基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析

提出了基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析方法。首先将基桩标准化荷载-位移双曲线模型不确定性转化为双曲线参数不确定性,然后在Copula理论框架下建立了双曲线参数的联合分布函数。最后以钻孔现浇灌注桩试验数据为例证明了所提方法的有效性,并进行了基桩正常使用极限状态可靠度分析。结果表明:Copula函数是构造基桩标准化荷载-位移双曲线参数联合分布函数一种有效的方法,它能够更加准确地实现基桩荷载-位移双曲线的随机模拟,从而得到更为合理的可靠度结果。钻孔现浇灌注桩双曲线模型中两个参数间具有较强的负相关关系,忽略了这种负相关性将会高估基桩的失效概率。此外,常用的Gaussian Copula函数并不是拟合双曲线模型中两个参数间相关结构最优的Copula函数,采用Gaussian Copula函数将会明显低估基桩的失效概率。

抗拔桩荷载-位移曲线的归一化

抗拔桩常被应用于地下构筑物的抗浮和受较大弯矩作用高耸构筑物的基础.相对于抗压桩而言,国内对抗拔桩变形分析方法的研究较少,且大多数已有分析方法都过于复杂,不便于实际工程应用.文中通过选择合适的标准化参数将毫无规律的抗拔桩荷载-位移曲线族归一化为单一曲线,然后利用回归公式拟合该曲线,并将回归公式扩展到层状土体中.通过模型试验和现场试桩试验结果的比较可以看出,文中提出的简化方法不但可以简化抗拔桩的变形计算,而且计算结果与实测结果也较为吻合.

低强度模拟锚固材料抗弯荷载-位移全过程曲线试验研究

在大比例尺的地质力学模型中,由于相似模型材料的脆性和低强度,很难测得其抗弯应力-应变或者荷载-位移全过程曲线。对抗弯试验的过程进行力学分析,通过对增加辅助弹性元件方案的假设推导得到弹性元件刚度设计原则。依据该设计原则,组装出一台试验原理样机,测到不同节理(均质、层状和块状)含不同角度锚杆的试件的抗弯荷载-位移全过程曲线。此外,由于相似材料的低强度重度大特性,试验中适当考虑试件的自重对实验结果的影响。试验研究表明,弹性元件的增加对抗弯荷载-位移全过程曲线下降段有着质的改善;当弹性元件与台架的复合刚度大于试件的最大刚度,即可测得抗弯荷载-位移全过程曲线;在抗弯试验中试件自重荷载可以等效为集中力荷载,对于550 mm的标准试件其等效荷载相当于其自身重力1/2的集中荷载,相当于试验中均质试件峰值荷载的9%。

自平衡法试验上段桩荷载-位移曲线的解析拟合算法

针对自平衡法试验数据的分析处理,假定桩侧土荷载传递函数符合三折线模型,考虑桩身重力作用的影响,推导出上段桩荷载-位移曲线的解析算式,并给出了由自平衡法试验数据确定桩-土参数的方法.通过2根桩的实测数据初步验证了文中解法的适用性,为由自平衡法试验数据推算桩侧摩阻力和桩身参数、常规顶压桩的荷载-位移曲线提供了一种理论手段.

嵌岩抗拔桩荷载-位移曲线拟合模型的对比分析

通过建立风化砂岩层中抗拔桩荷载-位移数学拟合模型,分析不同地层条件下嵌岩抗拔桩的上拔荷载与桩顶位移关系,确定嵌岩抗拔桩的承载力。结果表明:对于风化砂岩层中的抗拔桩,采用双曲线模型拟合的精度最高,指数函数模型次之,幂函数模型相对较差;采用双曲线模型预测得到的嵌岩抗拔桩极限承载力值与实测值的比值在1.11~1.58,平均值为1.25,标准值为1.32;双曲线函数计算得到的极限承载力取1.3折减系数后,与实测值比较接近;采用归一化荷载-位移曲线双曲线模型下限曲线函数计算风化砂岩层中抗拔桩的承载力,95%的情况是偏于安全的。

一种单桩荷载-位移曲线数值计算方法的探讨

提出了一种利用荷载传递的双曲线模型计算单桩荷载－位移曲线的方法．该方法将桩划分为若干计算桩段，充分利用工程地质资料可以较好地计算出单桩荷载－位移曲线，并求得单桩极限承载力．计算结果与实测值比较吻合．

