玻璃纤维增强聚合物腰梁受力性能试验与有限元模拟

为探究基坑支护工程中玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer, GFRP)腰梁的应力分布规律和变形特性,结合GFRP腰梁力学性能试验及数值模拟,依托于青岛某深基坑工程,利用ABAQUS有限元软件对不同工况下双腹板GFRP腰梁进行了有限元模拟。研究结果表明,与钢材相比,GFRP材料具备较高的抗弯强度,但弹性模量较低;最大加载至700 kN时,双腹板GFRP腰梁变形的室内试验结果和数值模拟结果的变化规律相似,随着荷载水平的增加,呈线性变化,说明GFRP腰梁始终处于弹性工作状态,整体稳定性强。明确了预应力锚杆轴力为300 kN时GFRP腰梁在两端自由、两端约束以及一端约束一端自由3种情况下的应力分布规律和变形特征;对于两端自由的GFRP腰梁,预应力锚杆轴力为150 kN时的应力、位移约为预应力锚杆轴力为300 kN时的50%。研究结果可为类似工程提供借鉴与参考。     

锚索预应力损失影响因素分析

经过对预应力锚索的作用原理及力学机理的研究,阐述预应力锚索支护的优越性;重点分析锚索预应力损失的影响因素,依据力学性能优选国内适宜于预应力锚索的新材料,提出了锚索预应力的补偿措施,提高了预应力锚索体系的综合锚固效果.     

锚索预应力损失的影响因素分析及其补偿措施

为了研究锚索预应力损失的影响因素以及对其的补偿措施,对多个工程锚索的应力测试结果进行了较详细的分析和研究,得出了影响锚索预应力损失的因素:锚索材料钢绞丝的松弛、锚固对象岩土体的变形以及施工中的张拉、锁定等原因.依据力学性能优选适宜于预应力锚索的新材料,并在上述分析结果的基础上提出了补偿锚索预应力损失的措施,提高了预应力锚索体系的综合锚固效果.对预应力锚索工程具有一定的理论和指导意义.     

浅谈减少锚索预应力损失的工程措施

边坡岩体预应力锚固长期性能的核心问题是确保预应力损失在工程许可的范围内,对预应力锚固整个体系来说,预应力长期损失影响因素很多,主要包括边坡岩体蠕变、钢绞线松弛、地震与爆破等动荷载作用、降雨以及注浆体质量等因素的影响而变化. 本文针对不同影响因素的特性规律,提出以下应力补偿措施,阐述改善边坡岩体预应力锚固长期性能的多种综合控制手段和措施,为工程设计和施工提供参考或依据.     

一种考虑卸荷作用的路堑高边坡锚索预应力损失模型

在我国高边坡的锚固工程中,因开挖卸荷导致锚固失效的工程事故很多,必须研究卸荷作用下锚索预应力的时效损失。为此,通过讨论卸荷作用对锚索预应力的影响,建立一种基于锚索、框格梁和岩体三者之间耦合效应的预应力损失模型,并推导出锚索预应力长期变化的计算方程。将湖南省平宜高速平伍路段K15+465—K15+495左幅边坡的锚索预应力实测结果与现有的理论模型计算结果进行对比分析。研究结果表明：所建模型适用于受卸荷作用影响的预应力锚索框格梁体系,能更精确地确定新模型的适用范围;新模型不仅可以确定锚索预应力的补偿时机,而且可为边坡工程设计、施工和运营提供技术支撑和理论基础。     

预应力损失对T梁翼缘板开裂位置影响研究

针对预应力损失造成的T梁翼缘板开裂问题,以福建某T梁桥为依托工程,借鉴嵌入式预应力混凝土组合单元模型的概念建立Ansys实体模型,考虑预应力损失20%,分析预应力损失对翼缘板截面上各关键点处的应力状态的影响.研究表明,T梁翼缘板与腹板交接附近位置应力较大,且预应力损失后,T梁翼缘板与腹板交接处应力增加明显,因此桥梁运营过程中,在超载等不利因素作用下更容易造成该位置的混凝土主拉应力过大,引起开裂.     

