冲刷作用下斜坡桩基竖向极限承载力评价方法

由于不能考虑土体冲刷对桩周土体初始应力的影响及随着冲刷深度的增加桩周土体压缩回弹效应的增强,简单地按高承台形式来考虑水流冲刷作用对桩基承载性状的影响是不够准确的.文中建立了考虑冲刷深度比率的冲刷作用下斜坡桩基竖向承载力评价模型.设计了10组数值模拟实验,采用FLAC3D弹塑性分析软件,分析了冲刷作用对桩端阻力与桩侧摩阻力的影响机理.采用非线性回归分析,建立了冲刷作用的影响系数函数;使用基于麦考特法的通用全局优化算法进行迭代计算,确定影响系数函数的参数,得到冲刷作用下斜坡桩基竖向极限承载力评价方法.

黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全影响研究

为全面了解黄土山区高陡边坡水毁对桥梁桩基安全的影响,在对山西省典型黄土山区4条高速、174座桥梁下部全面调查的基础上,依据黄土地区现场桩基静载试验,应用FLAC3D建立黄土山区高陡边坡地形桥梁桩基有限差分模型,分析了高陡边坡水毁崩塌对桩基承载特性的影响,揭示了桩基承载力、桩侧摩阻力、桩端阻力及有效桩长变化规律。研究表明:随着临坡距的减小,桩基承载力不同程度降低,临坡距越小,桩基承载力影响越大;桩基承载力降低主要是由于桩侧土体缺失导致桩侧摩阻力无法完全发挥,桩端阻力影响不大;临坡距越小,斜坡失效桩长越大,有效桩长变短;高陡边坡水毁显著改变了摩擦桩的承载特性,危及桥梁下部结构及运营安全。

山区风电临坡圆形基础倾覆失稳对坡体变形的影响

山区风电塔架均修建于山区丘陵坡顶。若风电基础倾覆失稳,将对边坡稳定性造成影响。通过数值模拟方法,研究了临坡圆形基础倾覆失稳引起的边坡土体变形,讨论了基础直径、边坡角对坡体变形的影响。结果表明:坡面隆起随基础直径增大使坡面隆起量增大,随临坡距增大而减小,临坡距e/D=3(e为基础边缘距离边坡距离,D为基础直径)较e/D=5时最大隆起值增大了143%。此外,边坡角增大不仅使坡面隆起增加,而且边坡土体变形范围增大。讨论了基础转动点与基础临坡距离之间的关系,发现圆形基础的转动点位置随临坡距增加呈先上升后下降的趋势。

建筑边距对岩坡地基及上部结构影响数值分析

为节约用地,山地城镇建设中有些建筑建于岩坡地基上,岩坡地基与上部建筑结构之间的共同作用分析成为山区岩土工程实践中的一个课题。基于有限元分析的数值方法,对均质岩坡上建筑边距(建筑距坡顶边缘的距离)对上部建筑结构与地基基础相互作用的影响进行了计算分析,其中边坡地基为10m高的直立岩坡,基础为平板式筏基,建筑边距分别考虑了2、5、8m的3种情况。研究了3种建筑边距情况下边坡地基的强度变形情况及上部框架结构、筏板基础的内力和变形情况,分析中上部结构、基础与边坡地基满足三者的受力平衡和变形协调条件。得出了相关结论,对工程实践有一定参考意义。

基于吊拉协同方法的钢筋混凝土系杆拱加固效果研究

针对湖州地区在役钢筋混凝土系杆拱桥,在长期荷载作用下产生的病害特点,采用吊拉协同主动加固方法以恢复原结构承载能力.利用Midas Civil软件进行有限元仿真分析,对结构加固前、后各主要构件的内力及位移状态进行了理论对比分析,并对加固后结构主要构件的应力及位移状态进行了实桥监测,通过理论分析与实测数据验证了钢筋混凝土系杆拱吊拉协同补强主动加固方法在工程应用中的实际效果.理论分析与实测数据表明:采用吊拉协同主动加固方法,使新吊杆发挥了良好的协同补强作用,使原混凝土刚性吊杆处于全截面受压状态,抑制了已有裂缝的开展,改善了原结构拱肋及系杆的受力分布状态,保证了结构的正常使用,提高了结构的安全性和耐久性,达到了预期加固效果,为日后同类型结构的加固方法提供了理论依据及实桥参考.