顶拉抗拔桩轴向荷载-位移曲线的解析拟合方法

针对顶拉抗拔桩试验的数据处理问题,采用荷载传递解析法和实测数据拟合,提出一种顶拉抗拔桩轴向荷载-位移曲线的解析拟合方法。该方法首先假定桩侧土符合双折线硬化模型,推导出一组顶拉抗拔桩在轴向荷载作用下荷载-位移曲线的解析解;然后通过实测数据,对桩侧土的传递函数曲线进行拟合,得到抗剪刚度系数、弹性极限位移等计算参数;最后利用解析解得到完整的顶拉抗拔桩荷载-位移曲线。将该解析拟合方法的计算荷载-位移曲线与实测曲线比较,两者的吻合度较高。该方法能够准确地反映顶拉抗拔桩在轴向荷载作用下的荷载-位移特性,也可用于计算层状地基中顶拉抗拔桩的荷载-位移曲线;与荷载传递位移协调法相比,无须实测各土层的传递函数,计算更加简单快捷。该方法为预测同场地不同桩径、桩长的桩基性状提供了一种理论计算手段。

栓钉连接件抗剪刚度计算与荷载-滑移曲线方程

为了明确栓钉抗剪刚度的影响因素,采用m法对栓钉连接件抗剪刚度进行了理论推导,建立了荷载-滑移曲线方程,计算结果与试验值及数值模拟结果吻合较好。在此基础上,探讨了栓钉直径、高度和材料性质,以及混凝土强度对栓钉抗剪刚度的影响。研究结果表明:栓钉直径对栓钉抗剪刚度影响较大,栓钉高度、材料性质及混凝土强度对栓钉抗剪刚度影响较小。

风化砂岩层中扩底抗拔桩荷载-位移曲线拟合分析

基于抗拔桩极限载荷现场试验,用数学模型对风化砂岩层中扩底抗拔桩的上拔荷载-位移曲线进行拟合分析。结果表明:对于风化砂岩层中的抗拔桩,采用双曲线模型拟合的精度最高,指数函数模型次之,幂函数模型相对较差;双曲线函数计算得到的极限承载力取1.27折减系数后,与实测值更为接近;采用归一化荷载-位移曲线双曲线模型下限曲线函数计算风化砂岩层中抗拔桩的承载力,95%的情况是偏于安全的。

钢纤维自密实混凝土荷载-位移曲线研究

在自密实混凝土中加入能起到增加强度和抵抗裂缝发展的钢纤维,从而形成一种新型复合材料,即成为钢纤维自密实混凝土。其克服了自密实混凝土的脆性问题,能有效提高混凝土强度和韧性。通过弯曲梁实验方法,分析研究了钢纤维不同尺寸、不同掺入率对自密实混凝土荷载位移曲线的影响,从而可进一步分析确定自密实混凝土中掺入钢纤维的尺寸类型和掺入量。

抗浮锚杆荷载-位移曲线研究及其应用

如何依据不完整的荷载-位移曲线估算锚杆极限承载力,工程界尚无定论。本文依据现场试验资料,分别采用双曲线模型、幂函数模型和指数模型对完整的锚杆荷载-位移曲线进行拟合,分析曲线的变化规律、确定锚杆的极限承载力,并将研究方法应用到工程实例中,以为工程设计提供参考。

水泥土桩锚荷载-位移曲线拟合研究

基于工程现场加筋水泥土试桩锚静载实测资料,对粘性土中端部扩大型加筋水泥土桩锚上拔荷载-位移曲线进行了优化拟合分析,针对其承载特性,选用了生物领域的Richards数学模型。对6根现场试验桩锚的拟合表明,Richards模型的拟合精度高,相关系数R为0.98443～0.99849,平均值达0.99291。该模型对粘性土中端部扩大型加筋水泥土桩锚的拟合效果比双曲线模型、幂函数模型都要好。结果表明,Richards数学模型针对粘土中端部扩大型加筋水泥土桩锚上拔荷载-位移曲线的拟合是较为精确和可靠的。

砂土中锚板荷载-位移特性研究及上拔位移计算

根据砂土中水平锚板的抗拔荷载 位移 (Q S)曲线特征 ,假定锚板的无量纲化荷载 位移 (Q Qu—S D)曲线为双曲线方程 ,对本次砂土中模型锚板的抗拔试验数据和相关的现场和模型试验结果 ,进行了统计学分析 ,阐明了模型试验锚板和现场试验锚板抗拔性能的差异 ,考虑到实际工程的不确定性 ,按 95 %的置信上限确定双曲线方程的系数 ,得出水平锚板的无量纲化双曲线方程 ,据此可以求解锚板在工作荷载下的位移。最后对方程的应用作了说明。

