衬砌冷缝对隧洞结构稳定性的影响研究

应用大型有限元分析软件ANSYS,对某导流洞工程中存在施工冷缝的典型洞段采用面-面接触单元模拟冷缝受力特性,研究了冷缝不同初始缝隙值对隧洞结构稳定的影响.研究结果表明:衬砌冷缝初始缝隙值的大小对隧洞围岩塑性区深度和锚杆应力的影响甚小;在运行期内水压力作用下,冷缝呈张开趋势,冷缝初始缝隙值大小对衬砌钢筋应力影响较小;在封堵期外水压力作用下,冷缝呈闭合趋势,且过缝处钢筋应力随冷缝初始缝隙值的增加而增大,并有可能造成钢筋局部受压屈服破坏.由此可见,冷缝存在对隧洞衬砌结构的外压稳定更为不利.     

软土地基上超长底板节制闸沉降及应力分析

软土地基上的水闸可能产生较大的沉降,对于新型超长底板水闸,还存在局部受拉破坏等隐患.本文结合典型工程实例,基于有限单元法及土力学,计算分析底板分缝与不分缝两种方案下闸室中心的沉降及水闸底板的应力情况,同时通过预应力钢筋的应用,探讨底板空箱结构优化可行性.结果表明:空箱底板拉应力数值比较大,底板空箱结构受力不好,施加预应力可以有效缓解底板上层的拉应力,但会存在预应力吨位过大等问题.可以对该类型水闸的闸室结构型式设计提供参考依据.     

碾压混凝土重力坝结构改进和仿真应力

因坝高百米以上的碾压混凝土重力坝往往存在坝体下部抗剪能力和基岩内稳定安全度不足的问题，所以作者探讨一种结构改进措施：坝体下部采用不分永久性横缝只设人工短缝的整体式结构；坝体上部采用变高度分横缝的悬臂梁式结构。通过对我国中南地区某工程实例的仿真应力计算，即施工期的温度场和温度与累计自重徐变压力，运行期温度场和温差应力的计算，其结果表明，采用上述结构改进措施是有明显效果的。     

假缝设置间距对道床板裂缝性能的影响

为实现假缝设置对道床板裂缝发育的有序引导及其裂缝性能的控制,针对假缝设置间距对相邻假缝间轨道力学状态和假缝处裂缝性能的影响展开研究。基于理论推导建立假缝设置间距与假缝处裂缝宽度和钢筋应力的数学关系,结合现场试验验证,提出假缝设置间距计算方法,并分析其适用环境及应用建议。研究结果表明:假缝处裂缝宽度和钢筋应力均随着假缝设置间距减小而降低,在温降不大于25°C的一般温度环境地区,1.0～6.0 m范围内的假缝设置间距降低50%,对应的裂缝宽度和钢筋应力将分别降低约50%和28%;改变假缝设置间距可以灵活控制裂缝宽度,但对于降低钢筋应力的能力却存在上限;线路所处地区的温降越大,满足其裂缝宽度控制要求的假缝设置间距上限越小,对应的钢筋应力下限越高;此外,道床板设置假缝时,其上层钢筋的断开对裂缝性能影响较小。     

钢筋锚固段粘结应力的理论解及其应用

动物微分方程推导出钢筋与混凝土间的粘结应力理论计算公式，所得公式很好地解决了抗浮锚杆的设计中锚杆与结构的粘结应力的验算问题。     

小型水电站厂房主机间底板温控方案研究

利用数值仿真方法，对某小型水电站厂房主机间底板的结构分缝形式（包括一机一缝、两机一缝、三机一缝和三机一缝设后浇带等结构形式）、过水状态、不同基础类型、浇筑计划、底板混凝土的设计龄期等进行了系统研究，在小型水电站建设的特定情况下，对影响厂房间底板混凝土的最高温度和水平约束应力进行了影响因素分析，并根据建设实际，提出了相应的温控方案，该温控方案对小型水电站建设中的底板设计与施工具有一定的参考意义．     

