软土隧道底部加固对隧道长期变形的研究

为分析隧底加固的软土隧道的长期变形性状,以某软土隧道为研究对象,采用数值模拟的方法计算不同物理力学参数的加固体对软土隧道长期变形的影响。结果表明:隧底旋喷加固对因固结引起的软土隧道沉降有一定控制作用;加固体模量为周围土体10倍时较为合适;不同泊松比对长期变形的影响不显著;不渗透的加固体对软土隧道长期的沉降控制弱于低渗透的加固体。研究结果可为考虑固结研究软土隧道长期变形的相关问题提供借鉴,可为类似工程实际运用提供参考。

含锈蚀和疲劳损伤混凝土梁的长期变形性能试验研究

为研究结构在锈蚀、疲劳、徐变多因素作用下的长期变形性能,开展了含锈蚀、疲劳损伤钢筋混凝土梁的长期持载试验,记录并分析了不同损伤试件的裂缝、应变及挠度发展规律。研究结果表明:持载作用下,试件原有裂缝的宽度和长度都有所增加,还会产生新的竖向裂缝,裂缝变化主要集中在持载前期,之后趋于稳定;含疲劳损伤试件新增竖向裂缝较少,含锈蚀损伤试件还会产生新的纵向裂缝;锈蚀损伤越大,试件受压区混凝土徐变应变越小;锈蚀损伤和疲劳损伤会缩短徐变应变进入相对平稳期的时间,提前了约10 d;锈蚀通过增加抗弯刚度来影响试件的收缩徐变挠度,疲劳以及锈蚀和疲劳共同作用主要通过削弱抗弯刚度和消耗受压区混凝土塑性变形来影响试件的收缩徐变挠度。

粗粒土三轴试验力学与长期变形特性研究综述

粗粒土具有良好的工程特性已被广泛应用于土石坝、路基等实际工程中,但同样由于其组构关系的复杂性导致其各种力学和长期特性研究尚不清晰,该文在参考大量文献的基础上概述和总结粗粒土三轴试验的进展,主要包括粗粒土的定义及简要分类、抗剪强度和变形、损伤劣化及三轴试验的技术方法,并结合自己所做粗粒土三轴试验的认识提出一些思考。

分级加卸载下南海珊瑚泥一维固结长期变形试验及模型研究

南海珊瑚泥是珊瑚群体死后的骨胳、碎屑聚积形成的海洋岩土体钙质软泥,具有特殊的工程性状,研究其在荷载作用下与时间相关的长期非线性变形对吹填岛礁建设和长期稳定分析具有重要意义。对珊瑚泥进行了3组不同加卸载方案的一维固结压缩试验,通过改变加载时间与加卸载循环圈数探究应力历史对其长期变形性质的影响,并针对珊瑚泥在加卸载试验条件下呈现出的瞬时变形、延时衰减与延时稳定变形3阶段规律,采用改进的Burgers模型拟合不同竖向应力作用下的ε-t(应变-时间)曲线,具有较高拟合精度。同时分析模型参数后发现,随着分级加载时间提高,瞬时应变增量及其增长率下降,最终荷载下的延时衰减时间缩短,延时稳定应变速率及最终荷载下的总应变增量减小。同一加卸载循环圈数中,同竖向应力下卸载阶段的瞬时应变增量小于加载阶段。随着加卸载循环圈数的增加,加、卸载各阶段瞬时应变增量均减小且二者相近,延时衰减时间缩短,延时稳定应变速率及最终荷载下的总应变增量减小。研究了分级加载时间与加卸载循环圈数对珊瑚泥长期变形性质的影响,旨在为岛礁建设中的堆载预压方案提供理论依据。

