抗滑桩加固边坡稳定性3维极限上限拓展分析

抗滑桩作为常用的边坡加固手段,被广泛应用于工程实践中,其影响下的边坡稳定性分析,具有较高的理论和实践价值。采用极限分析上限法,通过引进参数拓展了边坡3维计算模型,建立了内外功率平衡的边坡安全系数计算框架,并通过优化计算得到一定参数条件下边坡的安全系数上限解和最危险破坏机构形状。在此基础上,分析了抗滑桩加固后边坡破坏模式和稳定性受抗滑桩位置、桩距、坡角、机构限宽等参数的影响规律,并讨论了不同参数条件下破坏面形状的变化规律和边坡稳定性变化的内在机理。结果表明:最安全抗滑桩位置不受机构限宽影响,位于坡面中点与坡顶间的某一位置;当机构限宽较小且抗滑桩位置靠近坡趾时,边坡破坏面通过坡面。抗滑桩位置距离坡趾越远,破坏面越靠近坡面且曲率越大。当桩距较小时,边坡倾向于在抗滑桩位置上方发生次级滑动;边坡整体安全系数随桩距的增大而降低。随着机构限宽的增大,边坡安全系数逐渐降低,并逐渐接近2维破坏机构的安全系数。边坡破坏机构随桩距和机构限宽的增大而增厚。当坡角较小时,边坡破坏面通过坡趾下方。本文方法不仅对边坡破坏机构类型的拓展具有理论意义,而且实现了计算结果的进一步优化。

冷弯薄壁型钢轴压矩形空心管试验研究及承载力分析

对32根壁厚小于2 mm的冷弯薄壁型钢轴压矩形空心管构件进行试验研究,分析构件屈曲模式和极限承载力,采用GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》和ABAQUS有限元程序计算构件承载力并与试验结果进行分析比较。结果表明:冷弯薄壁型钢轴压矩形空心管构件由于板件宽厚比较大易发生局部屈曲,通过GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》可用于壁厚小于2 mm的冷弯薄壁型钢轴压矩形空心管构件的承载力计算,Abaqus有限元程序能较好地模拟冷弯薄壁型钢轴压矩形空心管构件的屈曲模式和分析其极限承载力。

腹板开孔冷弯薄壁钢轴压构件畸变屈曲承载力试验研究

对26根屈服强度235MPa腹板开圆孔冷弯薄壁型卷边槽钢截面轴压构件进行畸变屈曲承载力试验研究,分析了构件屈曲模式和极限承载力,采用国家规范GB50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》计算构件承载力、非线性有限元数值模拟结果与试验结果进行分析比较。在此基础上,对腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究。结果表明,对于中等长度腹板开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现畸变屈曲模式;腹板开孔在对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用,采用折减构件有效截面面积的方法可计算开孔构件的畸变屈曲稳定承载力。

卷边槽形截面受弯构件畸变屈曲计算方法研究

采用能量法分析冷弯薄壁型钢卷边槽形开口截面受弯构件弹性畸变屈曲应力及其畸变屈曲稳定系数。通过与有限条法分析的畸变屈曲应力进行对比分析,表明建议的畸变屈曲应力计算公式具有较高的精度,通过简化计算得到畸变屈曲稳定系数计算公式及部分加劲板件的局部畸变屈曲统一计算公式;给出了卷边槽形截面受弯构件考虑畸变屈曲的稳定承载力计算方法。最后通过分析计算受弯构件试验的构件承载力并与试验结果进行对比,表明本文提出的计算方法是合理的,相对于现行GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》能更准确地计算受弯构件部分加劲板件屈曲稳定系数及卷边槽形截面构件的稳定承载力。

干湿循环作用下粉煤灰混凝土徐变试验研究

根据后张法预应力混凝土原理,自制1套用于干湿循环作用下粉煤灰混凝土轴心受压构件徐变试验加载装置,以满足持续荷载与干湿循环耦合作用下粉煤灰混凝土徐变的试验要求。对轴心受压荷载级别为20%,7 d干8 d湿为一干湿循环周期条件下粉煤灰混凝土构件的徐变发展规律进行了试验研究。结果表明,与长期浸泡在水中的条件相比,干湿循环作用将显著增大轴心受压粉煤灰混凝土构件的徐变变形,其主要体现在前4个干湿循环周期。

新型粘弹性阻尼器在既有结构抗震加固中的应用

根据新型粘弹性阻尼器的耗能特点,以某6层既有钢筋混凝土框架结构为分析对象,通过选择合适的3条地震波(观测波2条,人工波1条)对该结构进行弹塑性时程分析,最后对增设新型粘弹性阻尼器的加固结构和原结构进行分析对比。分析结果表明,通过增设该新型粘弹性阻尼器加固后的结构,在罕遇地震作用下,层间位移、层间位移角、层间剪力均能得到有效控制。

