超声法在风机基础损伤的应用研究

针对风机基础普遍存在基础环周边的混凝土疲劳损伤,通过设置泡沫等模拟风机基础内部损伤,利用平测、斜测和扇形扫测相结合的方法进行超声检测并成功检测到缺陷区域.同时,考虑到实际工程中风机基础环内部成孔困难,提出了"切线测缺法",即在基础外侧开孔,利用超声波一定的绕射原理,成功对湖南某问题风机基础下部损伤进行了有效的识别,可以在实际工程中进行推广.     

风机基础局部加固设计与计算

鉴于目前风机基础中存在的混凝土风致疲劳破坏,本文提出一种局部栓钉加固方案,即通过对原破损混凝土及穿筒钢筋进行置换后,在穿筒钢筋上下一定范围内,在基础环内外均布置一定数量的栓钉以加强混凝土与基础环间的连接强度.对标准加固单元的极限荷载工况、正常运行工况和疲劳强度进行承载力以及疲劳强度验算.该加固方案目前已应用于实际工程中,并取得了良好的效果,可供实际工程参考.     

风机分层基础有限元分析与加固方法

在风机扩展基础分层事故现场结构检测的基础上,采用ABAQUS有限元软件计算分析了分层基础在极端荷载工况下的受力和变形状态.结果表明:上层混凝土在基础环底法兰下方拱起形成空腔;空腔区内竖向钢筋产生拉应力,且有应力集中现象;分层面插筋在水平剪力的作用下产生弯折变形,变形程度和水平方向应力值由内圈向外圈递减;上下层混凝土之间发生了相对滑移.依据有限元计算结果,提出了新的加固补强措施,为今后类似工程事故的加固提供参考.     

基础环式风机基础周期荷载损伤特征分析

基础环式风机基础的损伤累积破坏影响风力机系统的安全运行。针对基础环式风机运行过程中基础混凝土损伤问题,以内蒙古某49.5MW风电场为例,利用ABAQUS有限元软件建立风机基础混凝土损伤模型,对比分析了静力荷载工况与周期性荷载工况下基础混凝土损伤变化规律。结果表明：静力荷载工况下,基础主要产生拉伸损伤,受压性能稳定,钢筋骨架未达到极限状态;相较于静力荷载,在周期性荷载作用下,拉伸损伤区域增大3倍,竖向扩展增加3倍,压缩损伤面积扩展2倍,位移量增加1.6倍,钢筋应力增大0.5倍,有助于解释周期性荷载作用下基础的损伤行为。     

混凝土材料SHPB主动围压实验的数值模拟

文章利用LS-DYNA软件,采用混凝土HJC动态本构模型,对Φ74mm分离式变截面霍普金森压杆主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用,试件单元的压力时间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值,即该方法可以对SHPB主动围压实验进行合理的模拟;利用上述主动围压模拟方法对混凝土材料主动围压下的力学性能进行了研究,模拟时采用弥散较小的三角形速度波加载,并利用波形良好的入射波、透射波重构了混凝土的应力应变曲线,重构结果显示混凝土材料在围压作用下力学性能发生变化,混凝土峰值应力、峰值应力对应的应变、韧性都随围压的增大而增加,与理论结果相符。     

海上风电大尺度预应力筒型基础结构预应力优化设计

应用于海上风电工程中的大尺度筒型基础为钢筋混凝土结构,中间的弧形过渡段为塔筒和筒基之间的传力过渡段,因而对其传力性能和防腐性能有着较高的要求.为优化大尺度筒型基础过渡段的传力性能和防腐性能,对基础上部弧形过渡结构施加预应力.借助有限元软件ABAQUS,对施加有预应力的大尺度筒型基础结构进行数值模拟分析.在极限荷载、交变荷载及相同的边界条件下,在弧形过渡结构上作用不同大小的有效预应力,计算各种情况下的弧形过渡结构和基础环梁受力特征,通过其主拉应力、主压应力的峰值以及主拉应力大于2,MPa的分布区域来分析结构受力性能.经过计算分析可知:弧形过渡结构在有效预应力增加到800,MPa时,继续增大预应力值,过渡结构抗裂性能趋于稳定;基础环梁在作用600,MPa有效预应力情况下,其抗裂性能最佳.在基础预应力设计中,应综合考虑两部位的受力变化趋势.有限元模拟的是有效预应力,在实际工程中,除考虑各种预应力损失外,应适当增加张拉控制应力.     

