土钉和土体协同工作分析

为了进一步研究土钉和土体的协同工作机理,以杭州孔雀大厦土钉墙支护为实例,依据土钉抗拔反演分析参数,应用有限元方法模拟基坑开挖和土钉支护的施工过程,分析了土钉内力和土体位移在动态施工过程中的变化规律,同时获得了注浆加固后土体的力学指标,供土钉墙支护结构设计和施工参考。     

土钉抗拔分析和参数反演

应用有限元方法对土钉抗拔进行了分析计算,并依据土钉现场抗拔试验结果,对土钉与周围土体的界面粘结强度和抗剪刚度进行了反演分析,为土钉墙支护结构设计,施工及分析提供了依据和参考。     

复合型土钉墙支护的工程实例

现行工程中常用的复合型土钉墙支护,主要是水泥搅拌桩与土钉墙的结合应用。其原理主要是：通过水泥搅拌桩对边坡土体进行加固,解决土体自立性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题;以水平向压密注浆及二次压力灌注解决土体加固及土钉抗拔问题;以相对较深的搅拌桩插入深度解决坑底的抗隆起、管涌和渗流问题,形成防渗帷幕、超前支护及土钉等组成的复合型土钉支护。因此,复合型土钉墙适用于砂性土、粉土、粘性土、淤泥土及淤泥质土。在西安各类地层中,也有成功地使用复合型土钉墙的工程实例。     

复合土钉支护技术在深基坑支护工程中的应用

复合土钉支护技术是将土钉墙与其他支护形式或施工措施联合应用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术。它将土钉墙与预应力锚杆等结合起来,使得土钉墙技术在深基坑中应用及垂直土钉墙成为现实,并改善了土钉墙支护形式变形较大的缺陷。本文主要介绍复合土钉支护技术在某科技大厦深基坑工程中的应用并结合工作实践中遇到的有关问题进行论述。     

土钉墙支护破坏原因分析与控制

根据有关土钉技术及其应用的研究,分析得出土体性质的改变、土与土钉之间相互作用被破坏、土钉自身强度不足和面层被破坏是引起土钉墙支护结构破坏的主要原因,同时还讨论了土钉墙支护破坏的控制措施.     

土钉支护抗拔研究

为了确定土钉与土体之间的界面粘结强度，为土钉支护设计提供依据，根据土钉与土体间剪应力一相对位移关系曲线，分析了钉土间荷载传递机理，建立了钉土间应力传递的力学模型。利用截面上的平衡条件，推导了有别于传统假设的作用在土钉上的应力分布及变形表达式，用解析方法研究土钉抗拔机理，以及抗拔试验的影响因素，并结合工程实测数据验证了本模型的合理性。     

松软土层复合型土钉墙支护稳定性设计与应用

为了提高相墙设计的可靠度,在《基坑土钉支护规程》CECS96：97所规定的设计计算和验算项目的基础上,结合软弱土层地区的地下水和土的特点,利用整体稳定性分析的方法,从另外的4个方面对土钉墙的稳定性进行了验算,关在实际工程中进行了应用,取得了较好的结果,为土 钉墙在软弱土层地区的应用提供了更多的理论依据。     

复合土钉墙支护基坑颗粒流数值模拟研究

利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC3d建立基坑开挖土钉支护的三维颗粒流模型,通过分析有复合土钉墙支护基坑和无复合土钉墙支护基坑数值模型的位移场和应力场,研究复合土钉支护基坑开挖过程的规律和土钉支护的机理。由于复合土钉的作用,复合土钉墙支护基坑和无复合土钉支护基坑在变形程度和变形模式等方面存在较大差异。复合土钉墙支护基坑挡墙变形较小,出现“两头小、中间大”的大肚状变形模式,坑底隆起量和墙后土体沉降量相对于无土钉墙支护基坑均较小。利用土拱效应来分析复合土钉支护机理,认为土钉支护作用不仅仅是土钉和土体之间相互拉拔作用,土拱效应才是复合土钉墙支护作用机理的关键。细观机理研究和颗粒流数值模拟为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法。     

土钉墙支护体系在深基坑中的应用

土钉墙支护体系,是在基坑开挖的过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中,并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作,形成复合土体。土钉墙支护体系在开挖过程中是边开挖边支护,不占用工期,施工快捷简便,经济可靠,在江苏瑞银中心工程中使用,取得了良好效果。     

土钉墙设计计算与优化问题分析

结合作者的工程积累及理论研究,讨论了土钉墙支护结构设计计算中普遍存在的一些基本问题,并应用工程实例作了具体分析,指出了解决这些问题的途径和方法.这对目前土钉墙支护结构设计计算和优化分析,无疑具有重要的理论和实际意义.     

