PARALLEL ADAPTIVELY MODIFIED CHARACTERISTIC BASIS FUNCTION METHOD BASED ON STATIC LOAD BALANCE

Characteristic Basis Function Method (CBFM) is a novel approach for analyzing the ElectroMagnetic (EM) scattering from electrically large objects. Based on dividing the studied object into small blocks, the CBFM is suitable for parallel computing. In this paper, a static load balance parallel method is presented by combining Message Passing Interface (MPI) with Adaptively Modified CBFM (AMCBFM). In this method, the object geometry is partitioned into distinct blocks, and the serial number of blocks is sent to related nodes according to a certain rule. Every node only needs to calculate the information on local blocks. The obtained results confirm the accuracy and efficiency of the proposed method in speeding up solving large electrical scale problems.

新型钢管混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能,设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件,开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等,分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力,全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明:钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强,破坏模式主要为梁端破坏,低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲,静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏;试件延性较好,加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。

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。

舰载飞机着舰撞击载荷实测技术研究

针对国内飞机起落架载荷测量中普遍存在的静标动测问题,从理论和机理上分析了静标定的应变法实测动态载荷存在问题的原因。同时,考虑到舰载飞机因定点着舰方式遭受严重的动态载荷,重点研究了舰载飞机着舰撞击载荷的静标动测问题。通过动态落震试验模拟飞机着舰过程,根据测力平台的实测载荷分析,获取了应变法实测载荷精度受动态影响的程度,提出一种改进的惯性修正方法,即:通过落震试验数据辨识质量矩阵,通过辨识的质量矩阵和实测加速度修正应变法的实测载荷。试验结果表明,改进的惯性修正方法进一步提高了垂向载荷的测量精度,显著提高了航向和侧向载荷的实测精度。

自平衡法和高应变检测在码头灌注桩中的应用

海南某高桩码头工程地质条件特殊,表面覆盖硬岩层,下部为黏土层,码头基础采用灌注桩结构,以硬黏土层为持力层。施工后分别采用自平衡法静载试验和高应变法检测桩基承载力,将检测结果与规范理论计算结果进行比较。结果表明,通过自平衡检测的荷载-位移关系曲线判断,桩端依旧处于弹性阶段,并根据在加载过程中桩身轴力沿桩身轴向的分布情况,可分别判断各桩侧摩阻力、端承载力的发挥值,从而判断桩阻力并没有全部发挥,桩基的实际极限承载力大于试验值。高应变检测法检测桩侧摩阻力结果大于理论计算结果,桩端承载力小于理论计算结果,总桩基承载力二者比较接近,因此可以作为静载试桩的辅助验证。在港口码头工程中采用自平衡静载测试法,并用高应变检测法进行验证,可以解决水域条件下大质量桩基承载力的检测问题。

考虑负摩阻力的桩基设计研究

以广东省广州市南沙区的房屋建筑工程为例,对复杂地质情况下桩周负摩阻力的桩基设计进行研究,详细分析了桩侧阻力的计算方法、桩基静载试验检测要点,探讨了桩侧阻力成因和影响因素,并提出负摩阻力防治措施。经过在复杂地质条件下的工程应用,表明本工程所提出的方案具有良好的实践效果,证明未能正确考虑桩周负摩阻力的桩基设计存在较大的安全风险,必须全面掌握桩周负摩阻力的成因、计算方法,有效进行桩基静载试验检测,采取有效的防治措施,才能确保桩基设计的安全和良好的经济效益。

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%。

基于响应面法与遗传算法的梁式桥有限元模型更新

为了使自主开发的智能健康监测平台产生的海量监测数据利益最大化,在平台中添加结构分析模块,扩大平台的应用范围。针对有限元模型分析的准确性与可靠性,提出一种将响应面法和遗传算法相结合的有限元模型更新方法。首先,根据设计资料建立结构理论有限元模型并确定结构更新参数;其次,采用中心复合试验设计方法获取样本点并计算结构响应;接着,基于逐步回归分析进行显著性检验并利用最小二乘法拟合得到更新参数与特征响应之间的响应面函数关系;最后,联合结构静动力响应构造目标函数,利用遗传算法对其进行迭代优化求解,并将最优解代入理论有限元模型中,从而实现结构有限元模型更新。以简支梁为例,选择以弹性模量和截面惯性矩为更新参数,以频率和位移为结构响应,结合动静载试验结果,对其进行有限元模型更新,验证所提方法的有效性。结果表明:模型更新后的有限元模型计算分析结果与实测值的相对误差大幅度降低,且计算值更加接近于实测值。基于响应面法与遗传算法的有限元模型更新方法可以为智能健康监测平台提供更加准确的有限元模型,对损伤识别和预警评估等模块提供了便利。

