混凝土断裂韧度K_(ⅡC)的试验研究

采用国际上新近提出的两端切口Ⅱ型断裂试件,开展混凝土Ⅱ型断裂试验。试验观测到裂缝起裂角θ0约为0°,且沿韧带方向扩展;裂缝尖端韧带出现具有典型剪切特征的混凝土碎片,表明发生了剪切破坏模式。由试验测定的曲线上的特征点确定临界荷载Pc,进而由此试件几何相应的应力强度因子公式计算出混凝土Ⅱ型断裂韧度KⅡc约为KⅠc的2倍多。试验结果表明,两端切口Ⅱ型断裂试件是进行混凝土Ⅱ型断裂试验及测试混凝土KⅡc合适的试件形式。

改进的杆系有限元在预应力锚杆柔性支护法中应用

现在基坑设计中常用的杆系有限元计算方法是基于桩墙和锚杆联合支护的,不适用于预应力锚杆柔性支护。根据预应力锚杆柔性支护法的施工特点,改进了杆系有限元计算模型,提出柔性支护的开挖荷载计算方法,使之可以适用于预应力锚杆柔性支护法。编制了相应的计算程序,最后对一个实际工程进行计算分析,结果表明,用改进后的杆系有限元方法可以计算出预应力锚杆柔性支护的基坑水平位移、锚杆轴力,计算值与实测值较为吻合。

拉力型锚杆应力分布的非线性分析

锚杆设计中现在都假定锚固段与土体的粘结力是均匀分布的,而实际工程中的实测数据表明粘结力不是均匀分布的。论文提出锚固段与土体的有限元计算模型,考虑界面的非线性特性,编制了相应的计算程序,得到各级拉力荷载作用下的锚固段与土体之间的粘结力沿锚固段长度的分布情况,这些计算结果与实测数据进行比较,两者结果较为吻合,其结果都显示,随着张拉力的增加,土-锚杆粘结应力峰值逐渐向远端转移,从而验证了数值模型的正确性。

双K断裂模型粘聚韧度K_(Ic)~c实用插值计算方法

为了配合《水工混凝土断裂试验规程》在工程界的推广使用,提出了双K断裂模型中在临界状态时分布在虚拟裂缝上的粘聚力σ(x)产生的粘聚韧度KcIc的二元拉格朗日插值计算方法,进而由准脆性材料韧度三参数定律计算了混凝土起裂韧度KiInci。与粘聚韧度KcIc积分计算和简化计算方法的比较,表明此插值计算方法具有很高的精度,计算过程简化,使用计算器即可实现,便于工程人员实际使用。

锚杆与土体界面渐进破坏的解析解

利用点荷载,作用于半无限空间的Mindlin位移解,考虑锚杆与土体界面的渐进破坏过程,推导出界面摩阻力的微分方程解析解。编制了相应的计算程序,把计算结果和现场试验值进行比较,结果较为吻合,二者的数据都表明,随着锚头拉力的增加,土-锚杆摩阻力峰值逐渐向锚杆末端转移,而锚杆前端则发生部分范围的滑移。然后,利用所求得的解析解,研究了土体弹性模量、锚杆孔径对锚杆摩阻力分布的影响,可见土体弹性模量越大,则界面上的摩阻力越容易达到峰值,从而产生破坏,而锚杆孔径越大,则界面上的摩阻力上升越慢,可延缓破坏过程。