桩基础高层建筑纠倾加固方法及工程实践

针对高度为99.9m的桩基础高层建筑不均匀沉降事故工程,为减小其地基压缩量及更好地增强建筑基础的整体刚度,从而制止沉降和抵抗不均匀沉降,结合该高层建筑结构特点以及地质条件,基于"加强基础刚度,止沉调平"的基本思路提出了"增补筏板+外部筏板外扩+锚杆静压桩"的纠倾加固方法,通过检测数据分析对该方法进行了验证。结果表明:以"增补筏板+外部筏板拓宽+锚杆静压桩"技术为主的综合纠倾加固方案是可行的;对于过量沉降以及产生较大不均匀沉降的桩基础高层建筑,采用"增补筏板+外部筏板外扩+锚杆静压桩"的综合纠倾加固方案将原桩基础转化为桩筏复合地基,有效提高了建筑物的整体性和地基基础承载力,同时利用锚杆静压桩布置数量、施工的先后顺序、施工时间差异对基础承载力进行调整,可以为大楼自然回倾创造条件,达到既制止其沉降与倾斜又适当纠倾的目的;外部筏板拓宽既能在纠倾过程中减缓沉降趋势,也能在建筑物使用过程起到防止复倾的作用。

庆阳地区超高层巨厚层黄土地基工程地质特征

为了更深层次地了解黄土的地质特征,以庆阳地区某超高层巨厚层黄土地基为研究对象,对陇东黄土的物理和力学性能进行了深入探究。主要通过原位试验与室内试验,从地层结构、分布深度、液限、塑限、塑性指数、孔隙比、湿陷变形、剪切波速、地基土承载力、抗剪强度等方面对该地区黄土的工程性能进行了综合分析与评价,结果表明:5.0m以内的马兰黄土湿陷性较强烈,黏聚力小,压缩性大;随着黄土厚度逐渐增大,离石黄土及午城黄土黏聚力增大,压缩性减小,呈轻微—中等湿陷性;受压超过400kPa的马兰黄土、受压大于600kPa的离石黄土及受压大于200kPa的午城黄土均无湿陷性;15.0m以内土体最大干密度为1.67~1.76g/cm^3,最优含水率为16.6%~17.7%;含水率高值相对集中在地下水位62.0m以下、饱和度90.0%以上地区。

基于强度折减法的边坡岩土体抗剪强度参数反演

鉴于传统位移优化反分析复杂的数学运算和迭代程序编制,提出了将强度折减法与位移优化反分析法相结合求解边坡岩土体抗剪强度参数。将双参数优化模型转变为单参数优化模型,通过折减系数将位移与抗剪强度参数联系起来,并结合有限元分析、数据拟合、最小二乘法优化,反演边坡岩土体折减系数。通过算例验证了所提方法的可靠性。结果表明:在合理选取初始值的条件下,通过该方法可以求得边坡岩土体抗剪强度参数;该方法不仅避免了复杂的数学计算和迭代程序的编制,还克服了双参数反演时二元线性或非线性回归引起的较大误差。

强夯法处理山区机场高填方地基的试验

为获得强夯法在山区高填方机场地基加固中的最优夯击次数及加固深度,综合评价强夯法在地基加固中的效果,分别采用2、3、4MN·m三种强夯能级,分区进行试夯.试验结果表明:原地基2、3、4 MN·m强夯的最佳夯击次数分别为10击、13击、15击,有效加固深度分别为4、6、8m.对于填方区:粉质黏土厚度小于4m时,强夯能级宜选用2MN·m;粉质黏土厚度4～6m时,强夯能级宜选用3 MN·m;粉质黏土厚度大于6～8m时,强夯能级宜选用4 MN·m.强夯法作为当下最为常用、最为有效的地基处理加固方法,在山区机场地基加固处理时效果好、实用性强,是施工优先采用的方法.

带改进型双钢管约束屈曲支撑的钢框架力学性能分析

基于Opensees程序对原框架和增设改进型双钢管约束屈曲支撑加固的钢框架进行Pushover分析和非线性时程分析,对两者的抗震性能进行比较。得出以下结论:加固后的钢框架刚度和强度明显提高,顶层侧移比减小而底部剪力比增加较小;地震作用下,加固后的框架破坏程度远小于原框架,所产生的塑性铰主要集中在中间跨梁和支撑处,避免了其他构件发生破坏。说明对原框架增设改进型双钢管约束屈曲支撑加固,可提高结构的抗震性能。