黄土斜坡地基附加应力

针对黄土斜坡地基,围绕斜坡坡角、基础埋深、临坡距三个因素对斜坡地基附加应力的影响开展了系列探究试验。试验结果表明,斜坡坡角对斜坡地基附加应力影响巨大,坡角越大地基附加应力实测值与理论弹性解Boussinesq解差距越大,从而证明Boussinesq解不能直接用于斜坡地基附加应力计算,应给出相应的折减;小临坡距、大坡角的不同基础埋深试验表明,小临坡距、大坡角基础安全性及稳定性的提高不能依赖于增大基础埋深;关于临坡距的系列探究试验表明,临坡距越小,基础下方土体附加应力不对称性愈发凸出,而随着临坡距的增大,附加应力的不对称性得到明显缓解。为了基础择址不过于保守,同时满足安全性、稳定性的要求,应选择最优临坡距。

基坑边缘塔吊基础及边坡施工工艺

结合工程实际,对塔吊设置于地下室基坑周边位置的施工工艺进行了研究。综合考虑施工便道设置、车库结构施工、后期塔吊拆除便利性等各项因素,将塔吊布设于基坑外侧靠施工便道位置,既便于材料吊运,又能满足现场施工工序需求,还能避免地下室结构施工不受塔吊标准节影响,可一次性连续施工完成,在确保工期的同时,也降低了车库施工缝渗漏的风险。

陶瓷髋关节股骨头直径尺寸与动态微分离条件下边缘负载的关系

背景:建立人工髋关节动力学仿真模型能有效模拟人体髋关节股骨头与臼杯动态分离过程,并探究股骨头与臼杯分离条件下的边缘接触现象。目的:研究人工髋关节股骨头假体直径尺寸对髋关节动态微分离下边缘负载的影响,为陶瓷髋关节因边缘负载产生的早期高磨损问题提供生物力学分析基础,也为髋关节假体设计和临床应用提供理论依据。方法:利用前期已经验证过的仿真模拟方法,即基于Adams动力学仿真软件的人工髋关节边缘接触的动力学模型,模拟髋关节在步态周期内发生动态微分离和边缘接触的现象。结果与结论:(1)髋关节臼杯与股骨头动态微分离产生边缘负载的最大接触力值随股骨头尺寸增大而小幅减小;(2)髋关节假体体积磨损度量指数,即边缘接触力与其作用时间的乘积,随股骨头尺寸增大而增大,直径36 mm股骨头髋关节假体的磨损度量指数比直径28 mm股骨头髋关节假体大0.6%,直径55 mm股骨头髋关节假体磨损度量指数比直径28mm,36mm股骨头髋关节假体大2.7%;(3)提示陶瓷髋关节股骨头尺寸变化对边缘负载接触力影响较小。

三峡库区巫山新县城主要岩土工程问题浅析

分析了挡土墙失稳、房屋基础方案不合理、建筑场地选择等方面的岩土工程问题 ,提出了地基划分的几个类型和基础型式选择的原则 ,并以实例作了剖析。

基于极限平衡理论的临坡地基承载力计算

以实践中广泛应用的极限平衡理论为基础,通过静力平衡方程建立了临坡地基极限承载力与临坡地基破坏模式中各几何参数的关系,借助非线性规划算法给出了临坡地基承载力的计算方法,并利用多个既有算例的数据进行对比验证。结果表明:本文方法与既有数值模拟结果吻合较好,所求得的破坏模式符合实际,这表明本文方法具有一定的合理性以及较广泛的适用性。边坡对地基承载力削弱效果消失的临界距离与多种因素有关,而现行规范的规定可能使设计偏于危险,本文方法可以为防治相关地质灾害和岩土工程设计提供依据。

