Static load test and load transfer mechanism study of squeezed branch and plate pile in collapsible loess foundation

As a special geological phenomenon, the character of collapsible loess foundation is collapsible when penetrated by water. This character leads to the soil losing load bearing capacity largely and may lead to foundation failure. Pile is a popular foundation used in collapsible loess. The squeezed branch and plate pile is a new type of pile developed in recent years and has not be used in a project before. In this paper three squeezed branch and plate piles are tested in collapsible loess after immersion processing. The results may be used for reference in similar construction project, and to provide theoretical references for de- signing of the squeezed branch and plate piles in engineering practice.

马鞍山长江公铁大桥2100 MPa高强度钢绞线斜拉索及锚具研制

巢马铁路马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥为(58+168+392+168+58)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索设计采用抗拉强度2100 MPa、抗疲劳应力幅280 MPa的∅15.2 mm低松弛PE镀锌钢绞线拉索。为保证高强度钢绞线斜拉索的力学及锚固性能,根据其技术指标要求,在1860 MPa钢绞线基础上,研制2100 MPa钢绞线及配套锚具。通过提高钢绞线原材料盘条中C、Si、Mn元素含量及改进钢丝拉拔工艺,选择直径14.0 mm的PQS92Si-HT盘条为2100 MPa钢绞线原材料。为提高钢绞线的锚固性能,夹片选择20CrMnTi钢,夹片长度52 mm、牙高0.45 mm、锥角6°10′、表面粗糙度R a3.2以上且表面硬度不低于56 HRC。根据2100 MPa钢绞线锚具的载荷变化和现行锚具锚板的材料性能,锚板选择40Cr钢,并进行调质处理。对研制的2100 MPa钢绞线及配套锚具进行单孔锚及斜拉索锚具组件疲劳试验及疲劳后静载试验。结果表明:研制的2100 MPa钢绞线及其锚具组件均满足规范要求,可应用于马鞍山长江公铁大桥副汊航道桥。

装配式蒸压加气混凝土底板叠合楼板力学性能研究

提出了一种装配式蒸压加气混凝土(AAC)底板叠合楼板,该叠合楼板采用带凹槽的预制AAC板作为底板,在凹槽中布设肋梁钢筋,再现浇混凝土形成。通过静力试验和数值模拟研究了该叠合楼板的破坏机理、裂缝分布、承载能力、变形能力和整体工作性能,分析了跨度、配筋率和构造形式等因素对楼板力学性能的影响。对该叠合楼板进行数值分析,验证了有限元模型的合理性。结果表明:叠合楼板试件的破坏形态分为受压混凝土压碎和底板裂缝超限;预制AAC板侧开槽的构造形式能提高楼板的整体工作性能;试件的延性均值在2.5左右,具有较好的变形能力,且试件开裂后刚度变化不大;预制底板配筋率对叠合楼板的极限承载力和刚度影响显著,提高底板的配筋率可以明显提高叠合楼板的承载力和刚度。最后提出了装配式AAC叠合楼板的设计方法。

基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固珊瑚砂试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)广泛应用于土木工程领域,为更好地了解微生物加固钙质砂场地的作用效果,本文通过采用低pH一相注浆加固的方法,开展对加固后的钙质砂场地的室内分析测试以及现场加载测试。通过钻孔取样开展了无侧限压缩试验、剪切波速试验以及扫描电镜试验。试验结果表明,在相同的加固条件下,碳酸钙沉淀作用形式不同将会导致较大的强度差异性;现场加载试验在微生物场地加固、养护结束后,且场地保持干燥时进行平板载荷试验,通过荷载板试验可以发现,当荷载逐渐增大时,承压板周边土开始出现裂缝延展,最终破坏时土体发生了较大的位移沉降和裂缝扩展,也证明了携带菌种现场扩培的方法在岛礁微生物加固中的可取性。

支座底板直连接型焊接空心半球节点受力性能试验研究及分析

为研究支座底板直连接型焊接空心半球节点在受拉压状态下的力学性能,设计制作了8个试件。通过试验和有限元分析方法,获得了节点的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明,受压工况下试件的破坏模式为半球先屈服支管后屈服、支管屈服和半球表面屈服,受拉工况下为半球先屈服后支管与半球相交处半球表面产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变,受支管壁厚影响较小。在受力过程中,支管分别承受拉压力的节点试件在支管与半球相交区域的测点最先进入屈服状态,其余加载工况下试件最不利位置均为半球顶部。基于对218个有限元模型在受压和受拉工况下的参数化分析,非线性拟合提出了节点极限承载力计算公式,并考虑了加劲肋对节点承载力的影响,给出承载力提高系数。

多种检测方法在冲填土强夯检测中的联合应用

强夯是处理沿海滩涂冲填土地基的有效方法,而强夯加固后地基的检测是场地能否用于建设的重要依据。通过静载试验、静力触探原位测试、室内土工试验及轻型圆锥动力触探试验这4种方法联合检测强夯效果,并对4种方法进行对比分析,以供同类型工程参考。

