超长桩基础有限元强度折减极限荷载判定方法

超长桩基础是土木工程领域重要的基础形式,具有高承载、超长桩长的特点,其极限荷载判定的费用高、耗时长、困难大.采用了静载荷试验的堆载法、自平衡法、有限元荷载增量法和有限元强度折减法对某超长桩基础的极限荷载判定进行研究,分析了极限荷载下桩顶位移和桩端端阻力的变化情况.研究表明:有限元强度折减极限分析方法较适用于超长桩基础极限荷载判定,所采用的屈服准则、判定条件适用于超长桩基础的极限分析,计算结果反映了超长桩基础极限承载特征,可以为桩基础的初步设计阶段和载荷试验设计提供必要参数.     

基于结构受力状态理论的群桩基础承载力研究

目的 将结构受力状态理论应用于群桩基础的承载力判定,推广计算群桩基础安全容度和降低材料浪费的方法,为群桩设计提供有力依据。方法 依托沈阳航空航天大学图书馆现场静载试验,通过ABAQUS有限元模拟软件建立群桩基础模型,应用结构受力状态理论分析实测数据与模拟数据,精确判定群桩基础工作过程中的弹塑性分支荷载与失效荷载,并与当前规范理论获取的荷载判定结果进行对比。结果 在考虑群桩效应等不利因素的前提下,所判定的群桩承载力在保证安全的同时,相较于以控制沉降为40 mm方式得到的群桩基础设计荷载提高了21.6%,失效荷载比极限荷载大770 kN。结论 弹塑性分支荷载可以直接作为群桩基础的设计荷载,从极限荷载至失效荷载这一区间经证明群桩结构可以正常工作,可作为群桩基础的安全裕度使用,为研究群桩基础承载力提供了新方法。     

竖向承压螺旋桩基础极限承载力判定

通过对三种桩型的异型螺旋桩基础的静载荷试验,绘制了12条P-s曲线,分析了竖向静载荷作用下螺旋桩基础的桩土相互作用和承载性状特征,使用LogP-s方法判定了具有明确物理意义的承压螺旋桩基础极限荷载,讨论了地基土材料密实度、叶片距宽比(叶片间距与叶片净半径的比)对螺旋桩承载性状的影响.当叶片间土柱压密后,P-s曲线光滑,极限荷载增加,桩顶沉降减小;随叶片距宽比的增大,螺旋桩基础的极限荷载和桩顶位移均增大.     

大直径钻孔灌注桩承载力试验研究

以某大直径桩基础工程为例,进行了5根φ1 500 mm试桩的竖向与水平静载荷试验,实测得到了桩的荷载-沉降曲线、不同桩身截面的轴力、水平力-位移-时程曲线、水平力位移梯度关系、临界承载力以及地基土水平抗力系数,探讨了大直径钻孔灌注桩的竖向荷载传递机理和水平荷载承载特性.试验结果表明:大直径灌注桩承载力由桩侧阻力与桩端阻力共同承担,但表现出很强的摩擦桩特征,这与桩长过长、桩底岩层较软以及成桩方法有关;在竖向荷载作用下,桩侧阻力由上至下逐步发挥,并逐步达到相应的极限状态;单桩水平最大位移可以取10 mm,水平承载力可取900 kN.建议采用位移控制设计此类桩基.     

大悬挑圆板基础计算方法探讨

本文通过试验．研究了大悬挑圆板基础的破坏图形及破坏机理．并对此类板的极限承载 力的计算方法进行了探讨．发现板的实测极限荷载比按极限平衡法计算求得的极限荷载约低２８％ 左右，且随着板的ｒ１／ｒ３的增大，其差值越大，从而认为目前对烟囱、简体水塔的圆板基础的承 载力计算普遍采用的极限平衡法不适用于大悬挑圆板基础，偏于不安全．对于大悬挑圆板基础， 仍以采用弹性理论计算为宜．     

