软土地层桥梁群桩基础沉降模型

根据软土地层桥梁群桩基础的沉降特性,推导该地质环境下群桩模型试验相似法则,自行设计带承台群桩基础的室内模型并开展试验研究.试验结果表明:在桩身范围内,附加应力随深度衰减,在分布形式上,附加应力分布形式可近似为三角形;同时,桩侧土体的竖向应力随着桩顶沉降的增加而相应的增加,在接近极限荷载产生较大沉降时也没有表现出明显收敛的现象;群桩在施加荷载时(不同施工阶段),桩周上部分土中产生较大的超静孔隙水压力,随着时间逐渐消散,即土体的固结过程需要一定时间;群桩的荷载与沉降关系明显呈现非线性特性,其P-S曲线大致可以划分为线性阶段、屈服阶段和整体破坏阶段3个阶段;且通过试验可知卸载后,各群桩位移回弹很小,经外荷载作用后,产生较大的塑性变形,因而群桩沉降应作为桩基础设计控制条件之一.     

高速铁路过渡段路基自振频率的模态分析与试验

通过建立有限元模型,对武广(武汉—广州)高速铁路过渡段路基进行模态分析,获得路基的竖向自振频率.同时,在路基中埋设传感器,获取环境激励路基振动时程曲线及列车过后的衰减自由振动波形,分别采用傅里叶变换原理及最大熵谱法对其进行自振频率分析.研究结果表明:模态分析与现场实测所获得的路基自振频率基本相近,可以采用模态分析来获得路基的自振频率;采用最大熵谱法对现场实测的路基衰减自由振动波形进行频谱分析更易于分析路基的固有频率,并且可以得到较准确的测试结果.     

基于SIMULINK的高填方加筋路堤地震反应分析

为研究高填方加筋路堤的地震反应,将其简化为一个多质点体系,考虑加筋对路堤抗侧刚度的影响及筋材与土体间的摩擦力,推导水平地震作用下加筋路堤的动力方程,然后,将动力方程所代表的动力学系统用状态空间法予以描述,根据其状态方程在SIMULINK环境下建立仿真分析模型,从而求解动力方程,获得高填方加筋路堤的地震反应结果。并将此仿真模型运用于分析某一铁路路基加筋土挡墙的地震反应,分析结果与FLAC2D计算值进行对比。研究结果表明:该方法简单实用,求解精度较高,模型中的力学参数可以通过常规土工试验获得,可应用于实际工程地震反应预测;加筋对水平地震作用下堤顶加速度放大作用有明显的抑制效果;加筋后路堤水平地震位移明显减小。     

沿海地区高速铁路钢混组合梁的温度模式

为获取沿海地区高速铁路组合梁的温度分布和温度模式,结合泉州湾跨海铁路桥的实测数据建立了升温和降温情形下结构温度分量的时程模型,同时得到了钢混组合梁的正、负竖向温度模式．利用结构热流边界的等效方法,建立了钢混组合梁温度场的高效一维有限元模型,数值结果与实测数据、三维模型的计算结果最大误差分别为9.7%和4.3%,模型计算效率提高近30倍．通过对组合梁温度分布特征进行统计得到以下结论：降温情形下,混凝土板内温度场呈对角-双折线分布,钢混接触面出现温度反折点,差值为1.4℃,钢梁腹板温度场呈拱形分布;升温情形下,混凝土板内最不利正、负温度模式分别呈指数分布和线性分布,钢梁腹板温度场呈线性分布．     

梯形正交加劲钢板剪力墙抗侧性能分析

提出了一种梯形正交加劲钢板剪力墙(TSW)结构,利用有限元软件ABAQUS创建了TSW模型,在验证了有限元建模方法的准确性后,进行了TSW与网格密肋钢板剪力墙(GSW)结构的非线性推覆对比和滞回性能对比分析,并对TSW进行参数分析。结果表明：在单调加载下的非线性推覆对比中,相较于GSW,TSW的初始刚度、峰值荷载和屈服荷载分别提升了9%、18%和26%;在水平往复荷载下的滞回性能对比中,相较于GSW,TSW的初始刚度、屈服荷载、峰值荷载和延性分别提高9%、26%、16%和5%。TSW对钢板剪力墙的面外变形的抑制效果大于GSW。内嵌钢板设置梯形加劲肋可以改善其过早发生整体屈曲。加劲肋厚度和加劲肋高度可以显著提高TSW的抗震性能,但加劲肋底边宽度对TSW的影响可以忽略不计。建议加劲肋厚度为6 mm、加劲肋高度不超过60 mm。     

基于最大熵原理与最优化方法的隧道衬砌结构可靠度分析

针对隧道衬砌结构参数的随机性、分布的多样性与极限状态功能函数高度非线性的特征,运用最大熵原理对隧道衬砌结构参数进行估计,得到符合实际的参数估计值;然后,根据隧道衬砌结构稳定的极限状态方程,从结构可靠度指标的几何涵义出发,建立其可靠度指标计算的优化数学模型,并运用Microsoft Excel工作表中的规划求解功能得到其可靠度指标.结合工程实际,给出具体算例,且指出提高隧道衬砌结构可靠度的途径.研究结果表明:该方法用于计算工程结构可靠度指标无需将状态函数线性化,不受基本变量维数限制,收敛速度快,计算效率高,且与蒙特卡罗100万次直接抽样法计算结果相比,具有很高的精度,能广泛适用于隧道及地下工程领域的可靠度计算和分析.     