人工短缝对严寒地区碾压混凝土坝越冬层面应力的释放效果

严寒地区碾压混凝土坝越冬层面上、下游侧易出现水平裂缝。在越冬层面上、下游侧设置人工短缝,采用接触单元模拟人工短缝,考虑人工短缝切向接触摩擦力,并以扩展拉格朗日乘子法作为人工短缝的法向接触协调条件,采用三维有限元仿真计算程序对人工短缝的应力释放效果进行计算分析。计算结果表明,设置人工短缝对越冬层面坝轴线方向和顺水流方向温度应力影响较小,但越冬层面上、下游侧铅直向温度应力最大值大幅降低,应力释放效果显著;越冬层面中部铅直向温度应力虽有所增大,但仍未超过碾压混凝土的抗拉强度。在严寒地区碾压混凝土坝越冬层面上、下游侧设置人工短缝,配合缝内的止水及缝末端的槽钢,保证人工短缝的稳定性,能有效避免越冬层面附近上、下游侧出现无序的裂缝。     

拉锚式支护结构水平位移影响因素的有限元分析

用有限单元计算方法对拉锚式支护结构进行分步开挖的模拟计算,分析支护结构的刚度、锚杆预应力及土结构接触界面的强度折减系数等对支护结构位移的影响.结果表明,及时有效地安装锚杆是控制地连墙位移的有效方法;适当增大支护结构刚度和锚杆预应力能减小墙体水平位移;增大土结构间的界面强度折减系数会使墙体水平偏移量逐渐减小,且这种影响有时是决定性的.     

锚杆自由长度在三峡船闸锚杆设计分析中的应用

结合三峡船闸设计研究工作,通过分析闸墙施工过程中自重荷载、温度荷载以及完建运行时温度应力、渗透压力的作用,详细研究了锚杆取不同自由长度时锚杆的应力情况。结果表明,增加锚杆自由长度可以大幅度减小锚杆由闸墙自重、温度引起的高剪应力,使各锚杆的受力均匀化,降低锚杆的最大拉应力。     

浅析某建筑工程无板框架主体结构施工

模板工程、钢筋工程和混凝土工程三个分项工程是保证工程质量的根本,对于这些分项工程根据工程的特点,有着各自不同的施工控制要求,如模板工程中的梁板模板安装次序、钢筋工程中的连接、混凝土工程中高强度混凝土的裂缝控制及施工缝的处理等。     

屈服后钢筋黏结锚固性能试验研究

为研究屈服后钢筋黏结锚固性能,采用钢筋表面开槽埋置电阻应变片的方法测量钢筋的应变分布,以钢筋强度等级、混凝土强度、钢筋直径、保护层厚度、配箍率、锚固长度等为变量,完成了15个梁端式黏结锚固试验. 试验结果表明：钢筋屈服后,加载端相对滑移显著增加,钢筋屈服段黏结应力明显减小,最大屈服渗透深度与钢筋所受约束和钢筋直径等因素...     

宽梁-薄墙肢梁筋直锚节点试验

在宽梁-薄墙肢节点的弹性有限元分析基础上,对近似足尺的2个宽梁-薄墙肢梁筋直锚节点进行了试验,研究了宽梁节点区的受力和变形性能,特别是纵筋的受力、滑移以及节点区的破坏形态.有限元分析和试验表明:宽梁应伸进墙肢一定的长度,以使宽梁截面的弯曲应力沿着梁截面宽度分布均匀,充分发挥宽梁的抗弯能力;位于墙外侧的宽梁上部纵筋锚固环境较差,如果仅仅满足规范规定的锚固长度,不能保证节点的承载力和延性;节点区的宽梁箍筋对于凸出在墙外的宽梁上部纵筋的锚固具有比较重要的作用.如果节点区的宽梁箍筋数量不足,宽梁在节点区将出现较多斜裂缝,使结构的承载力和延性变差.最后还提出了梁筋直锚型节点受力的空间桁架模型.     

并筋黏结锚固性能试验研究

针对并筋后钢筋与混凝土之间的有效接触面积减小、黏结性能相对变差的问题,通过57个拉拔试件和6个半梁式试件的并筋黏结锚固试验,研究了并筋的黏结锚固性能.试验中考虑了并筋根数、钢筋直径、混凝土强度、锚固长度等因素对并筋黏结滑移性能的影响.试验结果表明:并筋根数越多,名义黏结强度降低;试验方式、锚固长度、钢筋直径、混凝土强度、钢筋位置等因素对并筋黏结强度的影响与这些因素对单根钢筋黏结强度的影响相似,可以引用单根钢筋的试验研究结果分析并筋的黏结锚固性能.基于各国规范黏结强度经验公式和本文的试验数据分析,建议二并筋、三并筋的等效钢筋直径分别取值1.41和1.73.当保护层厚度减小时,可适当延长并筋的锚固长度.     

