咬合桩围护结构在桥梁浅基加固中的应用——以陇海线坝河大桥加固工程为例

为探究咬合桩围护结构在浅基础加固中的力学特性,以陇海线坝河大桥为工程背景,选用Mohr-Coulomb本构方程,通过有限元软件MIDAS/GTS建立三维仿真模型,分析桩侧土体冲刷掏空对结构的影响,研究结构同一断面在不利工况下位移和内力的分布规律,并分析Ⅱ序桩的种类、冠梁布置、桩径对加固效果的影响。结果表明:土体冲刷后控制位移发生在桩顶长边方向且方向向内;土体冲刷掏空后土压力达到峰值且桩底弯矩为零,同时桩顶产生一定弯矩且反弯点位于桩基中部偏下;左、右侧面与迎水面背水面在受力和变形上均对称;在Ⅱ序桩为有筋桩时,其刚度对结构位移起到较大作用,无筋桩较有筋桩水平位移提高了2.75倍;冠梁作为边界约束对结构位移产生数量级影响,未冠梁较设冠梁水平位移提高43倍;咬合桩桩径与结构水平位移成反比,桩径对结构位移起到较大作用,桩径由0.8 m增加到1 m,桩径顶位移由0.18 mm增加到0.41 mm。

维吾尔族与汉族不同矢状骨面型人群前牙冠根比研究

目的:研究维吾尔族与汉族不同矢状骨面型人群前牙冠根比。方法:选取符合纳入标准的236例CBCT影像资料,按照矢状骨面型分为4组。A组:骨性Ⅰ类(汉族30例,维吾尔族30例),B组:骨性Ⅱ类1分类(汉族30例,维吾尔族30例);C组:骨性Ⅱ类2分类(汉族30例,维吾尔族28例);D组:骨性Ⅲ类(汉族30例,维吾尔族28例)。测量上下颌前牙根长、冠长,计算冠根比,并进行统计学分析。结果:①B组中,维吾尔族与汉族上颌切牙、下颌尖牙冠根比差异有统计学意义(P<0.05);C组中,维吾尔族与汉族下颌侧切牙冠根比差异有统计学意义(P<0.05)。②在汉族四组比较中,D组上下颌前牙冠根比大于A、B组,C组上颌前牙冠根比大于B组,C组上颌切牙冠根比大于A组(P<0.05);在维吾尔族四组比较中,D组上下颌前牙冠根比大于A、B组,C组上颌前牙冠根比大于B组,C组上颌切牙冠根比大于A组(P<0.05)。结论:维吾尔族与汉族在骨性Ⅱ类1分类上颌切牙、下颌尖牙和骨性Ⅱ类2分类的下颌侧切牙冠根比具有差异性,种族是影响上下颌前牙冠根比的一个重要因素。维吾尔族、汉族的骨性Ⅲ类及骨性Ⅱ类2分类冠根比相对较大,正畸医生应根据冠根比设计矫治方案,并在矫治过程中密切关注冠根比变化。

深基坑大冠梁设计与变形监测分析

对于“支护桩+内支撑”基坑支护型式,为减少或避免使用边桁架撑及斜抛撑体系,提出一种通过增大冠梁截面来扩大主支撑间距的设计方法。对大冠梁设计进行基础理论研究,结合工程案例,应用理正深基坑设计软件及MIDAS/GTS有限元软件进行计算分析。结果表明,大冠梁设计可有效控制基坑变形。结合实际监测数据对比分析验证了大冠梁设计的可行性和可靠性,采用该种支护方案既能保证基坑自身安全,也能确保周边既有建筑物的正常使用。同时,支撑间距加大便于土方和地下结构施工,可缩短项目工期并降低工程成本,具有工程应用价值。

