数据库,在大桥塔顶、主梁跨中及梁端安装了超声风速仪进行桥址区风特性现场实测。2008年7月台风"凤凰"袭击江苏时,风速仪记录了经过桥址区的三维强风样本。通过对实测凤凰台风数据的分析,得到了10-min平均风速和风向、紊流强度、紊流积分尺度以及紊流功率谱密度函数等强风特性。结合与现行桥梁抗风规范的对比,总结了桥址区的台风特性及规律。结论为大桥的抗风评价提供了可靠依据,同时可供华东沿海地区其它工程结构的抗风参考。

基于斜风分解的台风韦帕作用下润扬悬索桥抖振响应现场实测研究

以遭受2007年9月韦帕台风袭击的润扬长江大桥南汊悬索桥为例,利用该桥结构健康监测系统(SHM S)中加速度传感器实时采集的数据,结合台风期间专门增设的三维超声风速仪实测数据,采用时频分析和统计方法对大跨悬索桥的风特性及抖振响应进行了现场实测研究,主要研究内容包括桥址区的强风特性分析、主梁和缆索振动响应特性分析、振动与风速的相关性、斜风分解的影响等,并将其与台风麦莎期间的实测结果进行了对比分析。研究结果可用于验证现有抖振理论分析方法的可靠性,为大跨度悬索桥的抗风设计提供参考。

顶部开口的城市公路隧道自然通风现场实测与潜力预测

本文采用单点测试和连续测试2种方法,针对3条自然通风和2条机械通风公路隧道使用TSI7575-X型空气品质仪和KIMO-VT200型风速测试仪开展现场实测,获取隧道内温度、风速、CO和CO2浓度分布状况,并采用实测结果与已有的理论模型进行对比验证。结果表明:活塞风存在于所有隧道内,但机械通风隧道的活塞效应优于自然通风隧道;从入口到出口,所有隧道的温度、CO和CO2浓度均上升;隧道内风速主要依赖于车速(vt)和开口率(Rf),最大CO浓度随车速的降低和隧道长度的延长而增大,但受开口率的影响较小;CO的安全浓度标准依赖于人员暴露时间,在20 km/h和1 700辆/h车道条件下,所允许的隧道长度可达到3 000 m。

北京某地铁车站通风排烟系统现场实测与最佳通风排烟模式研究

2005年11月对北京地铁1号和2号线某典型单层岛式车站通风排烟系统的风速以及站台区域的速度场进行现场实测调查。根据实测结果并结合数值模拟的方法,对车站内的气流流动现状进行分析与评估。并在此基础上,进一步分析车站发生火灾时,不同通风排烟模式下烟气的速度场、温度场和浓度场的分布规律,提出车站火灾发生时的最佳通风排烟模式,以期为现行的地铁通风排烟系统运行方式以及将来的地铁通风排烟系统设计提供参考。

大跨度桥梁斜风作用下抖振响应现场实测及风洞试验研究

基于现场实测和全桥气弹模型风洞实验,对大跨度桥梁在斜风作用下的抖振响应进行了研究。在西堠门大桥上安装了GPS位移测量系统和加速度传感器,对桥梁在施工和成桥阶段的风速、风压和抖振响应进行了同步现场实测。然后设计1∶124的全桥气弹模型,进行了该桥在正交风与斜向风作用下的抖振响应风洞试验。对现场实测数据和全桥气弹模型风洞试验结果进行了对比分析,实测数据与风洞实验结果吻合较好。分析结果表明大跨度桥梁在斜风作用下的抖振响应幅值可能达到甚至超过同等风速正交风作用下的响应值。因此,大跨度桥梁抖振响应分析中考虑斜风的作用是非常有必要的。通过对本桥在斜风作用下抖振响应的现场实测和全桥风洞试验结果的研究,得出了一些关于斜风作用下大跨度桥梁抖振响应的有益结论。

高层建筑疏桩筏板基础现场实测与分析

桩基础设计时如何考虑桩间土的承载能力,目前还是一个难题,通过对南京大学MBA大楼疏桩筏板基础的原位测试,得到了高层建筑疏桩筏板基础的沉降特性、桩顶压力分布、桩间土压力分布、筏板内钢筋轴力的分布,分析了桩与桩间土承担竖向荷载的比例,肯定了高层建筑应用疏桩基础的可能性,其现场实测结果可供高层建筑基础设计及理论研究作参考。

深基坑变形特性的离心模型试验、数值计算与现场实测对比分析

依据背景工程特点进行抽象简化,得到合适的离心模型试验方案,采用离心模型试验分析紧邻地铁枢纽深基坑工程变形特性。同时建立三维有限元模型对上海地区某紧邻地铁超深基坑变形特性进行数值模拟,分析中土体本构关系采用考虑土体小应变特性的HSS模型进行描述,并与现场实测结果进行对比分析。研究表明:模型试验、理论计算及现场实测3种方法所得出的深基坑变形特性定性规律基本一致,但在量值上有较大的差别,其中采用考虑土体小应变特性的HSS模型能够较好地模拟超深基坑的变形特性。

覆岩裂隙带发育高度数值模拟和现场实测

根据武所屯煤矿开采技术条件和岩石力学参数等,建立数值计算模型,运用数值模拟软件FLAC3D对上覆岩层随工作面推进时的塑性区破坏、应力分布,以及垂直位移变化情况进行数值模拟,采用应力判别法确定覆岩导水裂隙带高度,并采用经验公式法和现场实测对覆岩破坏高度进行了验证,结果表明:采用数值模拟的方法预测覆岩破坏高度具有较高的准确性和优越性。