软土地基上重力式防波堤动力稳定性及长期变形特性研究

为解决海相软土地基中重力式防波堤在循环波浪荷载作用下的稳定性问题以及地基土的长期变形,该文以山东省滨州北海经济开发区岔尖渔港新建防波堤为研究对象,研究方法为室内试验和数值模拟。结果表明,软土的抗剪强度与固结度、围压和偏应力均明显相关;随着循环荷载加载次数的增加,不同围压条件下软土的累计塑性应变、剪切应力应变关系均呈现出明显的分段变化规律,在小应变阶段表现为线形变化,在大应变阶段趋于不断收敛;在循环荷载作用下,软土地基发生蠕变,其左侧的沉降量最大,随着时间的增加,重力式防波堤的竖向沉降变形表现为明显的非线性,且沉降趋于稳定的时间较长,6000d以后才达到收敛值0.435m。

采空区长期变形对桑掌隧道影响的数值模拟研究

【目的】桑掌隧道穿越阳泉二矿采空区上覆岩层,由于采空区长期变形的影响,隧道的安全运营受到威胁。为确保隧道的安全性,必须准确预测采空区长期变形对隧道的影响。【方法】采用数值模拟方法建立桑掌隧道及围岩的小尺度模型,通过施加位移场的方式,模拟采空区对该隧道及围岩的长期变形影响。【结果】结果表明,在采空区长期变形的作用下,围岩塑性区逐渐增大,隧道围岩的破坏主要集中在隧道两端洞口处,隧道洞口处的围岩处于欠稳定状态;隧道在采空区长期变形的影响下,围岩位移逐年增加,但整体增长速率逐年减少,位移最大值为257.79 mm。【结论】为确保桑掌隧道安全运营,应密切关注采空区长期变形对围岩和衬砌的影响,并采取措施确保隧道稳定,计算结果可为桑掌隧道施工和变形处置提供技术参考。

300m级高堆石坝长期变形预测

流变是高堆石坝变形的重要特征,过大的后期变形将对大坝的安全运行产生影响。采用幂函数流变本构模型,对双江口300 m级心墙堆石坝长期变形进行了3维有限元仿真分析,根据堆石料尺寸效应的流变试验资料,初步探讨尺寸效应对高堆石坝长期变形的影响。分析结果表明:双江口心墙堆石坝在大坝满蓄后3年大坝变形基本趋于稳定,变形量在可控制范围之内;尺寸效应对高堆石坝长期变形影响明显,与实际堆石体相比,缩尺后的室内堆石试样表现出较小的长期变形,对大坝变形的预测精度有一定影响。

堆石料长期变形的室内试验研究

堆石体存在流变,不仅与荷载有关,而且与干湿循环有关。堆石坝的长期变形观测资料也表明,雨季产生的变形常显著高于非雨季。本文通过室内试验模拟日晒雨淋引起的干湿循环作用,研究等围压荷载作用下干湿循环对堆石料长期变形的影响,并依试验所揭示的变形随干湿循环而变化的规律,建立了计算变形的近似公式。结果表明,干湿循环作用引起的堆石变形是不可忽视的,它随循环次数的增加呈非线性发展,并与围压呈正比。在计算堆石料长期变形时,除了考虑荷载作用的流变变形,还需根据年降雨的循环次数计算堆石料长期的变形。

高性能混凝土梁长期变形性能试验研究

以8根不同掺量的高性能粉煤灰混凝土梁的收缩、徐变试验为基础,研究了不同掺量高性能粉煤灰混凝土在荷载长期作用下的收缩、徐变性能及其上拱随时间的变化规律,探讨了温度、湿度等环境因素对不同掺量高性能粉煤灰混凝土收缩、徐变的影响.实验观测结果表明:高性能粉煤灰掺量20%～40%混凝土梁具有良好的工作性能和力学性能;与同强度的未掺高性能粉煤灰的梁相比,其后期强度和抗压弹性模量增大,收缩徐变减小,具有良好的社会和经济效益.

重复列车荷载作用下多年冻土路基长期变形分析

在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列车荷载作用下的蠕变分析,得到了机车荷载作用下冻土路基所产生的长期变形量,量化了该部分变形在路基总变形中所占比例.研究结果表明,机车荷载作用下路基两侧坡脚产生较大的剪应变,并且逐渐向上扩展,垂直方向变形占总变形量的10%左右.