运载火箭静力试验加载装置结构拓扑优化设计

针对运载火箭结构静力试验中工装部件多、重量大的情况,开展轻量化设计,提出一种加载装置精细拓扑优化方法。基于变密度法,构造了以柔顺度最小为目标函数、以体积比为约束条件的拓扑优化模型,通过分段选取材料密度值,实现了结构精细拓朴。根据优化结果确定主承力结构及可减重部分,采用最小二乘法对结构不规则边界进行曲面拟合以提高其工艺性。最终承载1 500 t轴压的加载装置单个减重19.7%,结构应力和变形减小且分布更为均匀。本研究对于飞行器结构力学试验高承载部件的设计具有参考意义和实用价值。

软土地区桩端后注浆失效补救方法及效果验证

通过上海软土地区某项目桩端后注浆失效时补救的实践,提出了一种桩侧成孔埋设注浆管进行后注浆补救的施工方法,该方法包括如下步骤:(1)尽量贴近既有桩基于桩侧对称成两个补救孔,成孔时应采用下钢套管的方式控制垂直度;(2)埋设两根注浆管,一根伸入桩底、端部有带逆止功能的注浆器,称为“补救注浆管”,采用约1.0 m长度隔离材料对“补救注浆管”进行包裹,避免封孔时“补救注浆管”被堵塞;另一根底部位于隔离段以上,桩底以上1.0 m,用于封孔,称为“封孔注浆管”;(3)通过“封孔注浆管”进行水泥-水玻璃双液注浆封孔;(4)待封孔48 h后,水泥-水玻璃双液注浆加固体达到一定强度,通过“补救注浆管”进行注浆,考虑到注浆的有效性,建议补救注浆的注浆量按原设计注浆量的两倍考虑。桩基静载荷试验结果显示,通过桩侧成孔补救注浆后,桩基的单桩竖向抗压承载力不低于正常注浆桩基的单桩竖向抗压承载力。

桩基快速荷载试验技术在新加坡柔佛捷运项目中的应用

针对传统桩基承载力静载试验时间长、场地占用大、施工安全风险大的问题,在新加坡柔佛捷运项目引入桩基快速荷载试验法(Rapid Load Test,简称RLT)。简述了RLT的基本原理,进行试验桩的RLT和静载对比关联试验。试验结果表明RLT试验下沉降比静载试验小,所以在项目工程桩工作荷载检测时如使用RLT替代静载试验,应进行相关性修正;嵌岩桩进行RLT试验与静载试验得到的摩擦力和端承力有差异性分布,RLT试验中摩擦力相较静载试验偏集中于底部,摩擦力和端承力总值与静载结果相当。在新加坡Bukit Timah Granite地质条件下使用RLT试验替代静载试验具有可行性。

基于荷载传递法的桩基沉降计算与承载性能分析

地层由于土体颗粒结构疏松容易产生桩基成桩等质量问题,同时对桩基的承载性能也有较大影响。以自贡市富台家园项目为依托,针对现场两根试验桩开展桩基静载试验,结合理论分析方法,对地层中桩基承载性能进行研究。结果表明:现场两根桩的荷载-沉降曲线为陡降型,桩端与桩侧各自分担了部分荷载属于端承摩擦型桩。桩的极限承载力接近设计值,冗余量小,不利于结构安全,可以考虑固化地层或增加桩长。提出桩侧双折线模型和桩端双参数指数模型组成的桩基荷载-位移传递简化模型,采用MATLAB编程的迭代算法得到荷载-沉降曲线,发现理论计算值与试验实测值结果吻合度较高,表明此荷载-位移模型合理可行,可为类似地层的桩基承载性能研究提供参考。

沥青胶浆静态承力性能评价新方法及应用

提出了一种新型的沥青胶浆承力性能定量评价方法,并应用于不同改性剂掺量和不同温度对高粘沥青胶浆静态承力性能的影响.结果表明:加入高粘材料后,胶浆的抗压强度和抗压模量分别提升了35.97%和14.12%,抗拉强度和抗拉模量均提升了一倍以上,且新方法与沥青混合料中沥青胶浆的状态一致,具有较高的准确性;随着改性剂掺量的增加,SBS沥青胶浆的抗压强度极限和弹性模量先增加后减小,高粘沥青胶浆抗压强度极限和弹性模量持续增加,2种沥青胶浆展现出不同的变化规律;当温度升高后,高粘沥青胶浆的强度极限和弹性模量下降较小,分别为56.46%和38.21%.