The stability safety factor calibration based on the reliability index

When the bridge structure stability safety factor of the first type is 4, the research that whether the structure reliability index will reach target reliability index under the more-likely-to-happen collapse situation of the second type is necessary. The stability calculations of the first and the second type are made respectively for single layer and single span rigid frame bridge. Based on the critical load obtained from the stability calculation of the first type, the stability safety factor of the first type is taken as 4, and the first order reliability method is used to program and calculate the reliability index. Then, the load effect under the stability reliability index cal- culation of the first type and the critical load of the second type are employed to calculate the reliability index of the second type. The evaluation of structure stability safety factor is discussed according to reliability index. Based on the discussion above, parameter analysis of the stable critical loads of two types is made, and the in- fluence of critical load change on reliability index is researched. The result shows that stability analysis should identify collapse state; when the stability safety factor of the first type is 4, but the structure has the collapse of the second type, the reliability index cannot be ensured to reach the target reliability index under certain condi- tions.     

考虑桩底沉渣的基桩竖向承载力目标可靠度

桩底沉渣厚度超过一定数值后,会影响基桩尤其是端承桩桩端阻力的发挥,进而对承载力可靠度指标和目标可靠度指标造成不利影响。本文利用全概率计算公式推导出考虑沉渣桩的竖向承载力可靠度指标计算公式,并利用可靠度理论和数理统计方法给出了计算公式中每个参数的计算方法。在此基础上,推到出考虑沉渣桩的承载力目标可靠度指标计算公式。通过实例分析了不同沉渣参数(厚度、压缩模量、粘聚力、内摩擦角和泊松比)条件下,竖向承载力可靠度指标的变化规律。研究了沉渣桩出现概率对考虑沉渣桩的承载力可靠度指标和目标可靠度指标的影响规律。研究表明：沉渣的存在大大降低了沉渣桩的竖向承载力可靠度指标;沉渣厚度和压缩模量对可靠度指标有显著影响,粘聚力、摩擦角和泊松比对可靠度指标影响很小。沉渣桩的出现概率对考虑沉渣桩的承载力可靠度指标和目标可靠度指标有显著影响,尤其当概率值较大时,基础会出现一定的安全隐患。     

岩土工程中试验数量与可靠指标的关系

基于小样本理论,分析了岩土工程中试验数量与参数统计均值间的关系、参数统计均值与可靠指标间的关系、试验数量与可靠指标间的关系,指出试验数量对参数统计均值及可靠指标均有影响.在相同的置信度及变异系数情况下,试验数量越小,参数统计均值及可靠指标的相对误差就越大.随着试验数量的增加,这种影响程度随之减弱.试验数量对可靠指标的影响还与参数的敏感性有关,参数的敏感性系数越大,在相同的置信度及变异系数情况下,试验数量对可靠指标的影响程度也越大.因此,可靠指标不是定值,它与试验数量、参数统计时的置信度及参数的变异系数有关.在进行岩土工程的可靠度分析时,一定要将概率的概念贯穿于从试验设计到可靠度分析的全过程,而不仅仅局限于可靠指标的分析计算阶段.     

通信网络各节点和链路重要性的客观评估方法

为了全面和客观地评估通信网各节点和链路的重要性，引入了归一化容量加权可靠性指标概念，并从通信网络总体及局部两个考察角度定义了指标，一个是研究网络全部节点之间可靠性的总容量归一化加权可靠性指标，另一个是只研究两指定节点间可靠性的最大容量归一化加权可靠性指标。研究出了求解网络全部路由的逻辑代数化计算方法，据此推出了适宜于计算机编程的可靠性指标计算的全套代数化计算方法，解决了人工计算繁琐的问题。以节点和链路失效对可靠性指标的影响程度作为评价标准，采取排序方法，实现了节点和链路重要性的客观评估。计算了一种典型拓扑结构通信网的可靠性指标，并从总体与局部角度分别得到网中各节点和链路重要性大小的排序结果。     