基于伪传递函数的高耸结构损伤识别

摘要基于传递函数可以反映结构输入输出相互关系（结构特性）的思想，提出了一种基于具有额外输入的自回归模型（autoregressivemodelwithexogenousinput，简称ARX模型）建立伪传递函数的损伤定位方法。首先，根据各自由度之间的关联性对其进行分组，选取其中一个自由度的响应作为参考通道即系统输出，将与其相关联的其他自由度响应信号作为系统输入，利用ARX模型，建立各分组在结构完好工况下的伪传递函数，将其作为基准伪传递函数；然后，利用基准伪传递函数对待识别工况的响应进行预测，计算其拟合度；最后，通过定义待识别工况与完好工况之间拟合度的差异作为损伤指标，对结构损伤进行识别。通过广州塔缩减模型算例分析表明，该方法在有噪声的情况下，可以很好地发现损伤并对结构损伤位置和损伤程度进行识别。

高填方路堤沉降模型现场试验

通过单点沉降现场实测数据对软土地区兰永一级公路高填方路堤沉降规律进行分析,建立了指数模型、乘幂模型、双曲线模型、对数模型4种沉降预测模型,并将这4种模型的预测值和实测值进行对比,在此基础上,利用最小二乘法建立了指数与双曲线模型的组合模型。结果表明:4种模型中指数模型和双曲线模型的预测精度相对较高,利用指数与双曲线组合模型得到的预测曲线与实测曲线吻合良好,使误差平方和减小到22.789mm2,能够满足工程要求;高填方路堤工后沉降在730d左右的时间内基本完成,预测最终沉降量为60.44mm。

特殊浸水下桩基负摩阻力试验研究

为妥善解决湿陷性黄土地区负摩阻力引起的桩基承载力下降问题,以消除桩周黄土湿陷性为出发点进行新途径和新方法的探索,采用非传统的特殊浸水方式分别对混凝土灌注桩、微型钢管砂浆复合桩进行了现场试验。结果表明:桩顶受荷时采用注水孔与试坑相结合浸水量较大,浸水段桩侧以负摩阻力为主,最大值达319.62kPa,局部出现正摩阻力;成桩过程中采用泥浆循环浸水量较小,桩周土体在桩顶受荷前完成部分湿陷,受荷后桩侧以正摩阻力为主,局部出现负摩阻力,且数值较小,最大值为32kPa;特殊浸水条件下桩周土体沿桩身分段湿陷,桩侧出现多个负摩阻力峰值及中性点,正、负摩阻力交错分布;桩基负摩阻力的大小受浸水方式、加载方式、浸水固结时间的综合影响,建议在桩基施工过程中采用合理的施工工艺对桩周土体预先进行微量浸水,消除部分黄土湿陷,以避免由于地下水环境改变而引发的桩基承载力下降。

双线地铁盾构施工引起的地表沉降分析及施工控制

为了研究双线隧道盾构施工对周围土体的扰动规律及其控制措施,在讨论双孔平行隧道地表沉降计算公式在厦门地铁某区间隧道适用性的基础上,采用双孔平行隧道地表沉降计算公式、数值模拟及现场监测3种方法,揭示双线地铁隧道盾构施工引起的地表沉降分布规律和地表动态变形特性,分析影响地表沉降的施工控制参数的效果。结果表明:(1)双孔平行隧道地表沉降计算公式具有较好的适用性,双线隧道盾构施工完成后,地表形成非对称的'W'形沉降槽;(2)地表沉降本质上是盾构施工引起的土体损失累积造成的,在开挖面到达目标面时,实测地表沉降达到最终沉降值的45%;(3)设置合理的同步注浆、土舱压力和推进速度参数,可以有效控制地表沉降,建议增加同步注浆量作为控制地表沉降的首选措施。

不同配比下机场高填方边坡重塑土变形特性研究

为研究不同配比下某机场高填方边坡重塑土体在最优含水率条件下的压缩变形特性,采用固结仪对40组160个试样进行压缩试验,总结出孔隙比-垂直荷载曲线变化规律。通过分析土体在侧限条件下垂直压应力与垂直压应变关系,拟合出最佳应力-应变曲线公式,并推导出试验土体所符合的本构关系,最后进行沉降预测。结果表明:粉质黏土与红砂岩质量比为2∶8的土体压缩性比质量比为4∶6的土体压缩性低,更适合做高填方填料;不同配比的土体在各压实度下的应力-应变曲线均符合双曲线函数模型;相对于规范推荐法,采用割线模量法得到的沉降量计算值与实测值更为接近,具有较好的适用性。