大直径嵌岩桩桩端极限承载力计算方法

为更加准确获得大直径嵌岩桩桩端极限承载力,假定桩端岩体整体连续滑裂破坏、桩周岩体剪切破坏、桩周岩体微裂纹断裂破坏3种可能的极限状态,基于岩体二维、三维Hoek-Brown(H-B)破坏准则、岩体微裂纹Ⅰ-Ⅱ型复合判据,提出4种大直径嵌岩桩桩端岩体极限承载力的计算方法.引用现有实测数据对所提出的计算方法进行对比分析和验证,结果表明所提出的4种计算方法均比较接近实测值,尤其是基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂的桩端极限承载力计算结果与实测值最为接近.进一步研究了大直径嵌岩桩的尺寸效应,研究表明,桩端极限荷载与嵌岩深度及桩径密切相关,嵌岩桩桩端极限荷载随嵌固深度的增大而增大,而随桩径的增大而减小.4种计算方法中基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂计算方法与现场实测规律更加相符.     

基于有限元极限分析的桩基础荷载下边坡稳定性

为探讨桩基础荷载作用下边坡稳定性变化的一般规律，提出相应的稳定性系数计算方法. 首先，概述有限元极限分析方法，并引入某陡坡段桩基础工程实例，验证了该数值分析方法的合理性；其次，通过对桩顶水平荷载、黏聚力、桩坡相对位置等因素进行归一化处理，给出了不同工况时桩基础荷载下边坡稳定性系数计算方法，并将其以表格形式表示；然后，在探究桩基础荷载下边坡破坏模式的同时，引入荷载影响因子表征桩顶水平荷载对边坡稳定性系数的影响，并提出了桩基础荷载下边坡稳定性系数半理论半经验方法；最后，探讨了桩顶水平荷载、边坡坡比、内摩擦角、黏聚力及桩坡相对位置对边坡稳定性系数的影响. 结果表明边坡稳定性系数与内摩擦角及黏聚力正相关，与桩顶水平荷载负相关.以上分析可为陡坡段桥梁工程设计提供参考，具有一定的理论及工程应用价值.     

海上风电机宽浅式筒型基础渐进破坏研究

海上风电的吸力筒基础在服役过程中受到来自风、浪、流、地震和船舶停靠带来的水平荷载作用,从而使吸力筒基础产生平移和转动地基变形,这种地基变形累计会导致结构整体失稳破坏。宽浅式吸力筒基础埋深较浅,基础-土体相互作用机理与传统浅基础不同。因此,在极限载荷作用下基础的渐进破坏机理尚不明确。利用土工离心机对不同筒径比的宽浅式吸力筒基础进行试验,分析了基础在砂土中的水平极限承载特性。基于Abaqus有限元模型,进一步分析了吸力筒基础的渐进演化失效模型,揭示了破坏过程中矢量旋转中心位置变化曲线,提出了考虑旋转中心位置变化的水平极限承载特性计算模型,为宽浅式吸力筒基础设计提供参考。     

大直径钻埋预应力空心桩结构承载力计算

对大直径钻埋预应力混凝土空心桩这种新型的桩基础结构进行研究，根据其结构特点，利用以概率统计为基础的极限状态计算方法，在建立相应计算模型的基础上，推导出该桩型在偏心荷栽时正截面极限承载力的计算公式。该公式的建立对现行《公路桥函设计规范》中没有偏心受压荷载下预应力混凝土构件的理论计算公式进行了补充，也为完善大直径空心桩结构的设计计算理论奠定了基础。     

深厚软黏土地基中大直径单桩基础现场水平受荷试验及 p-y 曲线适用性研究

基于某海上风电场开展的单桩水平受荷特性现场试验,研究了深厚软黏土中2.4. m 大直径钢管桩荷载-位移响应、桩身挠度及桩身弯矩规律;探讨了m法、 API 规范法和双曲线型p-y曲线在软黏土地基中的适用性,并建立数值模型对不同直径单桩基础的水平承载力贡献因素进行分析。结果表明: API 规范法与双曲线型p-y曲线在浅层土中p-y曲线初始刚度与桩周土抗力偏大,双曲线型p-y曲线在一定深度下能够较好地预测土反力随位移的变化关系,m法与双曲线型p-y曲线计算得出的水平位移较实测值偏小,结果偏向不安全, API 规范法计算结果相比实测值较大,计算结果较为保守;随着桩径增大,单桩基础的侧摩阻力和基底抗力对水平承载力贡献也会随之增大,双曲线型p-y曲线会严重低估单桩的水平承载力。     