振动作用下地下管道与土动力作用的试验研究

以实验室模型试验为手段,测试了振动条件下输流管道周边测点动应力时程数据,得出了振动条件下输流管道周边动应力分布规律,对比分析了充液管道与空管道、刚性管道与柔性管道对动应力分布影响。测试结果表明,输流管道在下方振动波作用时,管道周边动应力分布差异较大;充液管道产生的动应力大于空管道周边产生的动应力;柔性管道产生的动应力小于刚性管道。

钢框架-内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体抗剪滞回性能研究

钢框架—内嵌冷弯薄壁型钢复合墙体(PF-CFSF)结构体系可适用于多、高层建筑结构。采用SAP2000有限元分析法针对PF-CFSF结构在水平低周往复荷载下的抗剪滞回性能进行分析,结果表明采用SAP2000有限元法能够较精确的模拟PF-CFSF结构的滞回性能,PF-CFSF结构由于钢框架的参与相对于冷弯薄壁型钢复合墙体耗能能力加强;随着水平位移级的增加,钢框架分担的剪力和耗能能力均相应增大。同时给出了PF-CFSF结构协同工作的抗侧承载力计算简化公式,可用于PF-CFSF结构体系抗震设计。

粘性土单轴拉伸破坏准则试验研究

通过常规指标对土体抗拉强度的评价,建立土体单轴拉伸破坏准则,利用自主研发的新型单轴拉伸测试系统对压实粘土开展了试验研究,并从两个层面建立了粘性土抗拉强度的表达式。研究结果表明,随着压实度的增加,抗拉强度线性增加;随着含水率的增加,抗拉强度先增加后减小。抗拉强度与粘聚力之间大致呈现线性关系,所建立的拉伸破坏准则可以较好的对土体抗拉强度进行评价。

沿海地区复杂地质条件下三角形深大基坑变形实测分析与数值模拟研究

以上海软土地区三角形深大基坑为背景,采用有限元软件,分析了基坑开挖过程中围护结构和周围土体的变形规律。同时结合三角形基坑的特殊结构形式,分析了不同边长、角点对于基坑变形的影响。研究表明:建立的有限元数值模型可以很好地预测基坑开挖引起的结构和地层变形;地下连续墙侧向位移呈现"鼓肚型"模式,墙后地表沉降在一定距离处出现沉降槽,且地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降均随开挖深度的增加而增加;地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降表现出显著的空间特性,在三角形长边中点处变形达到最大值,而在基坑角点附近,变形相对较小;角点角度越小,测点离角点越近,则变形越小。所得结论对于基坑工程的设计和优化具有一定的指导意义。

聚氨酯弹性体夹芯板的屈曲性能研究

以聚氨酯弹性体为芯材、钢板为面板制备了聚氨酯弹性体夹芯板。通过试验研究了聚氨酯弹性体夹芯板的屈曲行为,观察了聚氨酯弹性体夹芯板的破坏模式,得到了临界屈曲载荷,同时建立了聚氨酯弹性体夹芯板的屈曲数值模型。研究结果表明,聚氨酯弹性体夹芯板的屈曲破坏形式为整体屈曲;屈曲载荷—位移曲线可分为两个阶段,最大值为临界屈曲载荷;数值计算结果与实验结果一致,验证了模型的有效性。

高掺量粉煤灰混凝土力学性能随龄期发展研究

基于粉煤灰在混凝土工程中广泛应用的现状,结合粉煤灰混凝土力学性能随龄期发展较快的特点,考虑加载龄期和粉煤灰掺量等因素,开展试验研究不同掺量粉煤灰混凝土抗压强度和弹性模量随龄期发展的规律。研究结果表明,随着龄期的发展,粉煤灰混凝土的力学性能呈增长趋势,且随粉煤灰掺量的增加,这种增长趋势愈发明显。在对试验结果分析的基础上,讨论了粉煤灰在混凝土力学性能随龄期发展的机理。对高掺量粉煤灰在混凝土中的工程应用及结构设计等方面提出了建议。

轻钢模块化箱式房屋研究现状综述

轻钢模块化箱式房屋是一种新兴的可预制装配化建筑结构体系。本文介绍了轻钢模块化箱式房屋的结构体系和传力机制,总结了国内外对轻钢模块化箱式房屋的理论研究成果,最后在分析的基础上总结了轻钢模块化箱式房屋研究目前急需解决的问题。

轻钢模块化箱式房屋连接节点研究现状

近年来轻钢模块化箱式房屋结构体系在我国建筑装配化领域应用越来越多,模块间连接节点是结构传力的关键部位,其节点连接构造及受力复杂,节点的连接形式和受力性能直接影响着模块化结构的整体受力性能。本文总结了国内外近年来对轻钢模块化箱式房屋连接节点的构造形式及受力性能研究成果,并在此基础上提出了两类构造形式简单、适用于轻钢模块化箱式房屋的新型连接节点,并简要介绍了此两类节点的构造形式和传力机制。