软土地区双排桩冠梁刚度的计算模型

双排桩组合体系作为一种新型的挡土结构,因其较大的抗侧刚度得以在长三角等软土地区得到越来越多的应用,但该体系设计计算时冠梁刚度的取值尚未明确,从而制约其进一步的发展。本文通过基于经典力学理论和基于数值模拟两种计算模型下冠梁刚度随截面尺寸、排距和开挖长度的变化规律,从而提出一种适用于软土地区双排桩的冠梁刚度取值方法。该方法吸取了经典力学理论计算方便和数值模拟接近实际开挖状况的特点,并通过与实际工程案例的对比分析,验证了该计算方法的合理性和实用性。

排桩内支撑支护结构深基坑冠梁侧压力分布分析

冠梁在侧压力作用下,基坑支护结构将产生不同于刚性挡墙的水平位移,特别是在有支撑的基坑,将产生拱现象,引起土压力重新分布,因此传统设计中采用的矩形均布荷载分布形式不符合工程实际情况。结合武汉市某深基坑排桩内支撑支护工程现场监测数据与现象,总结出内支撑系统的冠梁位移变化规律;利用ANSYS有限元软件,运用平面整体分析法对内支撑平面框架进行数值模拟计算,计算时考虑了位移对土压力分布的影响。结合现场监测数据和现象,得出结论:采用梯形分布形式对支撑系统进行设计相对合理,而采用传统矩形分布形式进行设计偏于不安全,采用三角形分布形式进行设计则偏于保守。

基于不同排距探讨双排桩组合结构的桩长及冠梁刚度优化设计

双排桩支护结构因其整体刚度效应及桩土协同作用而使得其工作机理比较复杂。基于现行规范方法的双排桩模型,首先分析排距对双排桩抗倾覆稳定性计算,然后基于不同冠梁侧向刚度模型,即忽略冠梁刚度仅考虑双排桩门架结构侧向刚度、考虑冠梁刚度与门架结构刚度叠加以及考虑冠梁与连板(梁)组合结构刚度与门架结构刚度叠加,分别分析排距对双排桩桩顶位移的影响,最后结合实际工程监测数据分析可知:(1)增大双排桩间距可有效提高双排桩结构抗倾覆稳定性,同时充分考虑后排桩与土体之间摩檫力产生力矩,可有效减少双排桩嵌固长度;(2)冠梁侧向刚度取值对双排桩结构的变形较为敏感,因此在计算分析双排桩桩顶水平位移时,可考虑冠梁组合结构对冠梁侧向刚度的增大效果;(3)采用冠梁组合刚度时,双排桩组合冠梁结构不仅发生平面内弯矩变形还存在平面外的扭矩,因此组合结构冠梁侧向刚度需考虑一定折减系数,根据实际工程监测数据反分析得组合折减系数参考值为0.5~0.6。

海堤护岸U型板桩装配式冠梁施工技术

翠亨新区滨河整治项目位于中山市翠亨新区马鞍北岛,主要建设内容包括海堤加固、河涌整治和滨水景观工程等。由于位于洪奇沥水道入海口处,受涨(退)潮影响大,水体为半咸半淡,沿岸堤防常年受海水的冲刷与侵蚀,施工环境较差,且受潮汐水位变化影响,致使施工难度增大,海堤护岸U型板桩施工被列为本项目重难点关键工序,该项目通过技术创新和应用成功解决了施工难题,对类似工程有一定借鉴作用。

嵌岩灌注桩深基坑设计过程中相关计算探讨

对嵌岩灌注桩深基坑分别采用理正深基坑软件中的单元计算模块和整体计算模块进行计算分析,结果表明:整体建模计算能充分考虑灌注桩、冠梁、腰梁的整体受力及空间协调性,灌注桩桩长和配筋均可减小。同时,对不同冠梁刚度、腰梁刚度的模型进行整体建模计算分析。结果表明,增大冠梁刚度可以减小桩顶位移,不能减小最大位移;增大腰梁刚度可以减小最大位移,不能减小桩顶位移。

