恒静载降K法测定焊缝疲劳裂纹扩展门槛值研究

焊接残余拉应力会显著降低焊接接头疲劳性能,因此,焊接结构疲劳寿命评估参数的测定应对焊接残余应力予以充分考虑.为测得考虑焊接残余应力影响条件下的疲劳裂纹扩展门槛值,本文提出通过设定恒定平均外载以等效残余应力作用,进而逐级降低裂尖应力强度因子范围(ΔK)测得焊缝疲劳裂纹扩展门槛值的方法,即恒静载降K法.通过与ASTM E647-15等标准推荐测试方法所得结果对比,探究了恒静载降K法测量值适用性;通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等手段观察,对比分析了不同测量方法近门槛值载荷下的裂尖材料疲劳断口和变形行为.结果表明:采用恒静载降K法测量焊缝疲劳裂纹扩展门槛值最低,采用恒最大应力强度因子(K_(max))降载法的测量值次之,采用恒应力比(R)降载法的测量值最高.对比不同裂纹尖端K_(max)设定对门槛值测量的影响,发现随着K_(max)增大,门槛值测量值先快速下降,随后趋于平稳;采用恒静载降K法测定过程中K_(max)呈逐渐上升趋势,相应的门槛值测量值最低.疲劳断口显示,随着外加平均载荷增大,在近门槛值阶段断口形貌由疲劳辉纹转变为微区解理断裂;基于EBSD表征计算的裂尖材料几何必需位错密度表明,随着近门槛值外载的平均载荷增大,裂纹尖端位错密度增加.

后植筋组合梁锚固法静载荷试验技术研究

以山西首例素混凝土桩后植筋组合梁锚固法静载荷试验为背景,介绍了后植筋组合梁锚固法静载荷试验基本原理、检测工序等,着重阐述了其计算方法和技术要点。对检测方案的设计计算、控制因素和检测结果进行了分析总结,为今后该方法在本地区的应用提供参考,同时也为该检测方法在本地区的推广提供依据。

单箱三室PC连续弯箱梁桥静载试验

为了评估某单箱三室连续弯箱梁桥的实际承载能力,验证桥梁设计和施工质量的可靠度水平,对其进行静载试验。试验结果表明:各控制截面的挠度和应变实测值均比理论分析值小,与之对应的校验系数在规范要求范围内,该弯箱梁桥的结构刚度和强度均满足规范要求;静载试验前后,测试截面附近区域未见明显裂缝。

横向静载作用下轨道交通预应力混凝土U型梁裂缝开展研究

为探究轨道交通预应力混凝土U型梁结构在腹板横向受力情况下的裂缝开展状况,通过回顾总结其裂缝开展成因,并以实际工程中的某标准梁段为例,进行了横向静载破坏试验,分析了U型梁结构在横向受力下的应变、挠度变化规律以及裂缝发育和损伤状况。研究结果表明,在横向对称荷载作用下,随着加载级的增大,U型梁展现出良好的整体性能和横向抗裂性能;该梁的裂缝损伤首先出现在腹板和底板处,随后逐步扩展到底板与腹板的连接部位;在破坏加载级下,腹板与翼缘发生破坏性裂缝损伤和明显的外扩变形;在高于规范撞击力建议值2倍的横向静载作用范围内,试验梁能够保持弹性工作状态,验证了采用美国ACI规范中对于列车脱轨撞击力的建议值进行U型梁横向抗撞设计的合理性。该研究成果可为轨道交通预应力混凝土U型梁的力学性能研究和结构优化设计提供更多参考。

基于BOTDA的砂土地基预应力管桩抗拔静载试验研究

针对砂土地基抗拔桩受力性能与荷载传递机理研究不足问题,将布里渊光时域分析(BOTDA)光纤传感技术应用于长江下游地区厚层砂土地基预应力管桩原位抗拔静载试验研究,采用特殊设计的桩身刻槽钻孔、光纤粘贴保护、接桩过程连续植纤等技术工艺,实现了预应力管桩在拉拔过程中桩身受力变形状态的分布式测量与数据精确定位。研究结果表明:在上拔荷载作用下,试验桩桩身轴力沿桩身方向逐渐减小;桩侧摩阻力在下桩发挥效果较好,上桩侧摩阻力较小,全桩长侧摩阻力最大值在桩底;抗拔桩随上拔荷载的增加,轴力逐渐向下传递,向下传递的轴力主要由预制管桩侧摩阻力承担;分布式光纤应变传感技术能较好地监测预应力管桩桩身贯入施工因素对抗拔承载特性的影响。研究结果可在其他类型抗拔桩受力特性监测项目中推广应用。