基于扰动状态概念的砂土-混凝土桩接触面荷载传递模型研究

基于扰动状态概念理论,考虑砂土密实度对扰动函数的影响,建立混凝土桩-砂土接触面荷载传递模型。用混凝土板表征桩侧粗糙度效应,采用大型直剪仪开展不同密实度的砂土-混凝土桩接触面力学行为的试验模拟,研究砂土密实度对混凝土桩-砂土接触面的力学特性的影响规律,分析接触面模型初始剪切系数、模型扰动参数(A和Z)对桩-砂土接触面荷载传递模型的作用机制。研究结果表明：1)混凝土桩-砂土接触面易呈现应变软化,在低法向应力条件下,混凝土桩-密砂接触面的应变软化程度最大。2)模型扰动参数Z在数值上近似等于孔隙比。模型扰动参数A越大,砂土与混凝土桩接触面的软化显著程度越大。参数A随着密实度增大而增大。随着法向应力增大,密砂的扰动参数A呈近似线性衰减,松砂和中密砂的扰动参数A近似呈双折线衰减。3)初始剪切系数k_s随着法向应力增大而增大,密实度越大,增速越快。4)基于扰动状态概念的桩-砂土接触面荷载传递模型可靠、参数的物理意义明确且易确定,能很好地表征桩-砂土接触面的应变软化及硬化等力学特征。     

外剪力墙-内框架混凝土结构的振动台试验研究

为了研究外剪力墙-内框架混凝土结构这一新型结构体系的抗震性能,基于原型设计了1/7比例的16层模型,选取了LANDERS波、SFERN波和一组人工波进行了振动台试验．分析了结构的破坏现象、动力特性、加速度反应、位移响应及应变反应,根据层间位移角并结合试验现象综合评估了其抗震性能．结果显示：在7度频遇地震和7度基本地震作用下结构表面未观察到裂缝,基本频率下降不超过2%;在7度罕遇地震作用下,模型刚度线性退化,仅第2层顶部转角墙连梁端部出现竖向微裂缝,层间位移小于规范规定的弹塑性限值,结构受到轻微破坏;在8度罕遇地震作用下,裂缝进一步发展,最大层间位移角达到1/72,结构破坏程度加剧;在8度半罕遇地震作用下,3层连梁端部彻底开裂、剪力墙底部水平贯穿,结构受损严重但未倒塌．结构下部Y方向的抗侧刚度不足,若适当加强底部,则结构的整体抗震性能可进一步提高．综合来看,外剪力墙-内框架结构体系能够满足我国现行抗震规范“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防要求．剪力墙刚度远大于内部框架柱,所以地震作用主要由外部剪力墙承担,内部框架柱在试验结束后仍保持完好,说明该结构体系能够在满足我国现行抗震规范基...     

细骨料对SCC等效砂浆工作性能的影响

为研究细骨料对自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)工作性能的影响,基于等效砂浆原理,研究河砂的细度、级配、0.60 mm以下粒径颗粒质量分数和砂率对SCC等效砂浆经时扩展度、含气量和表面质量的影响。研究结果表明：在砂率相同时,随河砂细度模数减小,SCC等效砂浆扩展度降低,扩展度经时下降值增加,含气量增大,且含气量的经时下降值变小;河砂中(0, 0.15] mm和(0.15, 0.30] mm粒径颗粒质量分数对等效砂浆的流动性有重要影响;随(0, 0.3] mm的粒径颗粒质量分数增加,等效砂浆黏聚性增强,流动性下降,扩展度经时下降值增加,含气量增加,模拟灌板上表面气泡平均直径和最大直径均减小;通过适当增加(降低)砂率可在一定程度克服河砂细度模数偏大(偏小)对流动性能的影响,但仅改变砂率不能有效提高等效砂浆稳定性。     

装配式双拼槽钢-混凝土组合梁抗剪承载力试验研究

提出一种装配式双拼槽钢-混凝土组合梁,以板宽、槽钢型号、抗剪连接件间距为试验参数,对7根组合梁进行静载试验,分析该组合梁剪切应变分布规律。使用有限元软件建立数值分析模型,预测组合梁力学性能和破坏模式,在此基础上,对组合梁的剪跨比、材料强度、钢梁腹板高度和厚度、混凝土板宽度和厚度进行参数化分析。基于叠加原理,提出考虑混凝土板抗剪和剪跨比对抗剪贡献的影响的双拼槽钢-混凝土组合梁极限抗剪承载力公式,并对比规范中公式和其他学者建议的计算公式。研究结果表明：该组合梁剪切破坏、弯剪破坏与弯曲破坏的界限剪跨比λ分别为0.5和2.5;当剪跨比λ=0.1～4.7时,混凝土板抗剪承担比例为4%～43%,随剪跨比减小而增大;本文提出的公式计算精度高,适用性好。