高角Ⅱ类开[牙合]患者上下颌前牙根长及中切牙冠根形态的锥形束CT研究

目的探讨高角Ⅱ类前牙开[牙合]患者的上下颌前牙牙根长度及中切牙冠根形态,为临床正畸治疗提供参考。方法本研究已通过单位伦理委员会审查批准,并获得患者知情同意。对81例高角Ⅱ类患者(前牙开[牙合]40例、正常覆[牙合]41例)正畸治疗前的锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)图像进行分析,运用Dolphin软件对上下颌前牙的牙根长度以及中切牙冠根形态进行研究,并行统计学分析。结果高角Ⅱ类开患者(开[牙合]组)与高角Ⅱ类正常覆患者(正常覆[牙合]组)的上颌尖牙和侧切牙牙根长度差异无统计学意义,但开[牙合]组上颌中切牙(11.12±1.37)mm、下颌中切牙(10.15±1.09)mm、下颌侧切牙(11.27±1.15)mm和下颌尖牙(12.81±1.48)mm的牙根长度均较正常覆[牙合]组短且差异均具有统计学意义(P<0.05);另一方面,开[牙合]组的上颌中切牙冠根成角(1.10°±3.62°)显著小于正常覆[牙合]组(4.53°±2.30°)(P<0.01),而开[牙合]组的下颌中切牙冠根成角与正常覆[牙合]组的差异无统计学意义。结论高角Ⅱ类开[牙合]患者的上下颌中切牙、下颌侧切牙和下颌尖牙牙根均较高角Ⅱ类正常覆[牙合]患者短,高角Ⅱ类开[牙合]患者上颌中切牙牙冠长轴相对于牙根长轴偏唇侧,冠根成角较小,利于开[牙合]患者的前牙转矩控制或内收移动。

基坑长短桩支护理论研究及有效应用

对支护桩短桩借助冠梁把部分受力传递到临近加长防护桩上,从而实现短桩被充分再利用的过程进行了分析和研究,提出了长短桩支护法,从而避免了短桩的废弃,进而达到了节约成本并保障施工工序顺利衔接的目的。通过实际工程案例验证了此方法的可行性和有效性,此方法也可用于断桩处理中。

应用锥体束CT对少年期中切牙冠根角度的研究

目的 :研究少年期上、下中切牙的冠根角度,并探讨与其相关的硬组织测量指标。方法 :对42例符合纳入标准的错牙合畸形患者的锥体束CT(CBCT)进行评估,应用MIMICS 10.0软件使用2种方法测量168颗中切牙的冠根角度,并对42例患者进行CBCT三维和头颅侧位片二维头影测量,应用SPSS21.0统计软件对两种方法定义的上、下中切牙的冠根角度与8项常用的硬组织测量指标进行Spearman相关性分析。结果:少年期,上中切牙crm角与8项硬组织测量项目间无显著相关性;上中切牙cr角与上中切牙唇倾度呈正相关,与SNA角呈负相关;下中切牙crm角和cr角均与ANB角和下中切牙唇倾度呈正相关。结论:头影测量中部分硬组织测量指标与少年期上下中切牙冠根角度有相关性,对临床具有参考价值。

冠梁对弧形悬臂式排桩围护结构变形的影响

针对不同工况条件下冠梁对悬臂式排桩围护结构变形的影响,采用数值分析和现场监测相结合的手段进行分析。结果表明:冠梁对悬臂式排桩围护结构变形的约束效果显著;随着基坑开挖深度增加,冠梁的约束作用显著增大,开挖到一定深度时必须通过设置冠梁来控制围护结构变形;增加冠梁约束后,围护结构变形对基坑形状变化较敏感,在弧形基坑中冠梁的约束作用更加显著。