非均匀收缩对大跨径连续刚构桥长期变形的影响

为了充分考虑非均匀收缩对大跨径混凝土连续刚构桥长期变形的影响,基于平截面假定,导出了等效收缩应变的计算公式.采用杆系有限元程序,对苏通大桥连续刚构由于截面非均匀收缩引起的长期变形进行了计算,并用降温法模拟等效收缩应变.分析结果表明:考虑截面非均匀收缩后,苏通大桥连续刚构主梁跨中的长期挠度比传统的不考虑非均匀收缩的方法增大6.0 cm,其中由于顶底板厚度差异引起的长期挠度达5.5 cm,截面配筋差异引起的长期挠度为0.5 cm;对于大跨径混凝土箱梁桥,桥梁预拱度设置时应考虑截面非均匀收缩对挠曲变形的影响.

基于非饱和蠕变模型的滑坡长期变形数值模拟

绝大多数滑坡的发生都与水直接相关,滑坡土体经常处于非饱和状态,而坡体的失稳破坏大都经历了一个时间过程,即滑坡变形具有蠕变性质。因此,绝大多数滑坡的失稳过程实质为非饱和蠕变过程,数值模拟时考虑渗流耦合蠕变效应更能符合滑坡变形的真实状态。根据前期研究成果所得的非饱和土非线性蠕变模型及其三维形式,采用试验数据对模型进行验证。由于常规商业有限元软件没有提供适合特定土体的非饱和蠕变模型,编制了基于渗流及蠕变耦合计算的有限元计算程序,并利用该程序对树坪滑坡在库水位变动下的变形过程进行了数值模拟。结果表明,计算结果与实际变形的监测值趋势比较接近,说明本文所建立的蠕变模型合理,编制的程序可靠,可用于实际滑坡的长期变形计算。

抽水地面沉降中含水层长期变形特性研究

长江三角洲地面沉降监测数据表明,抽水地面沉降中含水层的变形在总沉降量中占较大比例,且随时间长期发展。分析认为含水层砂土的蠕变是造成其变形长期发展的主要原因,而目前计算砂土蠕变特性的模型中普遍存在参数较多且确定困难的问题。根据含水层砂土的蠕变特性,对采用Singh黏性土蠕变模型计算含水层长期变形的方法进行研究。该模型假定土的蠕变速率与时间在双对数坐标系中呈线性关系,模型中仅有1个参数,即双对数坐标系中蠕变速率与时间曲线的斜率m。砂性土蠕变试验数据统计结果表明,砂性土的m值为0.9～1.1。通过对m的灵敏性分析可知,m在0.9～1.1区间内取值对计算结果影响不大,因此,在缺乏试验数据时可假定m=1。利用常州和上海的地面沉降实测数据验证Singh模型计算含水层变形的有效性及模型参数简化确定方法的准确性。

生态加筋土高挡墙长期变形的现场试验分析

为研究生态加筋土高挡墙的长期变形特性,结合高填方支挡工程,采用钢塑土工格栅作为加筋材料,混凝土砌块作为挡墙面板,筋材与面板锚固相连共同受力,进行了生态加筋土高挡墙的现场试验,分析挡墙顶部、中部及墙后填土的垂直和水平位移的长期变形规律。结果表明:工后挡墙顶部最大沉降为3 mm,最大水平位移为44 mm,位于挡墙中部。整个生态加筋土挡墙的变形特征为从墙顶往下呈鼓状膨胀发展,挡墙中部位移发展最大;加筋挡墙中部水平位移速率远大于挡墙顶部,但在工后200 d挡墙中部水平位移已收敛稳定,而挡墙顶部的水平位移在工后200~650 d仍处于动态微量增长中。