某单箱三室连续梁桥静载试验研究

为测试某单箱三室连续梁桥整体受力特点,检验桥跨结构的承载能力、结构变形是否满足在正常使用状态下的设计要求,通过Midas/Civil对该桥进行有限元分析,并进行了静载试验研究,测试在静载试验下,各控制截面的应变状态和整体挠度,试验结果表明,各控制截面应变与挠度值实测结果与理论结果基本一致,且与之对应的校验系数在规定范围内,该桥强度和刚度均满足设计要求,桥跨结构的承载能力、结构变形在正常使用状态下均符合设计要求;在加载试验前后,对测试截面附近进行了裂缝观测,没有发现新增裂缝,试验桥跨结构承载力满足设计荷载标准要求。

非对称钢结构系杆拱桥静载试验研究

桥梁静载试验通过分析桥梁的工作状况并检测其整体的施工质量和力学性能,以保障桥梁的安全运营。文章阐述了荷载试验加载原则、测点布置、方案设计等内容,并通过一座非对称全钢结构系杆拱桥的静载试验,分析拱肋、钢纵梁、吊杆在各工况试验荷载作用下的强度、刚度、抗裂性能,同时分析并比较实测值和理论值,确定该桥在试验载荷下的真实受力状况,为此类非对称钢结构系杆拱桥梁受力性能的测试和计算提供参考依据。

循环冲击下预加静载岩石损伤破坏机制

为研究深部地下工程高地应力静载与采掘爆破施工等循环扰动耦合作用下岩石的损伤破坏机制,利用自主研发的多应变率动静叠加岩石力学试验系统,开展了不同预加静载(0.45σ_(c)、0.65σ_(c)、0.85σ_(c))叠加循环冲击荷载以及相同预加静载叠加不同频率(0.5、1.0、2.0 Hz)循环冲击荷载的砂岩动静叠加试验。试验结果表明:动静叠加试验中岩石峰值强度小于静载试验,最大变形量大于静载试验,表明动静叠加荷载对岩石损伤具有显著促进作用,且不同动静荷载叠加下岩石强度、变形、破坏等演化规律具有一致性,其中峰值强度、破碎持续时间与预加静载呈线性负相关,与循环冲击频率呈对数正相关;最大应变、裂隙分形维数、碎块分形维数与预加静载呈线性正相关,与循环冲击频率呈对数负相关;不同动静叠加下岩石表面裂隙与碎块粒径分形维数演化趋势基本一致,且前者略大于后者,表明岩石表面及内部裂隙发育的同步性,相比岩石内部三维应力状态,表面更利用裂隙萌生与扩展;不同动静叠加条件下岩样破坏模式发生转变,随着预加静载的增大或冲击频率的减小,破坏模式经历“斜面剪切破坏—竖向拉伸破坏—整体爆裂破坏”的转变,且爆裂破坏位置由底部向整体扩展。为定量表征循环冲击下预加静载岩石损伤机制,结合理论分析与试验数据,建立了综合考虑静载损伤与不同峰值、频率、次数循环冲击损伤以及应变率强化效应的动静叠加损伤因子,进而开展了4组不同参数下的动静叠加试验,理论计算与试验结果对照误差率分别为0.5%、1.8%、0.6%、1.7%,误差均较小;但基于动静叠加损伤因子的理论计算强度均小于试验强度,初步分析这是由于高频循环冲击下损伤发育存在细观滞后性,循环冲击实际产生的累积损伤小于单次冲击损伤的循环次数倍,后期可开展细观测试,探索循环冲击下岩石细观损伤演化规律,进一步完善理论模型。

三维静载与循环冲击共同作用下组合煤岩体力学特性试验研究

为进一步研究循环冲击载荷下煤岩体的力学特性,以岩-煤-岩结构试样为研究对象,利用改进后霍普金森压杆试验系统,开展三维静载与循环动态冲击试验,研究冲击入射能及围压对岩-煤-岩结构试样的强度、变形及破坏特征的影响。研究结果表明:相同围压下,总循环次数随冲击入射能的增加而逐渐减少;相同入射能下,总冲击次数随围压的增大而增加;相同围压下,平均应变率随着冲击次数、冲击入射能的增加而逐渐增加;相同入射能下,围压9 MPa时应变率较低且前期增长幅值较为缓慢,围压3 MPa时应变率较高且增长速度较快;峰值应力、变形模量随入射能增加而逐渐递增,随冲击次数增加而逐渐递减;相同入射能下,峰值应力及变形模量随围压的增大而增加;相同围压下,峰值应力与应变率呈幂函数递减,变形模量与应变率呈线性函数递减;循环冲击下,煤岩体破碎程度明显高于单次冲击,破坏主体是煤,破坏形式为剪切-拉伸复合破坏,并且具有明显的率相关性,随着冲击入射能的增加或者围压的减少,煤碎块尺寸较小且块数较多。研究结果可为深部煤岩体动力灾害控制提供理论参考。

钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点静载试验及极限承载力计算研究

为了解钢桁腹-混凝土组合箱梁(顶、底板为混凝土结构,腹杆为钢结构)外接节点在水平荷载作用下的受力性能,以某钢桁腹-混凝土组合箱梁桥方案为背景,选取钢腹杆轴力最大节点设计、制作缩尺比为1∶3的钢桁腹-混凝土组合箱梁局部外接节点试件(由混凝土弦杆、方形钢腹杆、节点板组成,原混凝土板简化为混凝土弦杆)并开展静载试验,分析外接节点试件静载试验现象及破坏模式、荷载~位移曲线,以及混凝土弦杆、节点板和钢腹杆的应力分布规律,并基于有效宽度法及撕裂面法与最大强度准则提出外接节点极限承载力计算方法。结果表明:外接节点试件的破坏模式为节点板拉剪断裂失效,极限承载力为设计荷载的5.71倍,承载能力满足要求;混凝土弦杆压应力沿加载方向逐渐减小,沿竖直方向从上往下逐渐增大;节点板应力沿加载方向总体上先增后减,外露节点板是节点受力的关键构件;外接节点极限承载力由节点板和钢腹杆中较弱者控制,采用所提出的计算方法得到的外接节点极限承载力计算值与试验结果相差小于6%。

混合监测方法在桥梁静载试验中的应用

为了缓解桥梁健康监测系统成本与测点数量之间的矛盾,获得更加全面的监测信息,探索了一种将实测数据与数值模型相结合的混合监测方法。首先通过适当假设将经典的结构平衡方程进行简化,再从有限元模型中提取结构柔度矩阵,并由实测数据反算出等效荷载,最后将其带回原方程计算所需的结构响应。研究结果表明:该方法实现了从部分响应数据到全局响应数据的扩展,且计算效率较高,可避免反复的有限元分析。混合监测技术对结构响应的计算有较高的精度,计算得到的响应与实际响应误差均在10%以内。

某既有建筑加固基桩竖向抗压静载试验方案对比分析及优化

该文根据既有建筑加固工程新增基桩工程现场实际情况,通过对堆载法、锚桩法及自平衡法几种常规竖向抗压静载试验的对比分析、方案优化及其在本工程中应用可行性的探讨,针对该工程既有建筑结构布置的合理利用提出了结合了锚桩+类似堆载的静载试验方法、称为结构自重法,并制定了高效可行的检测方案,为工程质量提供可靠的保障,并为工程实践提供一定的建议和依据。

低应变配合静载测试在基桩检测中的应用研究

基桩是建筑物的重要组成部分,其质量直接决定着建筑的安全性和稳定性。通过对前人的研究成果进行综合分析,探讨如何通过低应变配合静载测试来确保基桩的完整性。结合应力波分析理论和基桩试验系统,探索了一种新的、有效的基桩低应变检测技术。该技术可以有效地检测基桩的质量,并且可以结合静载测试来进行更加精准的检测。

桩基静载试验用淤泥固化土场地应用研究

为提高特大桩基静载试验可靠度,对桩基静载试验场地进行加固,以南京某桩基静载试验项目为依托,对不同固化剂掺量、不同固化深度、不同上部荷载情况下进行验证,基于现场实测数据对地基承载力、场地沉降观测结果进行数据分析,揭示各种因素的影响程度。研究结果表明,原状土地基经固化后,地基承载力由50 kPa增强至150 kPa以上;固化深度设计成1.0、1.5、2.0 m,固化剂掺量为5%,经现场平板载荷试验检测,能够满足设计要求;固化土场地上堆载加满后,场地平均沉降为16.7~19.1 mm,整体沉降均匀,根据沉降数据选择最优固化深度。

