洞桩法地铁车站边桩结构受力机制的模型试验设计

为了方便学生更形象地理解洞桩法地铁车站边桩结构的受力机制,该文以广州地区某洞桩法地铁车站工程为依托,设计了一种简化的洞桩法车站边桩结构模型试验。基于该试验方法,演示分析了边桩结构在洞桩法车站开挖过程中的施工力学行为规律,并对比研究了不同桩型布置参数下的桩后土压力、边桩结构的力学和变形规律。通过该试验,为学生展示了洞桩法边桩结构模型的设计、制作、试验具体操作及数据监测的全过程,从而让学生更好地掌握洞桩法车站边桩结构力学行为演变规律,以及采用不同边桩布置型式的力学行为差异。

纤维改良建筑废料再生绿色混凝土工程性能研究

为有效提升建筑废料再生绿色混凝土(RAC)的力学性能,室内利用钢纤维和聚丙烯纤维分别制备了钢纤维改良RAC、聚丙烯纤维改良RAC以及钢-聚丙烯纤维改良RAC,并对三种RAC材料开展了坍落度试验和力学试验。研究发现:(1)素RAC拌合物坍落度较高,可以达到168.87 mm;单掺或混掺钢纤维和聚丙烯纤维材料后RAC拌合物的坍落度显著降低,单掺1%钢纤维材料的混凝土拌合物坍落度为92.16 mm,单掺0.8%PF材料的RAC拌合物坍落度为108.95 mm。(2)单掺钢纤维后混凝土的承载能力明显增强,而聚丙烯纤维则会劣化RAC试件的承载能力,单掺聚丙烯纤维后RAC强度出现轻微降低。当钢纤维和PF材料的掺量较大时,RAC试件的立方体抗压强度又出现了明显的降低。(3)当聚丙烯或钢纤维掺量较低时,RAC试件的抗拉强度随另一种纤维材料掺量的增大逐渐增大;而当PF或钢纤维掺量较大时,RAC试件的抗拉强度则会出现减小的现象。研究成果为我国建筑废料的回收利用以及混凝土的改良提供了一定的借鉴作用。

PBS/AMWs复合材料的制备及其性能

采用原位聚合法制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/人造岗石废渣(AMWs)复合材料,研究了AMWs含量对PBS/AMWs复合材料结晶速率、负荷变形温度和力学性能的影响。结果表明:AMWs能够显著提升PBS的结晶速率和负荷变形温度;与纯PBS相比,加入约10%(w)AMWs的PBS/AMWs复合材料的结晶温度由67℃提升到79℃,负荷变形温度由60.4℃提升到70.4℃;加入刚性的AMWs并没有造成PBS断裂拉伸应变的显著下降,复合材料仍有较好的力学性能。

不同建筑垃圾掺量的水泥稳定级配碎石混合料性能

基于无侧限抗压强度试验、弯拉强度试验、动态压缩模量试验、温缩与干缩试验与三分点加载疲劳试验,研究建筑垃圾再生集料(CWRM)掺量对水泥稳定级配碎石混合料力学性能、变形特性与抗疲劳耐久性能的影响,建立建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料力学性能之间的相关性。研究表明:随着CWRM掺量的增大,建筑垃圾再生集料水泥稳定碎石混合料的力学强度降低、干缩系数与温缩系数增大,同时抗疲劳耐久性能降低。建筑垃圾再生水泥稳定级配碎石混合料具有良好的抗疲劳耐久性能,建议适宜的CWRM掺量不超过40%,且水泥掺量宜为4%~6%。

建筑垃圾再生骨料改良高液限土崩解特性

针对高液限土水稳定性差的问题,研究了再生骨料掺量、粒径及砖混比对改良土击实特性和崩解特性的影响,并分析了改良机理。结果表明:随着再生骨料掺量的增加,改良土最大干密度和最优含水率逐渐降低;随着再生骨料掺量的增加,试样崩解时间先增大后减小,在掺量为15%时,抗崩解性最好;粒径较小的再生骨料对高液限土的改良效果更好,0.075~2.000 mm的再生骨料崩解速率慢,同一时间崩解剩余量更多;砖混比为1∶2时改良效果最优;崩解速率主要与试样裂缝大小有关,试样裂缝越大,抗崩解性越差。