考虑楼板影响的RC框架结构连续性倒塌动力响应分析

针对当前钢筋混凝土(RC)结构连续性倒塌的研究大多忽略楼板的影响,且使用零初始状态分析结构柱失效后的连续性倒塌与实际情况不相符的问题,采用非线性动力分析方法,以有限元软件ABAQUS为平台,应用基于UMAT二次开发接口PQ-Fiber的本构关系,研究了结构在角柱失效后楼板对结构抗连续性倒塌的影响及拆柱时间和初始状态对剩余结构动力响应的影响。结果表明:考虑楼板影响的结构动力响应明显小于不考虑楼板影响的情况,可见楼板对结构抗连续性倒塌能力提高显著;拆柱时间小于剩余结构自振周期的1/4时,拆柱时间越小,结构动力响应越明显,对结构抗连续性倒塌危害也越大;对比不同初始位移和初始速度状态下结构的动力响应,不考虑初始状态的结构连续性倒塌分析低估了初始状态对结构变形的影响。

自复位耗能摇摆柱在不同参数下的滞回性能分析

目的研究参数变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能的影响规律,为结构设计提供参考.方法利用Open Sees有限元软件对自复位耗能摇摆柱,在5%和15%轴压比、不同自复位耗能支撑长度Ls、第一刚度K1、第二刚度K2、摩擦力F、预拉力P0及其角度γ和摇摆柱截面尺寸d下的滞回性能进行研究.结果角度γ变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能影响显著,15%轴压比、20°~40°时可充分发挥其性能;除K1变化对其耗能无显著影响外,其余参数增大均使耗能有所增加;除d的增大使其自复位性能显著下降外,其余参数变化对自复位性能均无显著影响.结论各参数变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能影响迥异、具有显著规律性,可为结构设计提供参考.

可替换独立耗能梁段抗震性能分析

带可替换耗能梁段的偏心支撑钢框架结构与传统的偏心支撑钢框架结构相比,修复替换既方便又经济,目前国内外关于这方面的研究很少。运用ABAQUS有限元软件对8根参数不同的可替换耗能梁段进行了单向加载和循环往复加载分析,结果表明:加劲肋间距对可替换耗能梁段承载力的影响并不大,可替换耗能梁段长度的增大会引起承载力的减小;单向荷载作用下,可替换耗能梁段的位移延性系数和转角延性系数均较大,具有良好的延性;循环荷载作用下,可替换耗能梁段的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象出现,具有较好的耗能性能。

内配型钢圆钢管混凝土轴压短柱在不同含钢率下承载力分析

利用ABAQUS有限元软件建立了内配型钢钢管混凝土轴压短柱构件有限元模型,通过有关研究者的试验结果验证了有限元模型的可靠性。以保证钢材总含钢率不变为基本条件,对钢管和内配型钢进行分配,研究和分析该构件的受力机理和力学性能,计算了各组件的承载力分配曲线、轴压应力-应变全过程曲线以及接触应力,并与钢管混凝土构件进行了对比。对不同总含钢量下钢管含钢率分配对承载力的影响规律进行了计算,通过定义承载力提高因子Idex Nc和承载力提高指数Idex Ns等评价指标,对内配型钢钢管混凝土构件的承载力进行了定量分析。结果表明,将总钢材进行分配得到的内配型钢钢管混凝土构件的承载力略低于全部钢材在外部的钢管混凝土构件,钢管含钢率是影响该类组合构件承载力的主要因素。为了使该构件的承载力发挥最优,外钢管含钢率不应低于总含钢率的60%。

三面受火的内配型钢方钢管混凝土柱火灾全过程分析

采用有限元软件ABAQUS建立了标准火灾作用下内配型钢方钢管混凝土柱的热力耦合模型,并与已有的试验进行了对比和验证。计算了该类构件在火灾全过程作用下的荷载-轴向位移、荷载-跨中侧向位移的关系曲线,分析了该类构件在常温加载、升温、降温、火灾后再加载四个阶段的应力变化情况,并将强轴和弱轴两种加载方式下的结果进行了对比。在此基础上,对影响火灾后剩余承载力影响系数的主要参数进行了分析。结果表明:火灾荷载比、升温时间比、长细比等因素对该类构件火灾后剩余承载力有较显著的影响。

带部分外包混凝土柱的钢板剪力墙结构的受力性能分析

部分外包混凝土（PEC）柱具有较高的刚度和承载能力,将其引入钢板剪力墙结构中,作为钢板的约束构件来最大程度地发挥结构的抗震耗能性能,形成带PEC柱的钢板剪力墙结构。为研究带PEC柱的钢板剪力墙结构的力学性能,应用有限元软件ABAQUS分别对两榀带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构和三榀带PEC柱的钢板剪力墙结构进行单向和循环荷载作用下的数值模拟,得到了试件的应力分布、变形情况、荷载-位移曲线、滞回曲线,分析了试件的承载能力、初始刚度、耗能能力、延性与破坏模式等力学性能。结果表明：带PEC柱的钢板剪力墙结构的承载能力和耗能能力明显地高于带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构。试验结果也进一步验证了有限元分析的可靠性。