基于三阶矩法的荷载抗力系数计算方法

针对现有荷载抗力系数设计方法的缺点(如不可避免的迭代计算等),基于三阶矩法提出了一种简单且具有高精度的荷载抗力系数计算方法。三阶矩法计算简便,适用范围广,并且能够避免迭代计算。通过对三阶矩法的研究和大量数据的线性拟合得到了基于三阶矩法的荷载抗力系数计算公式。为检验新方法的可行性,考查了均值、偏度、分布类型等因素对新方法的影响并进行了模拟仿真分析。此外,在案例分析中使用新方法和现有荷载抗力系数计算方法对3种荷载效应组合进行计算分析,并通过Monte Carlo法进行数值模拟验证。结果表明:在各关键参数的影响下,新方法的计算误差值在6%以内,其计算精度得到保证;与现有荷载抗力系数计算方法相比,新方法计算简便,适用范围广。

基于地基系数法的桩前土体抗力计算公式推导

针对现有抗滑桩桩前土体抗力计算方法的缺陷与不足,基于地基系数法推导了滑面边界条件为固定端和铰支端情况下的抗滑桩桩前土体抗力计算公式.为验证该公式的合理性与正确性,采用MIDAS GTS NX有限元软件建立了三维有限元边坡支护模型,并结合工程实例与现有计算方法相比较.结果表明,所推导出的计算公式能较精确地计算抗滑桩桩前土体抗力,从而得出更准确的桩身内力大小,降低了工程造价,在理论与工程实践中均有较好的借鉴价值.

基于地震波法测定岩体弹性抗力系数

围岩弹性抗力系数是隧道结构设计的重要参数,其原位测试具有难度大、费用高的特点。基于此,文章提出一种根据隧道地震波反射法进行超前地质预报实测的围岩地震波波速计算其弹性抗力系数的方法。首先根据实测地震波波速计算围岩的动弹性参数,然后利用前人得出的岩体动、静弹性参数关系计算围岩的静力学参数。以此为基础计算围岩的弹性抗力系数。文章以赣龙汀州隧道为例,采用上述方法获得了该隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩的弹性抗力系数,分别为0.54~1.19 GPa/m和0.24~7.6 GPa/m。计算数值与我国《铁路隧道设计规范》中Ⅲ、Ⅳ级围岩的弹性抗力系数吻合,这说明根据地震波反射法进行超前地质预报所获得的围岩地震波波速确定围岩弹性抗力系数是一种可行的方法。

地震法在单位弹性抗力系数测试中的应用

文章简要介绍了弹性抗力系数及其测试原理,并且根据原理,详细介绍了地震法在水工隧洞中测试围岩弹性抗力系数的理论及具体实施方法,通过工程实例证明了此种方法在实际测试中能够简便、快速、有效的对隧洞围岩弹性抗力系数进行检测且能收到较好的效果。

基于载荷和抗力系数法的锥壳开孔结构的强度失效评价

对于锥壳小端折边半径超过GB/T 150-2011《压力容器》要求的锥壳开孔结构,考虑到接管开孔补强区对锥段小端折边造成影响,采用载荷和抗力系数法从强度失效角度进行评价,为此类超标结构寻求一种设计计算方法,以求更好地满足建造要求,节省加工成本。

岩滩电站岩体弹性抗力系数试验研究

岩体弹性抗力系数试验难度大,一般只在特大型水电工程有压隧洞中进行。径向液压枕法是测定岩体抗力系数的方法之一,于20世纪60～70年代先后在映绣湾、清江、二滩等工程中采用过,并且只是测量直径向的相对变形。广西岩滩电站扩建工程为研究岩体弹性抗力系数采用此法,测量半径向的变形,较好地反映了岩体变形的叠加、各向异性和岩体弹性抗力系数K与压力关系,试验取得了宝贵的资料。

高速铁路隧道围岩抗力系数现场试验与理论研究

以沪昆高速铁路隧道为依托,通过现场径向液压枕试验,测量各级压力下半径向变形,获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上,结合国内外相关的弹性抗力本构模型,建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型:理想弹塑性模型、爆破裂缝弹塑性模型、塑性软化岩体模型、Lade-Duncan准则模型、统一强度理论模型,并有针对性的将所研究的20座隧道进行分类,分别计算其围岩抗力系数理论计算值。为了弥补现场试验点数目的限制,对所研究的隧道展开了数值模拟分析。通过对不同的埋深、围岩级别、地质特征下岩石抗力系数现场试验值、理论计算值、数值模拟值和规范值进行对比和综合,提出了高速铁路大断面隧道的围岩抗力系数推荐值,该推荐值突破了普通铁路隧道规范中关于抗力系数建议值仅限于弹性模型的限制,为优化隧道结构设计,充分利用围岩的自承能力提供了理论依据。