三向应力状态下混凝土强度和变形特性研究

对设计强度为１０MPa的混凝土立方体试件进行三轴压缩试验,系统研究了等围压条件下混凝土的强 度和变形特性,围压分别为０,４,８,１２,１６MPa５个量级;同时研究了不等围压条件下混凝土强度变化特性, 试验表明,随着围压增加,混凝土的极限抗压强度有明显增强的趋势;随着小主应力的增加,中主应力的影响 有减弱的趋势;峰值应力处应变随围压增加幅度显著。得出了在不同恒定围压下混凝土的应力应变全过程曲线; 通过与当前文献资料的对比分析,指出了在混凝土结构计算中适用的强度及变形表达式,为工程实践提供了 依据。     

龙滩重力坝21坝段及引水道三维结构分析研究

采用三维有限元法,对龙滩碾压混凝土重力坝21坝段坝体及引水道组合结构进行了分析.研究了施工期及运行期4种工况下坝体的应力变形情况,重点了解了引水道沿水流方向8个剖面的环向应力、闸门槽周边正应力及坝内3个廊道周边环向应力,并对计算结果进行了分析评价.最后文中给出了一些建议,为结构的设计、施工提供参考依据.     

锚索锚头周边的附加应力场分析

锚索锚头的设计,通常以使垫墩与围岩接触面的应力不致引起锚头破坏或产生较大位移为准,但对锚头施加预应力后,周边岩土体中会产生附加应力和位移 ,这类问题的研究尚未在相关文献中发现.本文采用弹性半空间边界上某一点受集中力作用的Boussinesq解,推导了预应力锚索锚头周边岩体的附加应力和位移分布的理论解,并讨论了锚头尺寸和岩土体的力学参数对轴应力和位移的影响.结果表明,在施加预应力后,锚头周边形成了一个锥形的压应力场,并随着远离锚头而迅速衰减.最后,将理论分析和数值模拟结果进行了对比,表明本文的理论推导是可行的,其结果可以方便地应用于工程设计.     

围压条件下TBM边缘滚刀破岩模式

为了解边缘滚刀的破岩特性,对其破岩过程与机理开展了系统研究.建立了某深埋全断面岩石隧道掘进机(TBM)开挖隧道三维有限元模型,在掌子面过渡圆弧周边设置边缘滚刀破岩模型边界,导出边界上的围压数值并施加在颗粒流模型边界上.模型考虑5种围压模式,相位角为0°,30°,60°,90°时的岩石应力状态分别记为模式1~模式4,无围压状态记为模式5.结果表明:围压模式1中岩石双向应力和、双向应力比均最大,破岩比能最低;模式3中,岩石受到滚刀水平向力作用而近似处于双向等值应力状态,破岩比能最高;从模式1到模式3,有利破岩的竖向应力递减;从模式5到模式3,不利破岩的水平应力增加,导致模式3条件下刀具破岩效率最低;有围压模式的侧向力系数和滚刀切入率均高于无围压模式.     

一种新型基础的基底反力及内力测试

用GYH-2型单膜式压力传感器和GJL-2型钢筋计测试了一种被称为“构造板扩展基础”的新型基础基底反力及内力,掌握了第一手动态监测数据,总结出该种基础基底压力的分布规律和基础内力的实际状态.测试结果表明,构造底板能承担30%左右的上部荷载,钢筋受力处于交变应力状态,最大拉应力出现在柱上板带跨中处,应力最大值不超过钢筋设计强度的22%.这一结论可为构造板独立基础的设计提供直接参考依据.     