砂卵石土与泥岩二元地层中桩基检测技术

结合工程实例,介绍了砂卵石土与泥岩二元地层基桩检测中的静载荷试验、声波透射法和低应变法,并对三种方法试验结果进行分析,以验证桩身完整性与单桩承载力是否满足设计要求。结果表明:三种检测方法各有利弊,在工程中应综合使用。

斜撑桩承载力自检检测方法的应用对比分析

为提高斜撑桩极限承载力自检效率,提出了新的自检检测方法—–超快速维持荷载法(简称“超快速法”),结合工程实例对相同设计参数斜撑桩的“超快速法”与“快速法”Q—S曲线进行了对比分析;除此之外,对同一根斜撑桩采用“超快速法”与“快速法”先后检测的Q—S曲线进行了对比分析.分析结果表明:“超快速法”与“快速法”检测结果基本相近,两者偏差为0~8.7%;“超快速法”经验证可行且检测结果可应用于工程实际.

自平衡法静载试验在大直径桩基检测中的应用研究

桩基承载力检测是评估桩基的承载能力和稳定性的关键过程,自平衡法静载试验是大直径桩基检测中最常采用的方法之一。本文在对自平衡法检测技术进行介绍的基础上,从实际案例出发,比选出自平衡法作为大直径桩基承载力检测的方案,整理和归纳自平衡法的相关技术、试验情况和数据的分析处理,得出大直径桩基的最终极限承载力,可以为类似项目的大直径桩基承载力检测方案制定提供依据。

PHC管桩竖向极限承载力计算方法探究

结合安徽某综合写字楼项目,在计算PHC管桩的竖向极限承载力标准值时分别采用了经验参数法和静力触探法,并把两种估算结果与单桩静力载荷试验报告数据进行了对比,对比结果表明:本项目用静力触探法估算单桩极限承载力更加接近试验值。通过对比说明静力触探法在不断积累经验后,在本地区地质类型相似的项目是可以推广应用的。

西北某大型机场航站楼桩基自平衡法检测应用

论文以西北某大型机场航站楼基桩自平衡试验为背景,浅析自平衡法基桩荷载传递原理及等效转换原理,结合现场试验实测数据分析自平衡静载效果,并与锚桩法传统静载试验进行了对比分析。结果表明:对于该地区冲洪积地貌单元,泥岩、角砾、粉质黏土可以为基桩提供很好的侧阻及端阻力、Q-S 曲线多为缓变形,陡变型较少;同时也证明采用自平衡法静载试验安全可靠、工期减短、对于大吨位静载非常适合,但很难找到上下段桩平衡点,理论计算与实际加载存在偏差,对该类地区的类似桩基自平衡静载项目具有参考作用。

基于实测频率振型的大跨斜拉桥响应面模型修正研究

为了验证基于实测频率和振型的响应面模型修正方法的准确性与可行性,以某大跨斜拉桥为工程背景,分别进行静载试验和环境激励下的模态测试。以竖向前4阶实测频率及振型作为状态变量,选取合理的修正参数,进行中心复合试验设计;采用考虑交互项的响应面模型进行数据拟合,并计算参数R^(2)值的范围,进行精度检验;分析频率及振型的改变率,将修正后模型的挠度与实测挠度进行对比,验证该模型修正的准确性。结果表明:在参数范围内,各响应面模型的R^(2)值均接近于1,拟合精度较高;修正后模型的频率与振型均接近实测值,能准确反映桥梁的动力特性;修正后模型的挠度计算值与实测值最大误差不超过7.98%,满足工程精度要求,能够真实反映大跨斜拉桥的工作状态。研究证明了基于实测频率与振型的响应面模型修正方法对大跨斜拉桥的适用性和可行性,可为实际工程中类似桥梁的模型修正提供参考。

粉喷桩与强夯处理技术在软土路基加固中的应用

该文以某公路工程为例,探究粉喷桩法和强夯法在软土路基加固处理中的应用方法。粉喷桩法采用高压喷射水泥的方式,让水泥和岩土在搅拌中均匀混合并成为具有一定强度的柱状体,达到加固软土路基的效果,该方法具有施工速度快、加固效果好等特点,但是施工成本较高;强夯法利用夯锤自由下落夯击软土,达到密实、加固的效果,该方法具有操作简单、成本较低、适用范围广等特点,但是效率不高,且存在噪音污染。经过多方面的综合对比后,最终选择粉喷桩法进行该公路工程的软土路基加固,在保证工程建设质量的前提下降低工程造价、提升社会效益。