施工扰动荷载对基坑支护结构的影响研究

基坑支护结构的稳定性对于基坑开挖的顺利进行有着极其重要的作用,而基坑边缘的临时扰动车辆荷载对支护结构会产生一定的影响.文中以武汉地区某桩撑式支护体系基坑工程为背景,运用Midas/GTS进行数值模拟分析,将数值计算结果与该工程背景下的监测数据进行对比,验证数值模型的有效性;在此基础上,分析临时停放的车辆荷载位于基坑的不同水平、垂直距离,以及土层性质等因素对桩撑式支护体系的影响.结果表明,当沿基坑长边方向加载时,中部冠梁的弯矩及位移变化最大,分别是加载前的1.24倍和1.14倍;当沿基坑短边方向加载时,距离基坑2倍宽度范围内时,冠梁的弯矩及位移变化较大,3倍宽度内时影响较小;随着扰动荷载增大,不仅冠梁的弯矩及位移产生变化,同时支护桩最大位移点上移;随着土层性质变化,冠梁的弯矩和位移的变化规律不会改变,但土层越软弱,冠梁的弯矩和位移的变化幅度越大,因此,在实际施工中,应避免重型车辆荷载停放在基坑长边方向的中部及基坑3倍宽度范围内.

钢支撑滞后施工对基坑支护体系的影响研究

为研究钢支撑滞后施工对钢支撑轴力、围护桩位移及弯矩、冠梁内力的影响,以某明挖暗埋隧道基坑为工程依托,通过监测数据分析钢支撑滞后施工时围护桩深层水平位移以及钢支撑轴力的变化规律。通过数值模拟得到实际滞后工况、正常施工工况以及单道钢支撑滞后工况下的围护结构内力及变形,同时引入影响系数量化钢支撑滞后施工对围护桩深层水平位移及弯矩、钢支撑轴力、冠梁弯矩及剪力的影响。结果表明:1)围护桩深层水平位移受第1道钢支撑影响最大,且影响范围大于土方开挖范围,而对围护桩弯矩的影响范围与土方开挖范围一致;2)冠梁更易受弯破坏而非受剪破坏;3)钢支撑滞后施工下,邻近钢支撑的轴力可以分担一部分滞后钢支撑的轴力,但同一断面内钢支撑的轴力和仍小于及时支撑工况;4)位于土方开挖与非开挖交界处的围护桩弯矩、深层水平位移、钢支撑轴力均为临近范围内的最大值。

挠度加凸补偿提高折弯件精度的研究

为解决C型折弯机加载过程中因结构变形导致的折弯件全长方向角度不一致的问题,应用Timoshenko梁理论建立了折弯加载解析模型,考虑形状、尺寸以及惯量等因素对折弯精度的影响,推导了折弯机滑块和工作台的变形机理,获得了变形一般规律:滑块和工作台的叠加变形曲线可用一元四次方程表述;固定点处的挠度与载荷成正比。在分析常用的挠度补偿方法的基础上,提出了楔块式挠度补偿方法。针对某款折弯机,结合理论计算结果和楔块补偿法设计了一种挠度补偿装置。试验对比发现采用此装置后的折弯件角度偏差控制在±25′范围内,小于未采取补偿的±1°,高出国标规定的Ⅰ级精度。该设计方法可用于不同型号的C型折弯机。

下颌前磨牙长度、表面积、体积和冠根比值的三维测量研究

目的:探讨根据锥束CT图像三维测量下颌前磨牙长度、表面积、体积和冠根比值的方法。方法:选择离体下颌第一前磨牙16颗、第二前磨牙12颗,采用锥束CT扫描、重建牙齿三维模型,在Geomagic Studio软件中确定各牙齿的长轴、釉牙骨质界,进而测量牙冠、牙根的长度、表面积、体积,每牙测量3次,取平均值。计算各样本的冠根长度比值、冠根表面积比值和冠根体积比值。对下颌第一、第二前磨牙长度、表面积、体积以及三种冠根比值的平均值、标准差、最大值和最小值进行统计,二者间的差异采用t检验。结果:下颌第一、第二前磨牙平均根长分别为14.28、13.24mm,平均冠根长度比值为0.66、0.67;平均牙根表面积222.40、229.96mm^2,平均冠根表面积比值为1.07、0.98;平均牙根体积331.58、354.02mm^3,平均冠根体积比值为0.86、0.77。下颌第一前磨牙与第二前磨牙的牙齿长度、冠长、根长、牙根体积、冠根表面积比值、冠根体积比值之间存在显著性差异。结论:根据锥束CT图像三维测量牙齿长度、表面积、体积的方法可行,为定量、全面评价牙齿的功能提供了新的方法。