多机制优化的模拟试验台数据流实时迁移研究

航空发动机高空模拟试验作为检验航空发动机性能的重要手段,其试验流程中采集的各传感器测点数据极为重要与珍贵。为了使数据信息的展示更为直观并且更深入挖掘数据潜在的价值,提出基于多框架集成的航空发动机高空模拟试验台数据流实时迁移及可视化技术。首先,利用MyBatis-Plus自动视图层构建可视化技术将存储于底层历史数据库中的信息直观地展示于Vue框架的浏览器端表结构空间中,方便试验员查看分析;然后利用基于GateWay限流机制的JDBC接口融合全量/增量和基于负载均衡机制的MyBatis框架融合多线程并行传输流的数据流迁移技术,将历史数据库中可供后续算法分析利用的重要数据信息同步至本地数据库中;最后,利用Vue框架的数据流前端监控界面,验证数据可视化展示的直观性、完整性、有效性和数据流同步的实时性。

类矩形管幕预筑结构受力性能试验及参数分析

以太原市迎泽大街下穿太原火车站为工程背景,采用室内模型试验研究类矩形管幕预筑结构的破坏模式和变形规律,并模拟分析砂浆强度和铝板强度及其厚度的影响。结果表明:类矩形管幕预筑结构破坏主要发生在拱顶平截面处,破坏过程分为弹性、变形可控和屈服3个阶段;与素砂浆管幕预筑结构相比,外包铝板后结构的屈服荷载、结构承载力和竖向刚度分别提高91%,61%和286%,在此基础上增加内部连接件,结构的屈服荷载、结构承载力和竖向刚度又分别提高59%,31%和15%,增加外包铝板和内部连接件可显著提高结构受力性能;管幕预筑结构承载力和竖向刚度随铝板抗拉强度、铝板厚度的增加而增加,而受砂浆抗压强度影响较小。

卸荷岩体的变形破裂特征

在岩石试件卸荷试验的基础上,结合大型开挖工程,研究了岩体在卸荷状态下的变形破裂特征。研究表明,岩石在卸荷状态下的变形表现为沿卸荷方向的强烈扩容,其破裂以张性破裂为特征,并存有张剪性和剪性破裂;卸荷岩体除具有上述变形破裂特征外,其变形破裂程度及方式受岩体结构的控制,比岩石更易发生变形与破坏,特别是其破裂体系,很大程度上受岩体结构的控制。

建筑垃圾土变形特性的现场试验与分析

建筑垃圾堆山造景是生态城市建设中的一个新课题,是有效处理及利用建筑垃圾的新方法。而建筑垃圾土的变形机理复杂,不同于传统意义上的土体。通过现场的静载荷试验,模拟了垃圾土的实际受荷条件,结合室内试验分析了建筑垃圾土的变形特性,对其变形机理做出初步的研究。

轴向冲击下薄壁圆柱壳的屈曲行为的实验研究

由于薄壁圆柱壳比厚壁圆柱壳的不均匀性更大 ,薄壁圆柱壳的轴向动力屈曲比厚壁复杂得多。了解轴向冲击下薄壁圆柱壳的屈曲行为 ,有助于进行吸能构件设计。介绍了采用落锤实验进行圆柱壳的动力屈曲行为研究中 ,超薄壁圆柱壳的一些特殊屈曲行为 ,在实验中观察到随着径厚比的增加 ,折屈边数有相应增加的趋势 ,存在过渡区。经吸能特性分析 ,随着圆柱壳径厚比的增加 ,平均压垮载荷和一个基本变形单元能量吸收量增加 ,有效压缩距离和一个基本变形单元的初始长度增加 ,但有效压缩距离与基本变形单元长度之比保持不变 ;在壁厚相同的条件下 ,能量吸收量与圆柱壳半径成正比。