FRP-钢组合板本构模型研究

为探讨FRP-钢组合板的抗拉性能,文中根据复合材料混合理论,提出FRP-钢组合板应力-应变本构模型。考虑FRP与钢板不同材料用量的影响,制作4组8个FRP-钢组合板试件,进行单轴拉伸试验。通过试验得到破坏模式、荷载-位移曲线,结果表明组合板均发生FRP拉断破坏。最后推出组合板的应力-应变关系,与理论模型进行对比,二者吻合较好,表明文中提出的理论模型能较准确描述拉伸作用下组合板的本构模型,为FRP-钢组合板的设计和应用提供依据。

预制钢板组合梁静载力学试验研究

为了解预制钢板组合梁结构的基本受力性能,以长益高速扩容工程30 m跨的预制钢板组合梁为工程背景,开展多级静载力学试验,通过实测数据和理论计算值的对比分析,评价结构在标准设计荷载作用的承载能力。结果表明:在设计荷载作用下的跨中挠度实测值为16.15 mm,应变实测值为190×10^(-6),实测值均小于理论值,结构实际工作状况比理论状况要好;π形组合梁的各测点挠度和应变的校验系数均小于2.0,相对残余变形均小于0.2,在设计荷载作用下结构处于弹性工作状态,结构具有良好的强度与刚度,满足设计要求,可作为桥梁上部主体结构使用。结论可为同类型桥梁的推广使用提供参考。

平板静载试验实测值极差较大原因分析及处理方案

我国建筑工程的日益繁杂,对建筑基础的稳定性也越来越高。随着深基坑支护技术的发展,基础埋深越来越深,设计将厚度大、承载力高、分布均匀的天然地基直接作为持力层,用平板静载试验来确定地基土承载力的特征值,但有时对天然地层局部软弱夹层未能及时发现,因此在平板静载试验时出现个别试验点不合格,需二次开挖处理。该文结合张家川回族自治县某工程实例,分析平板静载试验点不合格原因(如检测设备出现故障,现场存在软弱下卧层),提出局部不均匀地基处理措施(如地基土换填,挤密桩加强),总结勘察、钎探、平板静载试验过程判断软弱下卧层的方法与经验。

单钢板-混凝土组合板承载性能分析

为研究单钢板-混凝土组合板在公路桥梁中的应用,提出一种新的钢板与混凝土板组合形式。通过对其进行仿真模拟结合静力试验,研究其裂缝发展模式和破坏形态,分析该模式组合板受弯承载性能。试验结果表明:试件破坏模式为弯剪混合破坏,在试验过程中,试件截面纵向应变沿组合板高度上基本符合平截面假定,在破坏前有明显的变形特征,且承载性能较好。可见该形式的组合板基本能满足使用需求,对实际工程组合板的选型有一定的参考意义。

少筋微弯板组合梁旧桥检测评估及处治技术

为评估少筋微弯板组合梁桥在运营期间的承载能力,并研究合理的处治方案,以某5×16.8 m的钢筋混凝土Ⅰ型梁+少筋微弯板组合梁桥为研究对象。对该桥外观状况、材质状况进行检测,同时通过承载能力检算、静载试验等进行综合评估,采用综合比对方式确定维修改造方案。结果表明:主梁共计存在239条结构裂缝,裂缝最大宽度为3.14 mm,远超规范限值,上部结构承载能力不满足规范要求,且微弯板梁裂缝仍存在持续扩展的趋势。采用更换上部结构为连续钢箱梁形式,保留下部结构,具有工期短、总投资较低等优点,改造后,桥梁运营状况良好。

新型曲面CFRP板锚具力学性能研究

为解决传统CFRP板夹持式锚具中出现的张拉应力不足和螺栓预紧力难以控制的问题,根据其受力机理并以双曲面CFRP板锚具设计为基础,结合ANSYS有限元软件对比分析了不同尺寸的锚具性能,确定了最优的锚具尺寸并进行了相应的加工,然后对双曲面CFRP板锚具进行了静载试验。试验结果表明:内夹板厚度为5 mm时,挤压应力分布最均匀;外夹板厚度的最优范围为25~30 mm,弧度最优解为0.75~1.00 mm;当双曲面CFRP板锚具可以承受的最大张拉力为499.96 kN、最大锚固效率为104.16%、CFRP板的最小滑移量为1.93 mm时,锚具的锚固效果最佳。

桂林市压实混合土填料承载力研究

桂林地区的混合土以其独特的地区特征、复杂的工程力学性质而引起许多学者的注意,而压实混合土作为地基填料的工程借鉴经验极为缺少。结合桂林市三个工程实例,利用浅平板静力载荷试验分别对三个不同地基的承载力进行计算,研究表明:在没测到极限承载力的情况下,可利用麦随基威克司法与双曲线法,通过多试验点求平均值的方法进行外推,得到的极限承载力与常规选择安全系数方法相近;对比分析三种地基的承载力,混合土填料经碾压后压实效果明显,承载力高,在作为良好的土方填筑材料时,具有一定的工程经验和经济效应。

