流变性土排桩地基的禁振带隙

基于时间依赖性模量推导流变性土的动阻尼表达式,构建桩-土周期结构的连续介质模型,利用多重散射法计算桩-土周期系统的能带结构和带隙.通过算例分析,分析流变性土排桩地基中剪切波的带隙特征及参数影响.结果表明,流变性土的阻尼比随频率发生非单调性变化,初始和最终状态的模量比决定阻尼比的幅值,而松弛时间决定阻尼比随频率的变化速率.土体的流变性导致实际工程中排桩地基的带隙频率高于理论值,且带宽减小,减弱了排桩的隔振效果,消除桩周土的流变性将有利于排桩发挥隔振作用.

饱和土中排桩对入射S波隔离的三维分析

基于Biot两相饱和多孔介质理论,就饱和土体中排桩对入射S波的隔离效应进行了三维分析。使用坐标转换和Graf加法定理,将某一桩体附近的总波场构造为入射波和所有桩体的散射波之和,通过施加桩土界面处的边界条件,利用不同阶三角函数的线性无关性,得到了问题的解析解。数值算例对排桩后面的饱和土体的竖向位移振幅衰减进行了分析,探讨了入射波频率和桩土弹性模量比等参数对饱和土中排桩隔离效果的影响。与弹性土中的相应结果比较表明:频率较低时,饱和土中排桩的隔离效果和弹性土中较为接近;频率较高时,两者之间的差别有所增大。

深基坑疏排桩锚与土钉墙水平联合支护数值模拟

为了验证疏排桩锚—土钉墙水平联合支护结构的稳定、安全及可行性,得出桩、锚等结构构件的受力及变形规律,以北京京温市场二期地下车库基坑工程为例,分别构建了桩锚支护和疏排桩锚—土钉墙水平联合支护两种方案,然后对两种方案进行了数值模拟,并将以下方面的模拟结果进行了对比分析:基坑开挖面水平位移、地面沉降、各道锚杆的轴向受力规律及支护桩的受弯规律。模拟结果表明:当基坑土层适合土钉支护但开挖深度超过土钉支护深度时,采用疏排桩锚—土钉墙水平联合支护结构替代桩锚支护结构是稳定的、安全的、可行的。

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构稳定性分析

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构是复合土钉墙发展的趋势之一,此结构可有效地突破复合土钉墙在控制及预测位移方面的局限性,并增大了土钉墙的支护深度,增强其适用性及应用范围。以拱形理论为基础,分析土压力的传递及应力重分布的机制与特点,研究支护结构变形性状特征。据此,提出该支护方式的局部及整体稳定性计算公式,建立了受力及稳定性计算模型,并结合实例进行了相关验证。

疏排桩-土钉墙组合基坑支护结构设计与实践

针对新型疏排桩-土钉墙组合基坑支护结构,以土拱效应分析为基础,阐述疏排桩-土钉墙组合支护技术的基本原理,通过建立平衡条件,推导拱前土体所产生的土压力,以计算疏排桩与土钉墙的荷载分担比例。基于对疏排桩-土钉墙组合支护结构不同潜在滑裂面的假定,对支护结构的拱前土体失稳破坏、土拱自身强度破坏与失稳破坏和结构整体失稳破坏三种破坏模式进行探讨,推导局部稳定性和整体稳定性验算公式。结合对实际工程的验算,说明该计算方法的合理性,具有工程应用价值。

多排桩屏障远场被动隔振分析

视桩为弹性半空间中的异质体,以瑞利波散射的积分方程为基础,首次对多排桩屏障的远场被动隔振效果进行了三维分析。详细讨论了影响隔振效果的几个主要参数,指出非连续排桩屏障隔振起到的是整体屏蔽作用。研究表明,影响多排桩屏障体系隔振效果的厚度主要取决于桩的排数,与桩的截面尺寸关系不大;密布小截面多排桩隔振效果与空沟和填充沟相当;桩的排距对隔振效果影响小;每一排桩的桩间净距是影响隔振效果的重要参量,为了获得满意的隔振效果,应控制相邻桩的桩间距足够小。最后,通过工程实例验证了多排桩的隔振效果。

疏排桩-土钉墙组合支护结构离心模型试验研究——稳定性与破坏模式

疏排桩-土钉墙组合支护是疏排桩与土钉墙相结合的一种新型支护形式,它不但充分利用了排桩抗弯能力强的优点,同时有效地克服了疏排桩桩间距受桩间土体失稳的限制和土钉墙变形难以控制的缺点。这一新型组合支护结构目前在工程中已有广泛应用,但是对于疏排桩-土钉墙组合支护结构的加固机理和破坏模式还有待于深入研究。采用同济大学中型岩土离心机进行了7组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。离心机模型试验结果表明,疏排桩-土钉墙组合支护基坑的整体稳定性较疏排桩支护和土钉墙支护都有显著提高。疏排桩-土钉墙组合支护结构中土钉的长度和布置间距,以及排桩间距对支护基坑的稳定性影响非常显著。