法向承力锚极限抗拔力影响因素的二维有限元分析

法向承力锚(VLA)是一种新型深海工程系泊基础,锚板的极限抗拔力是反映其工作性能的主要指标.基于假设海底软黏土为符合Mises屈服准则的理想弹塑性材料以及锚板为一刚性体,采用大型有限元软件ABAQUS建立二维有限元模型,利用接触对模拟锚板与周围土体间的相互作用.从锚板粗糙程度、埋置深度、埋置角度、宽厚比以及荷载作用位置等多角度研究影响VLA极限抗拔力的因素及其影响规律.结果表明:当锚板埋深较小时,法向承载力系数随着锚板埋深和埋置角度增加而逐渐增大;当法向荷载作用在锚板形心处时其法向承载力系数大于法向荷载作用在非形心处时的法向承载力系数.

考虑基坑卸载影响的改进弹性抗力法及其应用

弹性抗力法是目前实际工程中基坑支护结构变形内力计算的一种主要方法,该方法借鉴的是计算水平荷载作用下竖直放置弹性桩的地基反力系数法,但没有考虑开挖卸载对土抗力系数和坑内土体的变形影响,因而导致变形计算值通常小于实测值。首先在开挖面施加反向自重应力模拟基坑的开挖卸荷,利用Mindlin解得到坑内土体的卸荷应力分布;在前人的实验研究基础上,推导了不同卸荷比下考虑卸荷影响的土体水平抗力系数;将支护结构的变形分解为开挖瞬时的卸载作用和基坑内外水土压力差作用2个阶段,考虑卸载应力路径对坑内土体水平抗力系数以及开挖瞬时变形的影响,对传统的弹性抗力法进行了改进,最后将该方法应用于典型三维基坑算例。研究发现,改进法得到的支护结构水平变形大于传统方法,而对内力结果影响不大;基坑平面尺寸越大,两者的变形结果差别越明显,改进法更能反映平面尺寸对基坑变形的影响。

钢拉杆与钢绞线的抗力分项系数研究

由于缺乏足够的试验统计数据,目前对于索结构中拉索构件的设计强度多采用以经验为主的允许应力法确定,或在形式上采用分项系数,但具体数值仍按允许应力法推算,这与当前以概率极限状态法为基础的规范设计体系是不协调的。收集大量的钢拉杆与钢绞线试验数据,通过数理统计得到两种拉索材料的抗力分布模式,考察影响构件抗力的不确定性因素的统计特性;验证拉索结构的荷载效应与外荷载之间存在近似线性关系,通过引入荷载效应比以及荷载、抗力的均值等统计量,将荷载抗力分项系数表达式等价为极限状态方程的形式,采用基于一次二阶矩理论的验算点法对两种拉索进行可靠度分析。最后分别给出适于工程应用的钢拉杆与钢绞线的抗力分项系数,为今后相关规范的修订提供参考。

基于传递系数法确定支护桩设计推力的新方法

针对目前传递系数法不能计算桩前抗力确定支护桩设计推力的问题,提出了一种基于传递系数法支护桩设计推力计算的新方法:利用传递系数法的思想,在工程安全要求条件下,从上往下分析各条块的剩余下滑力,同时逆向计算各条块的剩余抗滑力,支护桩设置处剩余下滑力与剩余抗滑力在水平方向上的差值即为支护桩的设计推力值,并给出了相应设计推力表达式。通过与其他计算方法比较,证明了该方法的合理性。该方法不需要考虑推力传递系数或修正量,直接给出了设计推力的表达式,计算简便,实用性强。

抗滑桩锚固段地基侧向抗力系数K_H的取值分析

根据抗滑桩设计计算的发展现状,特别针对采用“K”法计算桩身内力的情况。作者结合岩石力学试验和岩石强度理论对抗滑桩岩质锚固段的地基侧向抗力系数KH进行分析,并根据一定的变形观测和位移反分析法来为KH的取值作一些探讨和研究。

抗剪强度折减系数法在求解复合土钉支护的稳定系数中的应用

用抗剪强度折减系数法计算复合土针支护的稳定系数,与传统计算方法相比减少了很多假设,稳定系数的概念更加明确。该方法的计算结果与复合土钉支护实际破坏形态非常吻合,与传统计算方法的结果相差不大。