超高压变电站雷电过电压现场实测与仿真计算

简述了电力系统过电压问题的研究方法:TNA具有直观性,实测具有真实性,仿真计算具有灵活性。为研究某超高压变电站雷电过电压与绝缘配合问题,用低压冲击波进行了时间比例尺、阻抗比例尺均为1的现场试验,且用ATP-EMTP仿真计算了设备上的雷电侵入波过电压。试验结果表明,一线一变、一线两变两种运行方式下,降压实测与ATP-EMTP仿真计算结果基本一致,说明将实测与计算结合起来是一种分析此类问题很好的方法。

混凝土桥梁低频结构噪声数值模拟与现场实测

提出一种列车激振下混凝土桥梁低频结构噪声数值预测方法,以获取结构噪声时间、频率及空间特性。采用有限元法和模态叠加法求解列车-轨道-桥梁动力相互作用系统瞬态响应,重点关注桥梁高频局部振动。采用边界元法求解桥梁模态声传递向量,将其与桥梁模态坐标频谱相乘得到空间各场点声压频谱,再对声压频谱进行快速傅里叶逆变换获得相应声压时程。以上海轨道交通预应力混凝土U形梁为例,进行振动与噪声现场实测,将桥梁不同部位局部振动加速度和不同场点声压测试数据与数值模拟结果进行比较。结果表明:模拟和测试结果在时程曲线及频谱曲线上均吻合较好。

三种盾构管片配筋设计方法对比及现场实测分析

通过对比修正惯用法的解析解、ANSYS数值模拟解和ANSYS梁-弹簧模型法数值模拟解,结合东莞至惠州城际轨道交通工程DK97+898.238～DK100+897段管片内力现场实测结果,深入探讨各计算方法的合理性和准确性,并得出以下结论:修正惯用法解析解管片内力及配筋最大,修正惯用法数值解次之,梁-弹簧法数值解与现场实测反算值最小。修正惯用法解析解偏保守,容易造成设计配筋过大和浪费;建模较为复杂的梁-弹簧法及现场实测可反馈设计,其结果表明,修正惯用法数值模拟结果比解析解更接近工程实际,本工程内比解析法可节省配筋22.6%左右,且仍有富余量。

钻爆法施工对邻近埋地管道影响的现场实测与数值模拟分析

当城市地铁采用钻爆法施工时,隧道爆破施工产生的爆破地震波将对邻近埋地管道产生不利的影响,加大施工难度和风险。文中以大连市地铁一号线为工程背景,采用现场实测和数值模拟相结合的研究手段,对钻爆法施工过程中爆破地震波在岩土体内的衰减规律及埋地管道的爆破振动响应进行了研究。结果表明:管道和地表沉降时程曲线大致呈指数分布,两者趋势一致。管道沉降监测点的直接监测值和间接监测值呈一定的比例关系,且前者大于后者。数值模拟得到的爆破地震波衰减规律与实测结果基本一致,说明地铁隧道采用钻爆法施工时,借助数值模拟研究爆破振动效应是可行的。依据现场实测数据,建立了能够反映地铁隧道采用钻爆法开挖时爆破地震波的传播规律的质点萨道夫斯基预测公式,在后续隧道采用钻爆法施工时,可以参考萨道夫斯基公式并结合现场实测数据来不断的调整和完善爆破参数,从而指导地铁隧道后续阶段的施工。

深厚淤泥地基中高路堤桥台基桩工作性状的现场实测与分析

针对位于深厚淤泥地基上的高路堤桥台的冲孔灌注桩,进行了1.5 a的现场实测,测试了修筑承台前、修筑桥台期间、邻近过渡段的路基填土期间、过渡段的路基填土期间及跨梁修筑后的桩身应变和桩侧土体孔隙水压力,也测试了基桩的挠曲变形和桥台的倾斜变形,基于实测结果对基桩的受力变形性状进行研究。结果表明,桥台基桩在承受上部结构荷载以前就产生了压缩变形;在上部桥台和台后填土的共同作用下,桩身前后侧的轴向应变虽都表现为压应变,但应变值相差较大;台后路基填土完成后,桩身最大负弯矩出现在淤泥层浅部,最大正弯矩出现在软硬土层交界处,桥台发生较小倾斜;跨梁的修筑使桥台台身又恢复到竖直状态。

深切峡谷桥址区高空风特性现场实测研究

架设在深切峡谷中的大跨度桥梁,由于桥址区地形地貌复杂,桥面离开谷底较高,桥址区的风特性一般无法通过抗风规范直接确定.为确定深切峡谷桥址区高空的风特性,利用大桥施工过程中的猫道,在大桥跨中位置处布置了一套三维超声风速仪,对桥址区高空中的风特性进行了现场实测,获得了 7 899 条有效的脉动风速时程,以此为基础对桥址区高空的风特性(平均风速、风向、风攻角、紊流度、紊流积分尺度、功率谱)进行了分析.研究结果表明:深切峡谷桥址区高空风特性受地形的影响已经明显减弱,其风攻角均值趋于 0,同时高空的紊流积分尺度更加接近平原地区,紊流积分尺度均值比规范推荐值要大.