混凝土剪力墙受剪承载力可靠度分析

针对我国规范未对剪力墙受剪承载力可靠指标进行校准,本文研究钢筋混凝土剪力墙受剪承载力的可靠度水平.根据剪力墙抗剪公式所依据的试验及试件情况,收集并筛选截面型式、混凝土类型、配筋型式、破坏形态等方面与其一致的74片剪力墙试验数据,对试件承载力的试验值与规范公式计算值进行分析,得出剪力墙受剪承载力计算模式不定性统计参数,进而得出抗力统计参数和概率分布类型;采用考虑基本变量概率分布类型的验算点法进行可靠指标计算.结果表明:现行规范剪力墙受剪承载力可靠指标低于目标可靠指标3.7的要求,其中荷载效应比、剪跨比、轴向压力、配筋率、混凝土强度等级对可靠指标影响较小,风荷载与永久荷载效应比对可靠指标影响较大,分布钢筋采用HPB300时的可靠指标在同等条件下较小.为保证剪力墙受剪承载力可靠指标满足目标可靠指标要求,引入承载力调整系数0.95对现行计算公式进行修正,修正后计算公式的可靠指标均值为3.738.     

土坡稳定可靠度指标分析

提出了一种适用于均质粘性土坡的定积分解法 ,用实用的优化方法计算土坡稳定的可靠度指标 ,并分析了土坡可靠度的一些规律。所用计算公式直接在基本变量空间求解 ,避免了求偏导数和正交变换工作。由于稳定分析时最危险滑弧事先并不知道 ,因此用优化方法求可靠度指标具有巨大优越性。利用 Excel中的规划求解器求解了安全系数和可靠度指标。     

基于弹性模量缩减法研究结构体系可靠度

针对现有体系可靠度理论的两大难点,基于塑性极限分析理论研究建立了体系可靠度分析的弹性模量缩减法:首先以单元的可靠指标为控制参数,定义结构的可靠指标均匀度和基准可靠指标,并建立新型的弹性模量调整策略;进而通过系统地缩减各单元的弹性模量,以模拟结构的可靠指标重分布和失效状态转移,通过一系列弹性有限元迭代分析确定结构体系的失效概率.该方法从根本上回避了现有体系可靠度理论的两大难点,避免了繁琐的失效模式分析和多模式联合失效概率的相关性分析.算例分析表明,该方法不仅适用于静定结构,而且适用于超静定结构,计算格式简单,计算精度较高.     

挡土墙稳定性安全系数与可靠度指标的关系

寻找重力式挡土墙抗倾覆稳定性安全系数和抗滑移稳定性安全系数与对应可靠度指标的关系.针对甘肃某粘土边坡设计36种不同截面尺寸的挡土墙,利用MATLAB程序分别计算每种挡土墙的安全系数和可靠度指标,可靠度指标的计算方法为一次二阶矩法中的验算点法.分别绘制抗倾覆稳定性安全系数和抗滑移稳定性安全系数与可靠度指标的关系曲线图,可以看出可靠度指标随着对应安全系数的增大而增大.     

基于可靠性指标的通信网链路重要性评估方法

为了全面和客观地评估通信网各链路的重要性,引入了归一化容量加权可靠性指标概念,并从通信网络总体及局部两个考察角度均定义了指标,其一是研究涵盖网络所有节点之间可靠性的总容量归一化加权可靠性指标,另一是只研究指定两节点间可靠性的最大容量归一化加权可靠性指标.研究出一套自成体系的可靠性指标计算方法,由于算法将所有运算环节均转化为代数或逻辑代数化计算,所以易于用计算机编程运算,解决了人工计算繁琐问题,论证了算法的正确性与合理性.以链路失效对可靠性指标影响程度作为评价标准,介绍了评估链路重要性的方法.通过算例详细计算一种典型拓扑结构通信网络的可靠性指标,并从不同角度评估了各链路的重要性.     

矩形截面框架柱双向受剪承载力公式可靠性指标

利用JC法对66根矩形截面钢筋混凝土框架柱双向受剪承载力进行统计分析,确定《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(规范)计算矩形截面框架柱双向受剪承载力公式的可靠性指标β。然后,将规范公式计算的可靠性指标与三折线法和最小体积用钢量法计算的可靠性指标进行比较。结果表明,规范公式计算的可靠性指标β值大于3.7,满足要求。而且,与其他两种方法相比,规范公式所对应的β值更大,说明采用规范公式计算矩形截面框架柱双向受剪承载力时,具有更好的可靠性。