安氏Ⅱ类2分类错上前牙冠根形态的锥形束CT分析

目的:借助锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)结合计算机辅助测量技术,描述研究安氏Ⅱ类2分类错畸形上前牙的冠根形态,为此类错畸形的临床治疗提供指导。方法:从就诊于北京大学口腔医院正畸科的患者中分别选取诊断为安氏Ⅱ类2分类错、安氏Ⅰ类错者各18例(以下简称为Ⅱ类2组、Ⅰ类组),所有患者于治疗前均拍摄了CBCT影像,在Invivo Dental 5.0图像处理软件中利用多平面重建方法截取上前牙唇舌向最大截面图,在此截图上从冠根角、面轴角两方面分析研究两组间上前牙的冠根形态差异。所得数据输入SPSS20.0统计软件进行统计分析,采用t检验比较Ⅰ类组及Ⅱ类2组冠根角、面轴角差异,以及Ⅱ类2组冠根角与冠根角为180°时的差异,检验水准为双侧α=0.05。结果:Ⅰ类组上颌中切牙、侧切牙、尖牙冠根角分别为179.08°±3.31°、176.55°±2.77°和184.20°±2.51°,面轴角分别为21.00°±2.63°、19.63°±2.35°和19.36°±2.30°;Ⅱ类2组上颌中切牙、侧切牙、尖牙冠根角分别为176.80°±2.62°、174.13°±3.28°和181.79°±2.88°,面轴角分别为23.20°±2.95°、22.29°±2.19°和20.61°±2.34°,除尖牙面轴角外,与Ⅰ类组相比差异均有统计学意义。Ⅱ类2组各上前牙冠根角与冠根角为180°时比较差异均有统计学意义,即这些牙的牙冠长轴和牙根长轴不都在同一直线上,存在冠根成角的现象。结论:安氏Ⅱ类2分类错畸形患者上前牙具有更特殊的冠根形态,即牙冠长轴与牙根长轴明显成角,上切牙牙冠相对牙根明显舌倾,牙冠唇面形态有别于安氏Ⅰ类错畸形的患者,这对治疗后牙根位置和转矩表达都会有影响,提示治疗此类患者需要考虑其上前牙的冠根形态,上前牙移动的理想位置应由牙根而不是牙冠的位置决定。

深基坑双排桩支护结构空间效应冠梁的影响长度分析

本文对深基坑双排桩支护结构进行了三维数值模拟,研究了支护结构主要设计参数与空间效应冠梁影响长度Lc的关系,通过分析不同参数变化下的冠梁影响长度的规律得出:基坑短边长度、开挖深度和支护结构排距的变化对Lc都有较大影响;而基坑长边长度、冠梁刚度、粘聚力、摩擦角和支护结构桩距的变化对Lc影响很小。

人工挖孔灌注排桩在基坑支护结构中的应用研究

通过对闽北山区土层采用人工挖孔灌注排桩在基坑支护结构中的研究、设计、施工、监测,较为成功地在山区土层中开发了人工挖孔灌注排桩基坑支护技术,摸索出一套适用于山区地基的基坑支护处理方法。该支护结构施工时不需要大型机械设备,操作工艺简单,施工工期短,支护结构刚度大、稳定性好,具有良好的止水性,坑内施工无空间障碍等优点,经济、社会、环境效益明显。

内支撑的变形特征及其工程对策

根据实测的支撑水平位移随开挖部位和深度的变化而变化的资料 ,对支撑位移的变化规律进行定性探讨并据此提出支撑设计、施工和监测的若干建议。