新型抗震加固智能化设计技术

针对日益增多有特殊使用功能的既有建筑抗震加固改造工程,提出新型抗震加固技术结合智能化设计的设想,即在不影响建筑物使用的前提下对其抗震加固并达到对加固项目后生命周期的管理。既有建筑在抗震加固的各阶段都能做到可视化、参数化、智能化和最大效益化,抛弃传统老旧二维图纸档案,建立建筑物的数字化档案(建筑信息模型),便于震后维护。

收敛约束法中隧道开挖面空间效应方法比较

合理的开挖面空间效应方法是充分调动与发挥围岩自承载能力的前提,对2种代表性的开挖面空间效应方法:T-N(09)支护力系数法和V-D(09)位移释放系数法,进行了来源、因素考虑、适用范围、空间效应实现及收敛约束差异等的定性与定量比较。研究结果表明:2种开挖面空间效应方法都易与围岩特征曲线相结合,便于实际工程应用,且在一定参数范围内二者具有很好的一致性;T-N(09)支护力系数法仅适用于理想弹-塑性围岩,得到的支护压力偏小、围岩稳定变形偏大,应对其材料模型及参数范围进行有效拓展;V-D(09)位移释放系数法适用于各种弹塑性围岩,能较直观地反映开挖面空间效应的变化及影响范围,具有广泛的工程应用前景。

基于统一强度理论和稳定蠕变准则的软岩巷道最优支护

巷道最优支护可以实现新奥法安全经济的最佳支护状态,根据软岩流变控制原则和统一强度理论,合理考虑中间主应力与强度准则选取的影响,推导两种稳定蠕变准则下巷道最优支护力和围岩允许最大位移的理论解答,给出公式适用条件、应用步骤,并进行两个工程实例验证,分析中间主应力、岩石长期强度及围岩抗剪强度参数等对巷道最优支护力与围岩允许最大位移的影响规律。结果表明:本文理论解答可退化为文献已有结果,具有较好的可比性;所得公式表达简洁,参数易于确定,具有良好的工程应用前景;两种稳定蠕变准则的巷道最优支护参数的变化规律一致且整体差异较小,但应力偏张量第三不变量准则相应解答的适用范围更广;中间主应力效应和强度准则选取对巷道最优支护参数的影响显著,Mohr-Coulomb准则的结果过于保守,难以发挥围岩的强度潜力;岩石长期强度是巷道最优支护设计的关键参数,围岩黏聚力相比内摩擦角对巷道最优支护参数的影响更为明显,应充分考虑岩石强度参数的变异性。所得结果可为软岩巷道的最优支护设计与施工提供理论指导和建议。

冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件非线性畸变屈曲承载力计算方法

为研究冷弯薄壁型钢卷边槽形截面构件畸变屈曲承载力计算方法,基于能量法采用大挠度理论对部分加劲板件的非线性畸变屈曲承载力进行推导分析,得到冷弯薄壁型钢部分加劲板件屈曲稳定系数和畸变屈曲承载力计算方法,并采用有限元分析结果验证该方法的精确性。利用我国现行国家标准GB 50018—2002"冷弯薄壁型钢结构技术规范"中的有效宽度法公式计算畸变屈曲承载力,与分析提出的建议方法计算结果进行对比分析。研究结果表明:基于能量法提出的计算畸变屈曲承载力方法是精确、可行的。在修正部分加劲板件屈曲稳定系数的基础上,可以采用我国现行国家标准GB 50018—2002"冷弯薄壁型钢结构技术规范"中有效宽度法的公式计算发生畸变屈曲的构件截面承载力,从而建立了考虑局部和畸变屈曲承载力的统一计算公式。

基于传递矩阵法的周期性圆柱壳体振动特性分析

基于声子晶体理论和Love壳体理论,建立了圆柱壳体的轴对称波动微分方程,数值分析了周期性圆柱壳的能带特性.利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,推导了周期性圆柱壳各胞元环径向轴对称波动动态刚度矩阵.结合数值算例分析了弹性模量变化和几何尺寸变化对圆柱壳体波的传播特性的影响,数值结果表明:振动波在传播过程中存在禁带域和通带域,长度比的变化对周期性圆柱壳体禁带的幅值、宽度和个数影响显著,因此可以通过调整结构尺寸参数改变结构中波的传播特性,该文的研究可以为结构的抗震设计、减振控制提供一种新思路.

冷弯薄壁型钢复合墙体基于弹簧连接单元模型分析合理性

建立基于螺钉连接件弹簧单元的冷弯薄壁型钢复合墙体SAP2000分析模型,螺钉采用定向滞回准则的不相耦合的双弹簧模拟,覆面板采用弹性壳单元,龙骨构件采用三维框架单元,分析模型主要集中考虑龙骨和覆面板螺钉连接件非线性性能对于模拟复合墙体的合理性,并采用相关墙体滞回试验结果进行验证。研究结果表明,基于连接件性能的冷弯薄壁型钢复合墙体SAP2000分析模型能够用于冷弯薄壁型钢复合墙体抗震性能的精细化分析,为复合墙体抗震简化设计方法提供分析依据。