Muller法的一种改进方法

提出了Muller法的一种改进方法,不仅摒弃了Muller法中的符号选择,简化了算法,而且在求实根时不再需要使用复数运算,同时具有与Muller法相同的1.839阶的收敛速度.     

龙格—库塔方法与差分法的比较

利用Taylor级数展开而构造出的龙格—库塔方法是具有高精度的一种算法.将二阶龙格—库塔方法与差分方法的多种计算格式在求解扩散方程中进行了对比.结果表明,当网格比固定时,龙格—库塔方法在计算精度和计算速度上具有明显优势.     

无约束最优化计算方法中的Newton法与BFGS法的组合方法

本文提出了适合于求解目标函数的Hesse矩阵不正定或病态等实际问题的Newton法与BFGS法的组合方法，并证明了该方法具有二次收敛性和全局收敛性。     

γ（fcc）→ε（hcp）马氏体相变切变角的原子力显微镜测定方法

建立了一种测量γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的方法.运用Thompson四面体和几何模型推导出马氏体变体的迹线方向,通过计算求得相变浮凸角与真实切变角的对应关系.应用原子力显微镜(AFM)测量了Fe-30％Mn-6％Si合金应力诱发马氏体相变的浮凸角.文中两个实例计算结果分别为17.85°和21.10°,与理论值19.47°相比误差小于2°,表明该方法具有精度较高、操作简单的特点.     

锚杆支护动态设计方法——信息法

介绍了一种新型的锚杆支护动态设计方法，把现代智能、动态、信息技术引入到传统锚杆支护设计中，实现了地质力学评估、设计、施工、监测为一体的全过程设计施工方法，提高了设计的科学性、合理性、智能性和一体性。     

一种多项式插值的新方法--加权平均法

提出了一种多项式插值的新方法，与拉格朗日插值相比较，推导更加简便，且具有显著的物理意义，同时，该方法将具有普遍意义的m元n次插值问题，归结为关于加权系数的线性方程组系数矩阵的研究。     

一种基于相似系数的权重确定方法

分析常用的主观权重确定方法,提出一种基于相似系数的权重确定方法,给出其数学解释、建模过程和计算步骤,指出在实际评价、决策中可以利用描述指标向量相似程度的"相似系数法"来求出相似系数,进而确定相似权,即为指标权重。最后,结合叉车维修决策中的实例验证其可行性,并与利用层次分析法确定权重在计算过程复杂性和计算结果准确性方面进行比较,证明其计算的准确性和简易性。     

一种环境经济评价方法费用－排放量分析法

本文提出了一种新的环境经济评价方法：费用－排放量分析法，阐述了此方法的特点与分析步骤，并通过实例分析说明了该方法的具体应用     

关于新拟牛顿法的一种异步并行算法

对于新拟牛顿方程，文章提出了一种求解无约束优化问题的异步并行算法，并讨论了所设计算法的全局收敛性．     

Euler方法中的不分裂输运算法

为解决用Euler方法求解多种介质的流体力学问题时,物质的输运中维数分裂算法容易出现重复或遗漏的问题,以Youngs界面重构技术为基础,输运步中采用维数不分裂算法,除了考虑相邻4个网格的输运外,同时还考虑斜对角网格的输运计算,有效地解决了消除重复或遗漏输运的问题. 论证了不分裂算法的合理性,给出了向相邻8个网格输运的所有可能分配量的表达式. 数值模拟结果表明,不分裂输运算法的精度有所提高.