换热器管排表面多极子声散射场模态研究

利用Helmholtz积分方程,研究了锅炉换热器管壁表面对声波的多极子散射行为,给出了计算换热器管壁表面声场分布的数学模型,数值计算了入射声波频率和炉内管道间距对管壁表面散射声场的模态影响特征,得出了管道壁面散射声场的频率响应存在尖锐的峰值特征,分析了声场峰值特征是由于管道的多极子声散射波发生相互干涉的物理机理,讨论了壁面声场出现干涉加强时的声波频率和管排几何结构的关系,为锅炉换热器管道声学无损检测技术(ANDT)和声波节能技术(SSCT)提供参考。

一种顾及表面间多次散射的热辐射方向性模型

利用辐射换热角系数描述了非同温异质表面间的多次散射效应,据此建立热辐射方向性模型,并对模型的数值计算进行了讨论.将模型应用于行结构目标,结合孔隙率模型模拟其方向亮温(Directional Brightness Tempera-ture,DBT)变化规律.结果表明,模拟得到的规律与地面观测结果具有较高的一致性,平均偏差在0.5 K以内.同时发现,多次散射效应增强了目标DBT,但对DBT的变化幅度又起平滑作用;目标组分的温差、几何结构、发射率均可导致DBT发生变化,温差越大,表面越凹,发射率越小,DBT随观测角度变化的程度越剧烈;模型可以解释热辐射中的"热点效应",认为"热点"的产生主要与组分温度空间分布有关.模型对于研究发射率方向性,城市热红外遥感反演及热红外邻近像元影响等问题可提供参考或思路.

疏排桩-土钉墙组合支护结构的疏排桩计算模型

疏排桩-土钉墙组合支护结构的疏排桩计算模型以弹性支点m法为基础,通过假设疏排桩间土拱轴线为半圆形,推导疏排桩和土钉墙的荷载分担计算公式,并对土拱荷载传递比进行分析。简化土钉墙面层后土压力为均布荷载,推导土钉墙对疏排桩的支护刚度计算公式,并对支护刚度取值范围进行计算。进行参数分析,并通过与试验比较,对模型的合理性进行验证。

双排弹性桩隔振屏障对平面SH波的多重散射

提出了一种新的求解任意排列、任意半径的弹性桩对平面SH波的多重散射的理论方法,以解决以往假设单重散射的计算方法中不考虑桩列作为整体屏障从而忽略桩间相互干涉关系的不足,并且可用于分析多排弹性桩对平面SH波的散射性状。在数值计算分析中讨论了散射重数,排间距,桩土剪切模量比,桩数等对双排弹性桩屏障隔离效果的影响,从而对实际工程中利用排桩进行振动污染的治理和屏障隔振设计提出了重要的理论依据。

温州大剧院深基坑支护技术

温州大剧院深基坑位于深厚的淤泥土地层中,开挖深度达10.55m,在基坑支护结构设计时,充分利用该工程的结构布置特点,以土钉墙作为主要基坑支护结构型式,分别采用土钉墙超前支护、土钉墙+疏排桩支护及土钉墙+排桩+支撑的复合式支护等多种支护结构。经现场监测,实测最大水平位移仅为80mm,且大部分监测点的最大水平位移均小于40mm,其它监测指标均在设计的控制标准之内,取得了令人满意的基坑支护效果和经济效益。本文详细介绍本工程基坑的设计思路及结构特点,以供类似工程借鉴。

饱和土中任意排列的排孔屏障对P波的多重散射

基于Biot饱和土波动理论,采用波函数展开法,对饱和土体中任意排列的排孔对P波的多重散射进行了理论求解,通过排孔-土体间应力、位移自由的边界条件,得到波函数展开后的待定复系数,由此确定屏障前后总波场的解。数值算例中考察了P波入射下饱和土体中周期性排列的排孔屏障前后无量纲位移幅值的变化情况,对影响屏蔽效果的主要几何参数如排孔间距、排距、数量、布置方式等进行了分析和讨论,得到了排孔的优化设计建议,为弹性波在饱和介质中的传播规律和屏障隔振提供理论计算依据。

排桩对柱面SH波散射问题研究:解析求解

采用波函数展开法结合Graf加法定理,利用桩体与土体之间的位移和应力连续边界条件,给出了全空间单排桩对柱面SH波散射解析解,并采用傅里叶逆变换,求得时域结果。该方法考虑了入射波曲率的影响,在频域内分析了柱面SH波入射时排桩散射的频谱规律,给出了时域排桩柱面SH波散射位移云图,讨论了桩数与桩间距对柱面SH波入射时排桩散射的影响。研究表明:在振源距排桩较近(d/a=10)时,低频段(η=0~1.0)排桩对柱面SH波的隔离作用显著;振源距排桩较远时,各频段排桩对柱面SH波的隔离作用均较为显著。桩间距固定时,增加桩数,排桩后方首次出现的最大位移响应相应减小,排桩散射的影响范围随之增大;对柱面SH波进行阻隔时,为提高阻隔效率的同时节约成本,不仅需要考虑桩数,还应考虑波源与桩体、桩间空隙相对位置的影响;排桩分布宽度固定时,由于入射波曲率对排桩散射的影响,减小桩间距,排桩后方首次出现的最大位移响应有可能会出现放大的情况,故应采用合理的桩间距对柱面SH波进行阻隔。