周期荷载作用下岩石疲劳变形特性试验研究

机理的较为系统的试验研究。试验结果表明,的变形量划分为初始变形阶段、等速变形阶段和加速变形阶段响岩石疲劳寿命的主要因素是周期荷载的上限应力和幅值。

充气锚杆在软土中的力学特性试验研究

充气锚杆是一种新型扩大头锚杆,模型试验有利于了解充气锚杆的变形与承载特性。根据充气压力与膨胀体积关系,分别采用清水与水泥浆作为膨胀介质,分析橡胶膜膨胀体在软土中的变形特性,得到充气锚杆膨胀体近似呈圆柱状。在此基础上通过改变膨胀体径向应变的大小进行一系列抗拔试验,得出充气锚杆极限承载力随膨胀体径向应变的增加而增大,但极限位移也增大。针对充气锚杆单以橡胶膜承担荷载时橡胶膜抗拉强度较小及位移过大的不足,分别设计钢丝加强及灌浆固结两种改进方法,并进行了抗拔试验对比分析,研究结果表明:钢丝加强型充气锚杆将承担在橡胶膜上的荷载转移到钢丝上,提高了充气锚杆极限承载力;灌浆固结型充气锚杆结合了充气锚杆与普通注浆锚杆的优点,显著减小了极限位移。该两种改进方法为充气锚杆的实际应用作了有益的探讨。

建筑施工荷载引起邻近地铁隧道变形机理研究

随着北京城市密度的增加,围绕地铁隧道沿线建设的工程越来越多。但是地铁隧道对周围环境变化非常敏感,所以针对复杂施工过程对邻近地铁隧道影响的研究变得非常重要。主要研究深基坑土体卸荷和高层建筑物加载引起的邻近既有地铁隧道变形的变化特征、规律和机理。首先根据隧道与建筑施工荷载的相对位置关系归纳了4种作用模式,接着根据相似理论,按4种不同作用模式做了大型物理模拟试验,并采用修正剑桥模型做了相对应的数值模拟计算,最后根据不同位置施工对隧道变形影响的不同,划分了隧道变形影响区。研究结果表明:(1)在开挖阶段,各模式下隧道均向基坑方向发生位移,侧方模式中,隧道同时产生扭转。(2)在加载阶段,各模式下隧道均产生沉降;侧方浅部作用模式下,隧道会产生远离基坑的水平位移,其余侧方模式隧道水平位移均向基坑方向。(3)侧方模式中,隧道水平位移在开挖阶段受到影响更明显;隧道竖向位移在加载阶段受到影响更明显。(4)侧方模式中,在竖向卸荷量与加载量相同时,卸荷对隧道影响更大一些。

刚-柔性桩复合地基试验研究

阐述了深厚软土地基中刚-柔性长短桩复合地基的设计思想。针对椒江地区土体的工程特性和拟建建筑物的特点,通过大型现场试验,介绍了其在某国家康居示范工程中的应用,并分析了此类复合地基的主要工程性状,研究了桩土应力比以及荷载分担比的发展规律。试验表明,此类复合地基能使刚性桩、柔性桩以及土体协调变形,合理发挥它们各自的承载能力,为以后的设计和推广应用提供了依据。

砂土中螺旋挤土灌注桩受力性状模型试验研究

利用自行研制的电动模拟钻机和桩基模型试验系统,在匀质砂土地基中进行新型螺旋挤土灌注桩模型试验,探索完全挤土型SDS桩的荷载传递规律和承载变形特性,发现桩侧摩阻力沿桩身呈异步发展,在小于0.2倍桩径的桩土相对位移范围内,桩侧摩阻力随桩土相对位移呈单调上升,且桩侧摩阻力远高于桩端阻力。通过SDS桩与CFA桩的试验结果对比发现,桩长因素对SDS桩承载变形特性的影响大于CFA桩,在桩长、桩径和地基都相同的模型试验条件下,SDS桩的极限承载力比CFA桩提高25%～70%。应用太沙基和派克的土压力原理及应力路径方法,阐明不同成桩工艺对桩周土体物理状态和力学指标的影响。结果表明,不同成桩工艺是引起SDS桩与CFA桩的承载变形性状出现差异性的主要原因。

重复荷载作用下沥青混合料的永久变形

对Burgers模型中串联粘壶进行了改进,并将改进模型看成是由三单元VanDerPoel模型与改进粘壶串联组成.采用半正弦波间歇荷载模拟路面受到的车辆荷载,推导了重复荷载作用下沥青混合料永久变形的力学模型.进行了三轴重复荷载永久变形试验,验证了模型的准确性,研究了永久变形的变化规律.试验结果表明:该模型能够全面反映重复荷载作用下沥青混合料三阶段永久变形特性;温度越高、应力越大,混合料的永久变形越大,流变数越小.而残余粘弹性变形随着荷载作用次数趋向于定值,其占永久变形的比例逐渐减小;应力越大、温度越高、间歇时间越短,残余粘弹性应变定值越大.随着荷载间歇时间的增长,残余粘弹性应变占永久应变的比例先迅速衰减,而后逐渐变缓;温度越高、荷载越大,应该设计更长的荷载间歇时间以便粘弹性变形的恢复.