大坝与抗力山体联合抗滑计算方法的初步探讨

与抗力山体联合作用是大坝抗滑稳定常用的措施,但由于受力复杂,通常采用有限元等方法进行安全评价。出于工程实用的需要,采用材料力学方法对大坝与下游抗力山体联合作用的受力状况进行分析,并以重力坝坝基刚体极限平衡抗滑稳定求解方法为基础,提出坝基抗滑稳定计算简易方法,并推导出相关公式。通过与有限元分析方法进行对比分析,认为材料力学方法的基本假定较为合理。结合典型算例和工程实例,进行抗滑稳定计算。结果表明:对于该工程实例,在正常工况下,不考虑下游山体的抵抗作用及考虑该作用时,坝体抗滑稳定系数分别为2.97和4.87;在地震工况下,这2个抗滑稳定系数分别2.24和3.89;考虑抗力山体作用后,2种工况安全系数均大幅度提高。作为一种探索复杂受力状况下坝基稳定问题的方法,其物理力学意义清晰,计算过程简便,对于解决工程实际问题具有便捷性和实用性,其求解思路也可供其它类似工程的大坝抗滑稳定计算参考。

圆形深基坑环梁径向等效刚度系数研究

弹性支点法是我国现行规范推荐的深基坑支护结构计算方法。在弹性支点法基础上,针对圆形深基坑环梁作为支护桩弹性支点的刚度系数提出明确算法,达到更合理地计算支护结构内力和位移的目的。通过弹塑性力学厚壁圆筒理论,得到环梁径向位移公式,进而推导出环梁径向等效刚度系数和环梁换算截面的等效材料抗力计算公式。将径向等效刚度系数和等效材料抗力作为弹性支点的参数,计算支护结构内力和位移。采用此方法计算沈阳某圆形深基坑支护结构的内力和位移。结果表明:采用等效刚度系数的二维弹性支点法计算得到的支护结构的内力与位移,与现场监测数据比较吻合,比三维有限元计算结果更安全,比常规刚度系数计算结果更经济合理。

嵌岩抗滑桩地基水平抗力系数K值取值的数值模拟研究

弹性地基梁“K”法是抗滑桩桩身内力计算的一种重要方法。针对“K”法中抗滑桩嵌固段岩体地基水平抗力系数K值取值主要采用经验值且随意性较大的问题,基于温克尔弹性地基力学模型,通过数值模拟及统计分析,建立了具有较高拟合度的抗滑桩嵌固段岩体地基水平抗力系数K值与岩体弹性模量和泊松比的函数关系式,并结合具体工程实例,将上述研究成果应用于秣归县谭家湾滑坡抗滑桩的优化设计,降低了工程造价。

滑坡位移法分析抗滑桩的内力和变位

本文提出由实测滑坡土体内部位移形式和滑动面处桩身设计剪力,直接解桩的挠曲微分方程,求桩身内力和变位的滑坡位移法。采用转移矩阵导出适用于多层地基的数值解法,并用FORTRAN语言编制了较通用的计算机程序。大量的计算结果与试验结果的对比分析表明:滑坡位移法的计算结果与试验结果吻合较好。该方法避免了对桩上的下滑力和抗力大小和分布形式的假定,解决了抗滑桩设计理论中的关键问题,使抗滑桩结构设计得更加经济合理,可望用于实际工程设计。

弹性抗力法中m值的反分析研究

m法以其计算简便,方法合理而被广泛应用于基坑支护设计中,弹性抗力法计算中m值的取值是关键,它直接影响着支护结构位移和内力的计算结果,以位移反分析法来确定m值的大小,该方法简单可靠,便于在实际工程中实现。

某水电站围岩弹性抗力系数试验研究

岩体弹性抗力系数试验一般在可研阶段进行,难度大、测试周期长、费用高。并需开挖试验洞,在技施阶段已难以进行。为了满足设计要求,查阅相关文献和资料后,在该工程高压管道上、下平段洞内进行了"长条荷载板法"围岩弹性抗力系数试验研究。试验结果表明该方法可靠实用,为有压隧洞确定合理的k0提供了实用的方法。

单轮式横向力系数测试系统测定路面摩擦系数关于SFC值温度修正方法的探讨

单轮式横向力系数测试系统测定路面摩擦系数时,规范给出了SFC值的温度修正表,温度修正表中给出了20℃、25℃等11个温度情况下的温度修正值[1],但是对于其他温度情况下的修正值的选取方法未作说明,目前主要有内插法和靠近取值法两种方法。另外条文说明介绍了英国的Lander和Sabey对于温度修正试验后得到的温度修正关系函数。通过数据分析,在现场路面不同抗滑值的情况下上述四种温度修正方法的适用性不同,当道路路面抗滑性能较低时温度修正表修正力度偏大,应适当调整。另建议其他温度采用内插法进行修正。