疏排桩在土钉墙支护基坑中的加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机,进行了6组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。基于离心机模型试验结果,探讨了疏排桩在土钉墙支护基坑中的支护效果。研究结果表明:在土钉墙支护基坑中设置疏排桩,能有效减小支护结构地表沉降,桩间距越小时,支护结构地表沉降值也越小;设置疏排桩能显著改善土钉墙变形过大的缺点,桩间距越小时,支护结构的侧向变形也越小;设置疏排桩不仅能提高支护结构的稳定性,还能改变支护结构的破坏模式。在土钉墙支护基坑中,设置疏排桩后支护结构的破坏模式主要表现为3种形态。

三坐标曲面加工中球形刀的刀位分析

本文从理论上对三坐标曲面加工中球形刀的刀位点、走刀步长、切削行宽度及刀具半径等计算 作了分析。适用于曲率变化不大的曲面加工中走刀步长及切削行宽度的估算。

地铁车站基坑支护结构设计优化

对珠三角城际快速轨道交通广佛线西朗地铁站的基坑支护结构进行设计优化,采用疏排钻孔灌注桩替代密排人工挖孔桩,并对支护体系的间距进行调整。通过对支护结构的设计验算以及现场施工过程的监测表明,该设计优化方案大幅减少了桩基成孔、钢筋制安、混凝土浇筑等工程量,节约了工期,同时为基坑土石方开挖和主体结构施工创造了较为便利的施工条件。

土钉墙在疏排桩支护基坑中的加固效果试验研究

采用同济大学中型岩土离心机进行9组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心机模型试验。基于离心机模型试验结果,探讨土钉墙在疏排桩支护基坑中的加固效果,并推导土钉墙支护刚度的简化计算公式,研究土钉墙支护刚度对疏排桩-土钉墙组合支护结构支护特性的影响规律。研究结果表明:在疏排桩间设置土钉能有效减小支护结构地表沉降,土钉越长、间距越小时支护结构地表沉降值也越小,加密土钉间距比增加土钉长度对减小支护结构地表沉降更为有效;设置土钉能显著减小支护桩的桩身内力和变形,随着土钉长度的增加和土钉间距的减小,排桩的桩身内力分布规律逐渐由悬臂排桩支护特性向带支撑的支护桩特性转变;通过设置土钉不仅能提高支护结构的稳定性,还能改变支护结构的破坏模式,随着土钉墙支护刚度的增大,会使土钉墙的支护特性得到增强,形成以土钉墙支护特性为主导的疏排桩-土钉墙组合支护结构,相反,则以疏排桩支护特性为主导。

考虑土拱效应的疏排桩支护基坑内力和变形分析

采用同济大学中型岩土离心机进行了2组疏排桩支护基坑的离心机模型试验,结合三维有限元数值分析探讨了采用规范方法计算疏排桩支护基坑桩身内力与变形的适宜性,并提出了考虑土拱效应的疏排桩支护基坑桩侧土压力的理论计算方法,最后建立了考虑土拱效应的疏排桩支护基坑桩身内力和变形的计算模型。研究结果表明：对于桩间距与桩径之比为2、3和8的疏排桩支护基坑,桩间土体无法形成土拱效应;对于桩间距与桩径之比为4-7的疏排桩支护基坑,桩间土拱效应明显;规范法计算得到桩身内力与变形结果要比离心机试验结果偏大,与规范方法相比,采用文中提出的计算方法计算疏排桩支护基坑桩身内力与变形更为合理。

疏排桩-土钉墙组合支护基坑土拱效应模型试验

采用同济大学中型岩土离心机进行了8组疏排桩-土钉墙组合支护基坑的离心模型试验。基于离心模型试验结果,提出了疏排桩-土钉墙组合支护基坑桩间土拱效应的最终形态分析模型,并结合三维有限元数值分析探讨了桩间土拱效应的动态发展过程以及桩间距和土钉参数对土拱形态的影响规律。研究结果表明:当桩间距与桩径之比B/D≥8或土钉长度与基坑开挖深度之比L/H≥2/3时,桩间土体无明显土拱效应;当桩间距与桩径之比B/D=4～6且土钉长度与基坑开挖深度之比L/H<2/3时,桩间土拱效应明显;疏排桩-土钉墙组合支护基坑的土拱最终形态表现为沿基坑顶面成抛物线形,延基坑深度方向具有一定直立深度的曲面。