套筒约束灌浆料与钢筋黏结强度试验研究

为了对装配式混凝土结构中套筒灌浆连接接头钢筋与灌浆料的黏结性能进行研究，设计了30个灌浆套筒连接节点进行拉拔试验，研究了钢筋锚固长度、灌浆料抗压强度、灌浆料厚度和钢筋直径四个参数对黏结强度的影响.试验结果表明：随着锚固长度增加，钢筋与灌浆料之间的黏结强度降低；随着灌浆料抗压强度增加，钢筋与灌浆料之间的黏结强度增加；随着灌浆料厚度的增加，黏结强度降低，对于12 mm的钢筋，当灌浆料厚度在9 ~ 11 mm之间时，灌浆料厚度对黏结强度影响较小，当灌浆料厚度超过11 mm时，影响显著增加；黏结强度随着钢筋直径的增加而增大.根据试验量测的套筒应变和隔离体受力平衡模型，得到了黏结强度与约束应力、灌浆料抗压强度的关系式，可供工程实际中套筒灌浆连接节点锚固长度取值参考.     

高强变肋钢筋与混凝土间粘结锚固性能梁式试验

为研究横肋间距增大对630 MPa级高强钢筋与混凝土间的粘结锚固性能的影响，文中采用梁式粘结试验方法，对42根标准外形钢筋和横肋间距增大钢筋与混凝土的粘结锚固性能进行试验，对比分析了混凝土保护层厚度、钢筋直径、锚固长度等因素对两类钢筋与混凝土粘结锚固性能的影响。结果表明：横肋间距增大的630 MPa级高强钢筋与混凝土的粘结强度不低于标准外形高强钢筋，两类钢筋与混凝土的粘结强度随混凝土强度、钢筋直径、锚固长度变化规律基本一致。横肋间距增大对630 MPa钢筋与混凝土的粘结锚固性能无显著影响。     

岩基上坞式船闸结构底板预留宽缝施工方法效果分析

坞式结构是船闸闸首或闸室常采用的一种结构形式,但采用这种结构形式的船闸底板容易出现裂缝.株洲船闸工程为防止裂缝产生,拟定了底板预留宽缝的施工方法.结合非线性有限元仿真分析方法,考虑重力、温度等荷载,计算分析了船闸结构底板预留宽缝施工方法的效果.计算结果对类似工程的设计和施工具有一定的参考价值.     

变形钢筋与高强轻骨料混凝土的黏结-滑移性能

研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻骨料混凝土间的黏结应力-滑移曲线本构模型.结果表明:轻骨料混凝土的黏结-滑移性能主要受砂浆强度影响,使得该类混凝土与变形钢筋间的黏结应力优于普通混凝土;黏结强度随着轻骨料混凝土的强度提高而增加,随着黏结长度的降低而增加;本文提出的本构模型能够较为准确地预测试验曲线.     

重载与轴温耦合对混凝土路面传力杆装置应力集中状态的影响

水泥混凝土路面缩缝传力杆装置在重载交通环境及大温差地区轴温耦合条件下易发生传荷失效现象。针对典型重载车辆轴载条件与大温差地区混凝土路面板内的温度梯度情况,通过模型分析法,研究了车辆轴载及轴温耦合条件下传力杆周边混凝土材料内的应力分布状态。提出了缓解荷载传递过程中传力杆与混凝土材料高接触应力水平的方法。研究发现:车辆轮胎与路面接触位置下方传力杆附近的应力集中区域是荷载传递过程中缩缝结构的最不利位置。严重超载车辆通过缩缝结构时,传力杆周边区域内的应力水平接近混凝土材料的承载极限。水泥混凝土路面板的正温梯度翘曲变形可与车辆的荷载应力相叠加,造成传力杆与混凝土在接触面附近产生较大的接触应力。增加传力杆直径,提高混凝土的承载面积,可显著缓解混凝土内的应力集中状态,有助于提高缩缝两侧混凝土路面板边的抗裂性能。     

砌块专用砂浆与钢筋黏结性能试验研究

通过12组试件的拉拔试验,建立黏结应力与滑移(τ S)关系曲线,确定了锚固钢筋受力破坏的各个阶段(微滑移、内裂滑移、劈裂、下降和残余五个阶段),综合分析了砂浆强度、锚固长度和钢筋直径对黏结锚固性能的影响·试验结果表明:在给定的l/d的条件下,黏结强度随砂浆强度增加而提高,随相对锚固长度和钢筋直径的增大而降低·最后,考虑砂浆的劈拉强度和相对锚长,利用最小二乘法,通过统计回归提出了黏结特征强度的统计公式·