高层建筑物筏板基础对地基沉降的影响数值分析

筏板基础是高层建筑物实现安全稳定的关键环节,认清筏板基础对地基变形的影响规律是提高筏板基础功能的重要依据。本文在总结地基沉降原因和相关地基沉降计算方法的基础之上,基于有限元理论,采用ANSYS软件数值还原筏板基础下地基变形过程同时采用控制变量法开展影响因素试验分析,设计因素主要考虑筏板基础厚度、筏板基础上的横/竖向柱距、外荷载大小和表面良好地基土层厚度。研究结果发现,在外荷载作用下筏板应力分布从中柱向四个角柱呈环形均匀减小,筏板沉降值在中心位置最大,向两边逐级递减;四种设计因素对地基沉降均产生一定影响:在一定板厚范围内,增加板厚可以有效调节地基不均匀沉降,降低地基最大沉降值;减小柱距,地基沉降和筏板弯曲程度有一定的降低;外荷载越大,地基最大沉降值和筏板弯曲程度越大,且地基在弹性阶段变形时外荷载与沉降值成线性关系;表面良好土层厚度越大,筏板弯曲程度越平缓,地基最大沉降值越小。

煤岩体孔隙结构应力特征的数值模拟研究

为了探究不同加载方式下煤岩体孔隙周围的应力分布规律,通过CT三维重建技术构建含有不同孔隙形状的煤岩体骨架模型,并利用ABAQUS软件进行单轴、三轴压缩实验模拟。结果表明,球状孔隙结构在单轴压缩条件下,上下区域表现为拉应力集中,左右区域表现为压应力集中。不同倾角的椭球状孔隙结构其长短轴区域的应力集中类型不同。单轴压缩过程中,轴向加载速度影响球状孔隙周围的Mises应力峰值和σ1应力的变化;三轴压缩过程中,孔隙结构依然经历了压密、弹性、塑性和破坏4个阶段,较低的围压条件使得弹性阶段“应力-应变”曲线与“应力-时间”曲线高度重合。从微观角度为煤岩体力学研究提供了一种新的方法和思路。

基于激光多普勒测振的混凝土损伤量化评价研究

为了实现混凝土内部损伤的无损检测与量化评价,本文采用PDV-100激光多普勒测振系统对不同混凝土强度等级、不同损伤(内部空洞、裂损)的混凝土结构试样开展室内常时微动检测基础试验,分析损伤前后基频变化情况.结果表明:混凝土结构试样基频与混凝土强度等级呈正比关系,与内部空洞直径及内部裂缝长度之间呈反比关系,基频变化率与混凝土强度等级呈反比关系,与内部空洞直径及内部裂缝长度之间呈正比关系,表明基于常时微动检测的基频值可量化分析混凝土结构的混凝土强度等级及损伤程度的变化规律.为此引入基频损伤度的量化指标,实现混凝土结构物损伤状况量化评价,进一步验证了激光多普勒测振技术应用于混凝土结构无损检测方面的有效性.

远场地震作用下跨断层深埋隧道结构的动力变形破坏特征

为探究赋存断层岩体中隧道结构变形破坏基本特征,基于离散元理论,以断层位置、断层与隧道中心的法向距离、断层倾角及围岩等级为设计因素,采用UDEC程序开展地震波作用下跨断层深埋隧道结构动力响应数值模型试验。结果表明:地震波作用下不管隧道位于断层上盘还是下盘,衬砌结构均呈现出由椭圆型变形向扭曲变形转变的变形特征,围岩以剪切破坏为主,靠近断层一侧岩体塑性区向断层处延伸;断层穿过隧道中心时在地震波扰动作用下活化,衬砌最终呈现剪切变形特征,围岩塑性区沿断层面延伸;断层倾角和围岩等级保持不变时,断层与隧道中心的法向距离越大越有利于围岩-隧道结构的安全;断层与隧道中心的法向距离和围岩等级保持不变时,围岩塑性区面积随断层倾角增加呈现先减小后增大的变化趋势,而衬砌最大残余位移则表现先增大后减小的变化趋势;法向距离和断层倾角保持固定时,对于Ⅲ级围岩,衬砌未表现明显的椭圆型变形特征(接近圆形),围岩塑性区面积相比于Ⅳ级围岩显著减少;对于Ⅴ级围岩,断层对隧道影响不明显,衬砌最终呈现收敛变形特征。