混凝土剪力墙荷载—位移全曲线非线性有限元分析的探讨

本文采用全量式本构模型，编制了包括上升段和下降段在内的荷载－位移全曲线的非线性有限元分析计算程序，较好地解决了下降段问题，计算和试验结果吻合较好。在有限元一理论中，考虑了混凝开裂后的软化效应和残余支持 力的影响。

曲线侧向荷载作用下框架-剪力墙结构中剪力墙数量的确定

本文首先建立了能包含均布侧向荷载、倒三角形侧向荷载、幂级数侧向荷载等常见侧向荷载的拟合二次曲线侧向荷载分布形式。推导了二次曲线侧向荷载分布作用下,框架-剪力墙结构的水平位移曲线。给出了以最大层间弹性位移角为控制量,确定二次曲线侧向荷载分布作用下框架-剪力墙结构所需的剪力墙数量的方法。最后给出的算例,证实了本文方法及公式的合理性,探讨了侧向荷载类型对所需剪力墙数量的影响。

冷弯薄壁方钢管混凝土梁的荷载-位移滞回性能研究

进行6根冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁在循环荷载作用下的试验,研究了试件的破坏形态,并对其荷载-位移滞回关系曲线及其骨架曲线进行分析,研究其在不同参数下的滞回性能、延性等重要抗震性能指标.得到的主要结论如下:⑴冷弯薄壁方钢管混凝土简支梁荷载-位移滞回曲线呈梭形,较为饱满,没有出现明显的捏缩现象,表明构件具有较好的延性和耗能能力.⑵宽厚比越小,滞回曲线梭形越饱满;跨高比越小,滞回曲线梭形也越饱满,构件的塑性变形能力越强,具备更好的地震吸收能力和优越的抗震能力.⑶比较荷载-位移滞回曲线的骨架曲线,不同参数对冷弯薄壁方钢管混凝土梁的竖向承载力影响很大.

抗浮锚杆荷载-位移特性及极限承载力预测

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆因其布置灵活、分散应力、耐腐蚀性强、绿色环保等优点,已成为钢筋抗浮锚杆的良好替代品。为进一步研究GFRP抗浮锚杆的承载性能,基于青岛某基坑抗浮工程中的6根GFRP筋和钢筋锚杆开展现场拉拔破坏性试验。试验结果表明:钢筋锚杆与GFRP锚杆平均破坏荷载分别为324 kN、394 kN,锚固强度利用率均达到92%。在相同直径、相同锚固长度条件下,GFRP锚杆能够承受更大的拉拔力,且发挥了更大的黏结强度。在荷载-相对滑移曲线分析中,GFRP抗浮锚杆整体呈缓“S”形,钢筋锚杆整体呈“L”形,表明GFRP锚杆抗浮性能优于钢筋锚杆。根据二次多项式回归分析,当锚杆杆体位移量小于20 mm时,预测精度较高,最高可达96.15%。研究结果对实际抗浮工程应用具有一定的借鉴和参考价值。

软土区抗拔桩荷载—位移曲线归一化数值分析

在Hsiung归一化分析方法的基础上,采用抛物线荷载传递函数,将抗拔桩的荷载—位移曲线归化为单一的曲线,建立该曲线的回归公式,并和工程实测数据加以对比,得出文中提出的方法和实际工程有较高的吻合度的结论。

强风化岩中挖孔基础抗拔试验及荷载位移曲线模型参数研究

挖孔基础是目前我国山区架空输电线路强风化岩地基中最常用的基础形式之一。以强风化岩地基中的直柱型、扩底型两种结构型式的挖孔基础为研究对象,通过开展16个全尺寸基础现场抗拔试验,获得各试验基础和地表不同位置处的荷载-位移曲线。试验结果表明:基础及地表的荷载-位移曲线整体变化特征相似,均可划分为初始直线段、中间曲线段和终了直线段3个特征段。采用M值表示相应阶段位移量占总位移的百分比,不同的特征段M值的大小不同,并且其值随着远离基础边缘而逐渐减小。分别对直柱型、扩底型两种结构型式的基础荷载-位移曲线进行归一化处理,采用双曲线模型获得无量纲荷载(Q/QL2)与上拔位移s之间的关系曲线,通过对比分析同种结构型式挖孔基础在黄土、强风化岩两种地基中荷载-位移曲线的差异性,得出地基岩土体抗剪强度参数c、Φ值与双曲线模型参数b值呈负相关,与基础抗拔承载力呈正相关。采用推荐的模型及参数对挖孔基础的荷载位移曲线进行预测,预测值与试验值吻合较好,从而验证了该模型及参数对于强风化岩地基挖孔基础荷载-位移变化行为预测的适用性。