双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验控制指标研究

针对现行规范未就双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验控制指标做出明确要求,基于实验力学及有限元基本原理建立了双层桥面钢桁架连续梁桥的荷载试验计算模型,利用等效荷载原理分别拟定了以弯矩、轴力作为控制指标下控制截面的静载试验加载方案,比较了关键构件在试验荷载作用下的弯矩、轴力加载效率,明确了双层桥面钢桁架连续梁桥的静载试验的控制指标。研究结果表明:在边、中跨最大正弯矩工况的加载效率满足规范要求的布载方式下,杆件轴力的加载效率最小为1.024,最大为1.259;在边、中跨最大轴力工况的加载效率满足规范要求的布载方式下,杆件弯矩的加载效率最小为0.603,最大为0.992;为确保结构安全,建议双层桥面钢桁架连续梁桥静载试验应以弯矩作为控制指标。该研究成果对于双层桥面钢桁架梁桥的静载试验提供了一定参考。

水利工程单桩竖向抗压静载试验研究

以取水泵站为例研究水利工程基桩在竖向荷载作用下的受力特性和沉降特点,对典型基桩进行单桩抗压静载试验,明确了试验装置、加载方式、加载方法、判定方法,确定了单桩竖向抗压承载力特征值,判断了检测结果是否满足设计要求,为水利工程基桩设计及优化提供借鉴。结果表明:此场地单桩竖向抗压承载力特征值是十分合理和安全的,选取3根基桩竖向承载力桩端阻力所占比例不高,呈现为Q-s“缓变型”曲线,破坏特征点不明显。

钢螺杆锚桩压重联合静载试验钢梁设计与验证

为保证大吨位桩基静载试验安全实施,加载反力结构的合理设计至关重要。建立了加载反力平台钢梁的简化计算模型,分析不同受荷工况下钢梁的内力与变形发展规律,并对主、次钢梁截面尺寸进行优化设计。最后,针对实际静载试验项目对钢梁竖向位移、倾斜及锚桩抗拔力进行监测,验证钢梁计算模型的合理性。分析结果表明,钢梁在整个静载试验过程中的变形实测值均小于理论计算值;当施加的静载试验总反力超过堆载块和钢梁自重后,钢螺杆锚桩参与受荷,随着加载荷载的增大,其抗拔承载力的贡献逐渐增大;对于采用钢螺杆锚桩联合压重反力装置的静载试验,监测的各根钢梁竖向位移和倾斜总体一致,未出现明显偏心受力情况,表明该静载试验方法具有较高的安全性。

预制钢板组合梁静载力学试验研究

为了解预制钢板组合梁结构的基本受力性能,以长益高速扩容工程30 m跨的预制钢板组合梁为工程背景,开展多级静载力学试验,通过实测数据和理论计算值的对比分析,评价结构在标准设计荷载作用的承载能力。结果表明:在设计荷载作用下的跨中挠度实测值为16.15 mm,应变实测值为190×10^(-6),实测值均小于理论值,结构实际工作状况比理论状况要好;π形组合梁的各测点挠度和应变的校验系数均小于2.0,相对残余变形均小于0.2,在设计荷载作用下结构处于弹性工作状态,结构具有良好的强度与刚度,满足设计要求,可作为桥梁上部主体结构使用。结论可为同类型桥梁的推广使用提供参考。

平板静载试验实测值极差较大原因分析及处理方案

我国建筑工程的日益繁杂,对建筑基础的稳定性也越来越高。随着深基坑支护技术的发展,基础埋深越来越深,设计将厚度大、承载力高、分布均匀的天然地基直接作为持力层,用平板静载试验来确定地基土承载力的特征值,但有时对天然地层局部软弱夹层未能及时发现,因此在平板静载试验时出现个别试验点不合格,需二次开挖处理。该文结合张家川回族自治县某工程实例,分析平板静载试验点不合格原因(如检测设备出现故障,现场存在软弱下卧层),提出局部不均匀地基处理措施(如地基土换填,挤密桩加强),总结勘察、钎探、平板静载试验过程判断软弱下卧层的方法与经验。

超长大直径钻孔桩基础现场压缩静载荷测试分析

文中以某桥梁工程为例,对静载作用下不同类型桩的沉降量时程响应曲线以及荷载随深度的传递机制进行分析。结果表明,相同荷载水平下,2号桩的沉降量与1号桩相比降低了55.3%~67.8%。所有荷载水平下,钻孔灌注桩的桩身轴力随着深度的增加呈现不断下降的趋势。相同荷载条件下,钻孔灌注桩的桩身轴力略高于1号桩的桩身轴力,最大荷载水平下,2号桩的桩端部支撑百分比高于1号桩的端部支撑百分比。随着施加荷载水平的增加,钻孔灌注桩的桩侧摩阻力呈现先快速增加后平稳的趋势。相同荷载水平下,2号桩的桩侧摩阻力大于1号桩的桩侧摩阻力。总之,桩越长,钻孔灌注桩的承载能力越强。