干湿循环作用对堆石长期变形影响的试验研究

堆石体存在流变,不仅与荷载有关,而且与日晒雨淋引起的干湿循环有关。通过室内试验模拟日晒雨淋引起的干湿循环作用,研究其对堆石体长期变形的影响。试验结果表明,荷载作用流变很快趋于稳定,测得的流变量也相对较小;偏应力状态干湿循环作用引起的长期变形非常明显,其变形占后期变形总量的50%~70%,且后期变形的衰减远小于荷载单独作用引起的流变,这对于坝体的安全和稳定的影响是不容忽视的。根据试验研究揭示的变形规律,本文建立了相应的计算干湿循环变形的数值模型,可用于有限元计算。

土工格栅加筋陡边坡路堤压实特性及格栅长期变形研究

通过试验路的修筑、现场施工损伤试验以及格栅变形的长期观测,对土工格栅加筋路堤压实特性和路堤中土工格栅的长期变形进行了研究.研究表明,填土虚铺厚度控制在35 cm左右,采用羊脚碾压路机碾压能有效减小土工格栅的损伤,用支设模板的方法进行格栅的反包施工可以保证坡面的平整和密实.研究提出的边坡附近填土压实标准符合实际并能满足工程需要.实际工程中土工格栅的变形主要来源于土体的填筑碾压,且有很大的随机性,路堤填土带给格栅的变形随格栅上部填土厚度的增加而增大,雨水的入渗将减弱土与土工格栅的相互作用,不利于土工格栅加筋路堤的稳定.

钢-混凝土组合梁长期变形的计算与分析

对钢-混凝土组合梁的长期变形问题进行了分析和讨论,指出我国现行《钢结构设计规范》关于组合梁长期变形的计算值偏小,并建立了组合梁的长期刚度计算公式,反映了混凝士徐变系数大小的影响,同时还考虑了混凝土收缩对变形的影响.公式意义明确,形式简单,应用方便.

钢筋混凝土受弯构件长期变形的通用分析方法

目的针对钢筋混凝土受弯构件的长期变形,提出通用合理的分析方法,研究归纳钢筋混凝土受弯构件的长期变形基本的性质规律.方法考虑混凝土实际的徐变、收缩效应、裂缝影响及应力重分布变化全过程,推导了适用于不同应力分布条件下受弯构件长期变形的通用公式,应用迭代分析计算程序对各种受弯构件的长期徐变收缩效应及挠度变形进行了仿真分析.结果通过与试验对比验证,通用公式计算结果与试验结果间平均误差低于10%.同时研究归纳了各重要因素对受弯构件长期变形的影响规律,并在设计规范建议的基础上提出了简化的多参数修正系数法,合理地预测了受弯构件长期挠度增大的影响系数,最后说明了该多参数修正系数法的可行性.结论采用通用公式分析钢筋混凝土受弯构件的长期变形所得到结果较合理准确,在其基础上简化提出的多参数修正系数法便于工程应用.

堆石料的长期变形特性研究

堆石料的变形控制影响坝体防渗体系和运行安全,是高土石坝建设的关键问题,堆石料的长期变形在坝体变形控制中的作用受到越来越多的重视。总结和梳理了国内外学者在流变、湿化与水位变动、干湿和温度循环,以及尺寸效应等条件下堆石料长期变形的研究成果,介绍了中国水利水电科学研究院研究团队在堆石料长期变形试验研究和模型研究的进展。研究结果表明,堆石料长期变形发展在坝体运行过程中的影响不容忽视,将显著影响坝体不同分区的变形协调以及面板受力分布,进而影响坝体安全。本研究成果可为堆石料长期变形相关研究提供技术支撑。

预应力混凝土桥梁长期变形的计算分析

介绍了混凝土徐变分析的原理及徐变结构分析程序PLECA编制的步骤 ,应用该程序对实际的简支梁桥和连续刚构桥进行了理论分析 ,并与实测结果进行了比较 ,验证了程序的可靠性。预测了结构的长期拱度变形 。