考虑变形的土压力有限元计算及参数分析

在分析土压力随变形发展规律的基础上,给出了一种新的考虑位移影响的土压力计算模型.用Matlab编制了排桩支护结构中单桩的计算程序,对典型算例进行了计算分析,并对影响基坑变形的各模型参数进行了分析讨论,得出了各参数对变形的影响变化规律.     

结构施工时变内力分析

将使用阶段的结构作为受力分析对象是目前结构设计的常规做法,其结果是结构的最终内力、变位等与施工过程无关,这不符合工程实际情况,而现行的结构工程施工内力有限元法并没有提供相应的公式能解决这个问题.利用施工过程时变有限元分析方法对结构施工内力进行几何非线性分析,使计算结果更符合结构施工的实际情况,全过程跟踪分析结构在施工各阶段以及施工完毕时的变量,指出结构工程设计考虑施工过程时变效应影响的重要性.     

预制装配式足尺RC锥形独立基础下压变形特性试验研究

由于变电站建筑基础相对尺寸及质量较大,0 m以下基础的模块化装配率较低,为此提出了一种110 kV变电站气体绝缘开关设备(GIS)建筑钢筋混凝土(RC)锥形独立基础,按照装配式要求提出该基础的模块化及装配式方案,并进行装配模块ZK-1和FK-1尺寸、剪力键及配筋设计;同时,开展足尺模块化基础浇筑及装配试验。以装配预应力钢棒的预紧力大小为参数,开展小立柱加载的下压试验,考察装配式基础底板下压变形及装配缝张开变形的变化特点;分析装配用钢棒预紧力大小对下压变形、张开变形及残余变形的影响规律,探讨合理预紧力取值。测试并对比剪力键及剪力槽钢筋应变的发展及变化特点,探讨下压荷载下剪力键及剪力槽的设计要点。结果表明：当下压荷载为380 kN时,预制装配式RC锥形独立基础没有发生任何失效破坏现象,装配剪力键及剪力槽均没有发生破坏现象;装配式基础的装配预紧力为2.00F_t时,可以满足刚度及挠度要求。本文研究成果可为装配式RC锥形独立基础的装配式方案设计、预紧力取值以及剪力键设计提供依据。     

高轴压比下预制桥墩承插式连接力学行为试验研究

为研究高轴压比下预制桥墩承插式连接的力学行为,通过轴压性能试验,研究连接的受力失效机制,明确影响连接轴压强度的关键设计参数,分析侧剪应力分布与极限值,提出承插式连接侧剪应力计算与墩柱承插深度设计方法。结果表明：采用墩柱表面粗糙化处理的承插式连接轴压强度满足桥墩设计荷载要求;承插式连接轴压强度随墩柱承插深度的增大而增大,且强度增量与承插深度增量呈近似线性关系;承插式连接有效承插深度为总承插深度的2/3,且在有效承插深度内,侧剪应力呈均布状态;随着墩柱表面粗糙度的增大,承插式连接的极限侧剪应力得到显著提升,但当墩柱表面粗糙程度达到6 mm以上时,极限侧剪应力不再提升;根据试验与理论分析结果,提出波纹型墩柱表面极限侧剪应力及满足轴向承载力要求的承插深度计算公式。     

曲线钢箱梁桥吊装施工稳定性分析及控制

曲线钢箱梁桥是在匝道桥中应用较为广泛的结构形式,此结构形式提高了工程项目在建设使用中的安全可靠性,但在吊装过程中,有多种因素会影响到桥梁结构的横向抗倾覆稳定性,各影响因素的影响规律、控制指标和标准尚未很好地解决。针对曲线钢箱梁桥吊装过程的稳定性,借鉴钢桥设计规范中抗倾覆稳定性计算分析方法,研究吊装过程的稳定性,提出吊装稳定系数,计算分析稳定系数与吊点位置、曲率半径、梁段长度、倾斜角度以及风荷载的相关性。结果表明：不同吊装方法对横向抗倾覆稳定性影响不同,横风对稳定系数影响较大,通过对比3种施工方案可知,纵桥向吊点间距建议取为梁段总长的2/3左右。在吊装过程中,尽量保持各吊点钢丝绳工作的同步性,避免节段发生倾斜;在超过六级风时,建议停止施工。     

循环荷载下桩承式路堤中土拱效应动力折减系数离散元研究

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递的关键因素，其在循环荷载下的发挥程度与稳定性直接影响路堤的承载能力. 基于室内土拱效应模型试验，采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型，并通过土拱效应室内模型试验结果验证了该离散元模型的正确性 .基于该离散元数值分析模型，在路堤表面施加正弦波荷载模拟交通循环荷载，分析了循环动载作用下桩承式路堤中土拱效应的发展演变过程与衰减规律 . 数值模拟结果表明：路堤的高度与桩净间距的比值、动载振幅以及加载频率的改变均能影响土拱效应的发挥，但路堤的高度与桩净间距比值的变化对土拱效应动力折减系数的影响最大. 路堤的高度与桩净间距的比值是影响动载作用下土拱效应稳定发挥的重要因素，将此因素考虑在内并对离散元数值模拟结果进行分析与曲线拟合，推求了土拱效应动力折减系数的表达式.     

高强度螺栓高温后材料性能试验研究

为考察高强度螺栓高温后材料力学性能，对10.9级M22大六角头高强度螺栓高温冷却后试样进行拉伸试验，研究了不同加热温度、不同冷却方式下高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的变化规律.结果表明，两种冷却方式下，高强度螺栓材料力学性能的变化规律基本一致，当加热温度不超过400℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度基本不受加热温度的影响；当温度不超过300℃时，弹性模量基本不变.随着温度升高，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量迅速下降，当温度达到600℃时，高强度螺栓材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量下降到常温的70%～78%.根据试验结果，拟合得到高强度螺栓高温后材料的屈服强度、抗拉强度和弹性模量的折减系数计算公式.屈服强度、抗拉强度的折减系数结果与部分文献的结果一致，但弹性模量折减系数相差较大，有待进一步研究.