框剪结构—桩筏基础—岩质边坡地基共同作用影响数值分析

随着城市的快速发展,土地变得越来越稀缺,特别是对于山地城市,不得不考虑在岩质边坡上修建建筑物,因而对上部结构、岩质边坡地基与基础间的共同作用研究具有实践意义。使用有限元分析方法,分析上部结构层数、岩石强度和建筑边距对共同作用下筏板内力的影响,并与未考虑共同作用的常规设计方法进行对比。计算结果表明,考虑共同作用的筏板主应力小于常规设计,其中最大主应力由筏板中部向四周转移。随着上部结构楼层数增加,上部结构对筏板刚度的贡献加大,对筏板应力的调节作用增强,基底反力向周围扩散,筏板应力分布更加均匀。

斜坡地形输电线路临坡基础抗拔承载特性分析

临坡基础是输电线路通过斜坡地形时所采用的一种常见的基础形式,其抗拔承载特性研究在国内尚处于起步阶段。本文基于平地条件下安徽太湖现场试验的结果,利用FLAC^(3D)对该地区岩体力学参数进行参数反演。采用反演所得参数,按不同坡顶距、基础埋深、坡角设计完成了18组共计138个临坡基础的抗拔承载数值模拟计算。通过对比分析模拟结果中的垂直向、水平向位移云图及塑性区分布图,将临坡基础的破坏模式总结为浅埋模式与深埋模式两种。同时,以临坡基础极限抗拔荷载衰减率为分析基准,得出临坡基础抗拔承载性能随坡顶距及基础埋深的增加而提高,随坡角的增大而降低的规律,并提出临坡基础最小安全坡顶距的概念,为输电线路临坡基础的设计与施工提供科学的依据与参考。

岩石基础在山区应用的分析

通过分析比较岩石基础和传统大开挖基础的型式,可以证明山区强风化岩石的地质条件下送电线路工程采用岩石基础拥有许多优点,值得在强风化岩石山区推广应用。

浅析输电线路基础边坡保护距离

在输电线路竣工验收过程中,经常发现塔基的边坡保护距离a值不够,文章分析了造成边坡保护距离a值不够的原因有施工方不严格按图施工、测量错误、设计原因。针对该问题,最有效的办法是设计人员在配置陡峭地形的基础时,采用掏挖基础或人工挖孔桩基础,并加大基础埋深。在问题出现后,采用补救措施,采用挡土墙或浆砌石回填。不管采用哪种措施,都是为了保证输电线路运行的稳定性和安全性。

斜坡地形输电线路基础设计研究

以斜坡地形中的掏挖类原状土基础为例,基于抗拔承载力等效原则,结合斜坡地形原状土基础抗拔承载力计算公式,推导了降基面抬高值、边坡减小量与埋深增加量的对应关系式,提出了斜坡地形杆塔基础边坡最小保护距离的计算公式,为工程技术人员快速判定三者间的对应关系提供了一种理论判别标准.

