加筋砂土地基承载力理论与试验分析研究

加筋地基由于其加筋机理的复杂性,其设计和计算理论的研究还是远远落后于工程实践。依据普朗德尔关于地基的基本假定和分析方法,分析了砂土加筋地基的加筋原理;推导了单层加筋地基极限承载力的近似解;讨论了加筋地基承载力与加筋长度和埋置深度的关系等问题。通过与有关加筋地基的模型试验的对比分析,验证了理论分析的合理性和正确性。

高速铁路路基动力响应中的双峰现象分析

结合我国高速客运专线铁路的发展形势,着重分析时速超过200km/h以上的路基动力响应。采用能够综合反映车辆和轨下基础因素的模拟振动荷载,通过非线性数值分析,研究了高速行车条件下路基动力响应包括横断面位移、加速度、应力随行车速度的突变或双峰现象的变化规律,探讨了路基设计参数与双峰现象的关系,并与部分实测结果进行了对比分析。还初步研究了引起这一现象的不平顺和体系共振等因素在不同车速范围的作用程度。路基动力响应的双峰现象表明,车辆和轨道基础之间存在着复杂的相互作用,这些作用同时共存,随着条件的变化,此消彼长。通过这一分析,为进一步认识高速铁路路基的动力特性和进行高速铁路轨下基础设计提供了参考。

大规模超长群桩基础工作性能的数值模拟

超长桩基础在土木工程中的应用越来越多,但对其工作性状的研究相对滞后。以某超长群桩基础工程为例,用三维非线性有限元方法分析了超长单桩及群桩的工作性能。计算中桩、土和承台的有限元模型均用8节点六面体等参单元,桩-土界面用有厚度的接触面单元模拟;混凝土的应力-应变关系用线弹性模型,土体用非线性Duncan-Chang弹性模型模拟;承台施工过程用分级加荷的方法模拟,承台混凝土的硬化过程用变化模量的方法模拟。计算结果表明,超长单桩的承载性状属摩擦桩,其桩身失稳的原因是桩侧土体的破坏;在群桩基础中,不同位置基桩的工作性能不完全相同,承台周边桩的工作性能与单桩类似,而与内部桩的差别较大;现行规范中推荐的群桩效应系数和有限元计算结果间存在较大差别,表明现行规范可能不适用于超长群桩基础,对超长群桩基础的工作性能进行深入研究是必要的。

基于有限元方法的铁路路基动力响应场分析

在模拟了铁路轨道不平顺和高速列车振动荷载的基础上,分析了铁路路基动力响应(位移、加速度、应力)在列车荷载作用下线路横断面的分布规律,得到路基动力响应的横断面分布场图,找出了路基动力响应的最不利位置。将模拟计算结果与秦沈客运专线现场动力测试数据对比,两者反映出的规律是一致的。

基于Bui-Quoc.T法则的疲劳寿命可靠性计算方法

目的提出一种新的疲劳寿命可靠性计算方法,为非线性结构疲劳寿命计算提供参考.方法分析Miner准则在进行疲劳损伤累积计算时的不适用性,在此基础上应用Bui-Quoc.T非线性累积损伤法则,以结构疲劳强度持久限的降低作为衡量损伤度的参数,建立了新的非线性累积损伤模型.在此基础上推导出疲劳寿命可靠性计算公式,并采用蒙特卡罗法对其进行计算.结果通过算例计算可靠度指标为4.11,计算结果偏于安全,表明此算法可靠,若采用线性累积算法计算,则无法得到有效结果.结论提出的疲劳寿命可靠性计算方法可用于结构在复杂载荷作用下的疲劳寿命可靠度计算.

青藏铁路多年冻土区加筋土特性试验研究

通过土样定名试验、加筋土与素土强度三轴对比试验以及在冻融循环条件下加筋土与素土强度特性试验,探讨加筋土在青藏铁路多年冻土区的适用性。结果表明,加筋处理适用于多年冻土地区。

高水位条件下盾构隧道开挖面稳定性数值模拟

通过考虑渗流影响的三维有限元数值模拟,对高水压条件下盾构隧道开挖面稳定性进行研究,获得开挖面破坏模式和极限支护压力。研究结果表明:开挖面前方土体破坏面倾角随水位增高而逐趋平缓,总极限支护压力与水位高度呈非线性关系,且其斜率随水位增高而增大;在水位高度一定时,隧道埋深越小,渗流力对开挖面破坏模式和极限支护压力的影响越大。

铁路路基动力响应的分布规律研究

在模拟了铁路轨道不平顺和高速列车振动荷载的基础上,分析了铁路路基动力响应(位移、加速度、应力)在列车荷载作用下线路横断面的分布规律,得到路基动力响应的横断面分布图,找出了路基动力响应的最不利位置.将模拟计算出的路基动力响应数值与秦沈客运专线现场测试试验的实测数据对比,结果一致.

运营桥梁结构间接辨识的统计估计方法

建立了运营桥梁结构系统辨识的数学模型,以及对于运营桥梁结构参数实现间接辨识的点估计及区间估计的方法。引入系统辨识理论,定义了运营桥梁结构的数据、模型类、准则要素;基于车辆响应,通过对准则优化的实现,实现了基于车辆响应对结构参数的间接辨识;分别基于半解析解、数值解、加入白噪声的半解析解以及数值解对结构的频率和刚度,进行了响应辨识、参数点估计与参数区间估计。辨识结果表明:不同模型类显著影响点估计的误差与区间估计的整体分布,噪声水平显著影响区间估计的长度;由此指出了合适模型类,测试与分析过程中降噪为下一步工程应用的关键因素。

既有钢筋混凝土梁时变可靠度计算模型

分析了目前既有结构时变可靠度计算理论和现行规范计算公式,考虑混凝土损伤和钢筋锈蚀以及材料强度随时间劣化的情况,建立了既有钢筋混凝土梁(单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面)的时变抗力计算模型,给出了既有钢筋混凝土梁的时变可靠度指标,并通过工程实例对既有钢筋混凝土梁进行了加固前计算分析。结果表明:实例结构动态可靠度指标为1.56,承载能力属于d级,这与现行可靠性鉴定标准的评级相吻合,因此,计算模型合理可靠。