某地下车库无梁楼盖原位静载荷试验研究

现场采用静载试验对无梁楼盖进行正常使用状态检验,并采用规范公式法、经验系数法、盈建科整体模型法、盈建科单层板模型法进行承载能力计算,并分析不同算法的差异。结果表明:无梁楼盖受冲切承载力计算,规范公式法与盈建科建模结果相一致;无梁楼盖受弯承载力计算,盈建科整体模型法更全面、更合理。

DX桩承载力及荷载传递特点的现场试验研究

通过大比例尺的现场模型DX桩静荷载试验 ,对DX桩的承载力机理进行了分析。通过对比同等地质条件下直孔桩与DX桩承载力的差异 ,给出了DX桩的荷载传递曲线 ,分析了DX桩的荷载传递规律 。

某宽幅简支梁桥荷载试验研究

目的为全面了解某宽幅预应力混凝土简支空心板梁桥在荷载作用下的实际承载力,分析其实际工作状态,评定桥梁运营状况.方法基于静载试验,研究在偏载和中载等不利荷载工况下的主梁的应力和变形,通过动载试验的各项内容研究该桥的自振频率、不同行车速度下的变形响应以及跳车试验下的冲击作用,最后将实测结果与理论分析结果进行对比分析.结果桥梁在设计荷载下处于弹性工作阶段.卸载后归零情况正常,残余应变为5%~11%,没有裂缝产生.动力测试结果显示,其第一阶竖向自振频率为5.47 Hz、阻尼比为0.025、冲击系数为1.122~1.190,测试模态与理论模态吻合较好.结论该桥受力处于弹性工作状态,承载能力满足相关规范要求,可以按设计荷载投入使用.

外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用与评估

采用外部粘贴预应力碳纤维板技术对金刚桥进行加固。金刚桥是一座已使用40多年的钢筋混凝土简支T形梁桥,开裂严重,抗弯刚度退化,在汽车荷载作用下梁体挠曲变形明显,需要进行加固并提高其通行荷载。根据正截面承载力验算结果,确定在主梁底部和梁肋两侧尽可能接近底部的位置粘贴预应力碳纤维板进行加固,以提高抗弯强度。加固过程中采用结构基座式的预应力张拉设备对碳纤维板施加1 000 MPa的初始应力,并在桥梁支座处通过永久性锚具设置了可靠的锚固。加固完成后采用标准荷载对桥梁进行荷载试验。试验结果表明:应用预应力碳纤维板加固技术,桥梁结构承载力满足加固设计荷载要求,且挠曲变形显著减小,桥梁结构的内力分布得到明显改善。

DX桩单位侧阻力和单位端阻力的现场试验研究

通过大比例尺现场模型DX桩静荷载试验 ,对DX桩单位侧阻力和单位端阻力的发展规律进行了研究 ,并与直孔桩作了比较 。

往复荷载下层状地基基础板试验研究与沉降分析

以上海市长兴造船基地涂装车间地坪为研究对象,开展往复载荷作用下基础板沉降现场试验研究,并基于Mindlin板理论和层状弹性体系理论,考虑基础底板和地基的共同作用,采用有限元法分析层状地基上基础板的沉降。地基的变形计算考虑土体各层土性参数的变化,采用层状弹性体系的Burmister解,其所使用的土性参数弹性模量可由压缩模量和一维回弹模量换算求得。由于压缩模量和一维回弹模量试验确定方法简便,可以通过简单的室内一维加卸载试验确定其随加卸载次数的变化。基于室内有限次加卸载试验结果,通过曲线拟合得到任意次加卸载下的压缩模量和一维回弹模量。在此基础上进一步提出了往复荷载作用下分层地基上基础板沉降的分析方法。

水泥稳定碎石拉压弯静态模量与动态模量比较分析

为了揭示水泥稳定碎石半刚性基层材料的动、静态抗拉模量、抗压模量和弯拉模量之间的相关关系,开发了同时测试3种模量的新方法,推导出了在四点弯曲受力状态下水泥稳定碎石中的抗拉模量、抗压模量和考虑剪切效应影响的弯拉模量计算公式,开展了不同加载频率下的动态模量和加载速率为1 mm/min条件下静态模量的测试试验;揭示了水泥稳定碎石动态模量随加载频率的变化规律,建立了动、静态模量的转化关系,揭示了拉、压、弯3种动、静态模量的差异性。研究结果表明：水泥稳定碎石材料不是各向同性材料,呈现出明显的拉、压模量不同的特性;3种动态模量均随加载频率的增长呈现幂函数增长规律,动态模量试验条件更加符合路面实际受力状态;相同荷载级位下,3种动态模量都大于对应的静态模量,比值区间约为：1.11～1.91。