大型建筑垃圾堆填工程的现场试验分析

为了研究建筑垃圾的工程性质以及该种材料在荷载作用下的变形特性,探讨利用建筑垃圾作为地基处理方法的适用性,对建筑垃圾堆填工程进行了现场载荷试验和堆填过程中土压力、沉降、孔隙水压力等监测,探讨了大面积堆填工程的地基变形、孔隙水压力以及土压力等的变化发展规律以及稳定性控制标准.研究结果表明,建筑垃圾是一种散粒状结构体,在荷载作用下与一般土体相比,表现出小变形特性和时效性.利用建筑垃圾本身的工程特性进行地基处理,按提出的沉降、侧向位移控制标准,同时严格控制堆填速率,是进行软土地基大面积堆填工程的有效措施.

嵌岩桩设计中几个问题的探讨

从嵌岩桩设计中遇到的实际问题出发,指出了现行设计规范存在的不足。对设计方法、设计标准、设计参数的取值及桩的载荷试验标准等问题进行了深入的探讨,并提出了按桩的承载方式进行设计、从承载力和变形双向进行控制、参数取值应符合桩的荷载传递规律等有益的结论。

重复加卸载条件下全风化泥质砂岩累积变形与湿化规律试验研究

全风化泥质砂岩强度低,遇水后易崩解、软化,表现出与一般填料不同的工程特性。采用X射线衍射试验分析土样矿物成分,采用压缩试验和平板荷载试验研究重复加卸载条件下土样累积变形与湿化规律,以指导现场压实控制。结果表明:(1)全风化泥质砂岩填土的压缩曲线在固结仪中呈下凹型,在平板荷载试验中呈上凸型,回弹曲线均呈下凹型;(2)第i+1次压缩–回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;(3)等载压缩次数增加,沉降增量递减,累积沉降增大,3次压实后,土体的残余变形趋于稳定;(4)超载压缩曲线将回归到首次压缩曲线的延长线上,具有记忆效应;(5)重复荷载越大,单次压缩总变形和永久变形越大;(6)重复荷载作用后的压实填土遇水产生湿化沉降;(7)湿化土的压缩–回弹曲线均呈下凹型,超载越高,相同荷载作用下的变形越小。现场压实过程中,增加压路机能量比增加压实次数可取得更好的压实效果。

基于围压柔性加载的土石混合体大型三轴试验离散元模拟研究

综合运用计算机三维扫描与随机模拟技术,建立了不同块石含量和空间分布的土石混合体三维随机细观结构模型和离散元模型,考虑围压柔性加载,基于柔性黏结颗粒膜方法,采用颗粒流程序对不同土石混合体试样进行了不同围压下的大型离散元三轴试验模拟,研究了块石含量和空间分布对土石混合体力学特性和变形破坏规律的影响。数值模拟结果表明:土石混合体的强度和抵抗变形的能力随含量和围压的增大而增强,且在相同含石量下,受内部块石空间分布的影响,试样的内摩擦角和黏聚力虽会表现出一定的离散性,但总体上,内摩擦角随着含石量增加基本呈线性增加,而黏聚力却随着含石量增加逐渐减小;在围压柔性加载下,土石混合体试样表现为鼓胀变形破坏,破坏后形成的剪切带为一个曲折条带,形态上呈非对称的X形分布,厚度约为试样高度的1/3~1/2倍,且试样的破坏形态及内部剪切带大小和分布形态不仅受块石含量和空间分布影响,而且也取决于围压大小;土石混合体试样在破坏过程中内部剪切带的形成是伴随局部颗粒的转动开始的,在应变到达峰值应变时,局部发生转动的颗粒相互连接贯通,此时剪切带已基本形成,此后随着应变继续增加,受峰后鼓胀变形的影响,试样内部颗粒的转动仍会发生一定的变化,同时伴随着剪切带大小和分布形态也发生相应的变化。