高强混凝土结构的延性抗震设计

利用Ｍａｒｔｉｎｅｚ和Ｂｊｅｒｋｅｌｉ等人建议的高强约束混凝土的应力－应变关系，编写了弯矩－曲率关系的计算程序，并通过试验结果验算了计算模型的正确性，借助该分析模型对欧洲桥梁的抗震规范所规定的约束混凝土的最低含箍率进行评价，结果表明，本文所采用的应力－应变关系曲线及弯矩－曲率的计算方法可以用于高强混凝土柱的曲率延性分析，欧洲桥梁抗震设计规范所规定的最低含箍率同样适用于高强度混凝土结构的抗震设计。     

高层建筑基础加固实例分析

本工程为较典型基础加固实例。基于结构计算程序并采用加大截面的加固方法。对未达到设计要求的基础混凝土进行了加固改造。     

风机基础金属环抗拔性能试验研究

为了研究风电基础钢环与混凝土的粘结机理,通过简化模型的拉拔试验,分析了型钢与混凝土粘结应力沿锚固长度的分布规律.通过与现行规范钢筋锚固长度的计算方法比较,风电基础钢环锚固长度可参照现行《混凝土结构设计规范》光圆钢筋锚固计算方法,为风电基础设计提供了实验依据,可供相关设计人员参考.     

特殊条件下基坑支护侧向土压力与稳定性计算方法讨论

通过对复合地基作用机制的分析,讨论研究了复合地基侧向土压力的计算方法.研究表明,复合地基侧向土压力的计算,应根据复合地基增强体性质不同采用不同的设计方法.对柔性桩复合地基,可采用复合土层复合模量法,即以复合方法计算出的复合土层强度指标,代替原地基土强度指标的方法;对刚性桩复合地基,应采用复合地基荷载分担比方法,选择基础底面桩间土作用的附加应力,作为该平面位置的超载值.     

基础刚度对砖石古塔受力机理影响研究

以西安万寿寺塔纠偏工程为研究背景,对纠偏加固后的砖石古塔的在不同基础刚度条件下的受力机理分析.分别建立增加圈梁、圈梁-地梁组合以及圈梁-地梁-托盘组合模型下的塔体与基础协同工作模型.通过数值计算对比分析基础刚度改变引起的塔体受力的变化;同时探讨基础刚度对塔体动力特性的影响.结果表明:基础刚度增大,塔体应力随之削弱,改善了塔体静力作用下的受力状态和稳定性;基础刚度增大,塔体的自振频率增大,基础刚度变化对高阶振型影响较为明显.     

基于透明土技术的加筋地基模型试验

采用透明土技术,开展了5组不同筋材长度和加筋深度(层数)的加筋地基平面应变模型试验,以及1组无筋地基对比试验,以研究在条形基础荷载下加筋地基内部位移场演化及滑移破坏过程,并探讨其荷载—沉降特性.结果表明,加筋地基中的土体在基础沉降过程中,首先在加筋区的两侧底部非加筋区位置累积水平位移,并自下而上向加筋层扩展,致使筋材自下而上依次断裂,最终形成宏观剪切破坏面;加筋地基在基础沉降过程中形成两个应力扩散区,分别沿筋材弯折段和基础边缘向下扩展,前者扩散角是后者的2.5倍左右;加筋地基和无筋地基均表现为普朗特尔滑动破坏模式,加筋地基滑动面深度和宽度基本随加筋深度和加筋长度的增大而增大;当筋材强度不足时,加长筋材长度对加筋地基承载力的提高不起作用,而增大加筋层数对承载力影响显著.     

盾构穿过矿山法隧道的管片特性现场试验研究

以深圳市地铁某区间隧道为背景工程,针对矿山法+盾构法的复合施工法中二衬管片受力特性进行现场试验,埋设混凝土应变计、土压力盒和钢筋轴力计等仪器,监测并分析混凝土管片环缝接触面纵向应变、土压力以及钢筋轴力的变化规律.结果表明：监测量随时间的变化可分为2个阶段,整体预压力基本满足要求;混凝土管片环缝接触面纵向应变和土压力沿环向的分布极不均匀,壁后压浆能够改善管片的受力和控制上浮;实测管片钢筋的轴力远小于其设计值,应优化其配筋设计;需对环间螺栓进行多次有序复紧,对管片进行多次壁后补压浆.