黄土沟壑地形斜陡坡对桩基承载力的影响

随着穿越中国西部山区等复杂地形的公路桥梁越来越多,黄土沟壑地形桥梁桩基受到较复杂外荷载作用的问题也越来越凸显,同时由于桩周土体缺失效应,桩侧土体呈现出不对称性,侧摩阻力在靠近坡面侧土体中很难得到有效发挥,从而降低了桩基的竖向承载能力。结合西部黄土沟壑地形斜陡坡的工程地质特点,参考陕北黄土地区已建或在建桥梁工程项目的地勘资料,采用MIDAS FEA中桩土界面的接触分析进行有限元数值模拟,计算分析了黄土沟壑地形斜陡坡对桩基承载力的影响,总结了坡度、临坡距这2个主要因素对桩基极限承载力的影响规律。研究结果表明:桩基极限承载力与坡度呈反比例关系,坡度为30°时,桩基承载力较平坡桩基承载力下降了13.2%,桩侧摩阻力下降了18.3%,桩端阻力下降了2.3%;坡度为70°时,桩基承载力较平坡桩基承载力下降了46.7%,桩侧摩阻力下降了64.0%,桩端阻力下降了9.8%;随着临坡距的增加,桩端阻力变化微小,桩侧阻力增加明显,临坡距由D(桩基直径)增加至8D时,桩端阻力占极限承载力的比例由59%下降到49%,且基本保持稳定;而桩侧阻力在临坡距由D变为2D时,桩侧阻力增加了25%。在工程实践中,坡度因素不容忽视,研究结果可为相关地区桥梁桩基设计和施工提供参考。

黄土沟壑区桩基竖向承载力计算方法

为了控制道路建设成本和满足道路线形需要,黄土沟壑区修建的桥梁桩基多处于斜陡坡上,因其存在桩侧土的缺失效应和桩侧土压力的削弱效应,降低了桩基竖向承载力,从而导致采用现行规范计算黄土沟壑区桩基竖向极限承载力偏不安全问题。结合黄土沟壑区的土质特性和背景工程的桩型特征,根据斜陡坡桩基竖向承载机理,建立了考虑边坡系数与临坡距耦合作用的黄土沟壑区桩基竖向承载力计算模型。运用FLAC 3D有限差分计算软件,研究边坡土体缺失效应和削弱效应对斜陡坡地形桩基承载力的影响,并通过回归拟合方法,建立黄土沟壑地形竖向桩基承载力计算公式。研究结果表明:黄土沟壑地形对桩端摩阻力的影响可以忽略,但对于桩侧摩阻力的影响不容忽略;边坡系数和临坡距对桩基竖向承载力的影响成相互耦合关系,桩侧摩阻力随着临坡距和边坡系数的增加而增加,且桩侧摩阻力增加量越来越慢;临坡距为1d时(d为桩径),边坡系数从0.57增加到1.00时,桩侧极限摩阻力增加了91.6%,边坡系数从1.73增加到3.73时,桩侧极限摩阻力增加了22.2%;临坡距为10d时,边坡系数从0.57增加到1.00时,桩侧极限摩阻力增加了37.4%,当边坡系数从1.73增加到3.73时,桩侧极限摩阻力增加了18.3%。提出的桩基竖向承载力公式计算结果与数值模拟结果基本一致,可为同类桩基承载力计算提供参考。

复杂荷载下斜坡上单桩水平承载特性研究

随着国家基础设施的不断完善,在实际工程中,建筑物桩基需要建立在倾斜的斜坡上,位于斜坡上的桩基的承载特性与平地上桩基的承载特性有明显的差别.利用自行研制的试验装置,采用粉土作为斜坡上的土体模型,进行了室内水平静载模型试验,得出斜坡上桩基在复杂荷载作用下的承载特性规律.运用ABAQUS有限元分析软件对斜坡上桩的承载特性进行数值模拟,计算结果与试验结果吻合较好,并进一步探讨了斜坡桩的桩承载因素的影响分析.研究结果表明:在水平推力较大时,桩顶位移随荷载呈现非线性变化,说明桩-土作用体系符合非线性模型规律;临坡距对桩身承载特性有一定的影响,斜坡上桩身距离坡顶越远,桩所受到的土体被动区土抗力越小,桩顶水平位移和桩身弯矩越小,在桩长和桩径不变的情况下,把桩设置在临近坡脚位置时可提高桩身的水平承载能力;增大桩周土体模量可以提高桩周土体对桩的嵌固作用,有效减小桩顶侧移和桩身最大弯矩.