无粘结预应力混凝土无梁楼盖中预应力损失的灰色预测

探讨应用灰色系统理论的GM(1,1)模型,根据一定时间内预应力损失的观测资料确定预应力的长期损失及最终损失;并通过计算数据与观测数据对比分析,证实了应用灰色系统理论预测预应力长期损失,具有一定的可靠性和正确性,避免了以往方法中复杂的计算,从时间和经济上考虑具有重要的工程意义.     

黄土地区高边坡锚索预应力损失与土体蠕变耦合模型研究

预应力锚索锚固技术由于能有效控制边坡变形而得到广泛应用,但同时也出现大量因锚固力损失而造成工程失效的问题.建立以M-2K模型为基础,适用于黄土的锚索与边坡蠕变耦合的M-B-B模型,并推导其相应的本构方程、松弛方程和蠕变方程,从理论上解决了锚固力变化与坡体蠕变之间的关系问题.以兰州市城关区某不稳定斜坡治理工程为例,采用遗传算法反算出模型土体蠕变参数,与已有M-K-B模型拟合情况进行对比.结果表明:M-B-B模型更适用于黄土地区的高边坡,可以用来长期预测预应力变化;由于该工程部分为填土,填土部分水平变形较大,使得在预应力损失稳定阶段之前存在预应力缓慢上升阶段,而M-B-B模型则能完美契合该变化;其研究成果可供锚固工程的设计、施工和安全运行参考.     

纵向预应力损失对跨中挠度的影响

目前大跨度连续刚构桥跨中下挠过大已成为普遍现象.挠度过大,影响行车的安全性,降低桥梁的使用寿命,严重影响了大跨度连续刚构桥的发展.针对这个问题,研究了纵向预应力对跨中下挠的影响,采用MIDAS建立了空间模型,分析了预应力损失对桥梁变形的影响,对大跨度连续刚构桥的设计指明了方向.     

预应力混凝土梁施工的应力损失及控制

在预应力混凝土结构中,为了建立准确的预应力值,对正常情况下的张拉作业进行判断,需要对施加的应力进行管理,以便早期发现异常现象。本文分析预应力混凝土梁在预制过程中引起预应力损失的原因,确定在施工中采取的降低损失的措施。关键词：预应力混凝土梁;应力损失;分析;控制     

地铁车站坑中坑开挖施工中支护体系转换对周围环境的影响

为了解决地铁隧道明挖施工中坑中坑分区开挖和内支撑转换对周边环境影响的问题,依托郑州地铁5号线西沙区间明挖段二期工程,对坑中坑分区开挖和内支撑体系转化过程中基坑围护结构和周边环境的变形规律进行了研究。并初步得到：调整各小基坑宽度、开挖和换撑顺序对围护结构和周边环境的影响非常显著。而改变各小基坑共用围护墙插入深度对围护结构和周边环境的影响相对较弱。实际工程中,当一侧小基坑外周边环境保护要求较高时,建议偏向该侧设置中隔墙。如果无法调整中隔墙位置和小基坑开挖深度,而小基坑宽度大的一侧坑外周边环境保护要求又较高,建议先开挖宽度小、深度浅的小基坑,后开挖宽度大、深度深的小基坑,这样可以减小对围护结构和周边环境的影响。     

基于正交试验的深基坑变形影响因素及特征机理研究

运用正交试验原理,以深基坑的地连墙的插入比、地连墙刚度、内撑横间距、一次开挖深度为因素,把深基坑开挖后地表最大沉降、坑底最大隆起以及地连墙最大水平位移作为分析基坑变形的三个指标,利用数值模拟方法对太原地铁车站深基坑的稳定性特征进行了分析。采用直观分析和多元回归分析的方法揭示了各因素在深基坑开挖变形过程中的影响机理及重要性次序。结果表明:在其他施工方式和支护参数保持不变的条件下,地表沉降、坑底隆起和墙体水平位移的最显著影响因素均为地连墙的插入比,地表沉降和坑底隆起的其他影响因素依次为内撑横间距、地连墙刚度、一次开挖深度。墙体位移的其他影响因素依次为内撑横间距、一次开挖深度以及地连墙刚度。采用多元回归方法得到了深基坑变形与各个因素之间的相关规律,并得出地连墙插入比的理想范围是0.7~0.8的结果。     

基于 FEM 的深基础工程数值模拟及其实现

简要介绍了有限元法的原理和解题步骤,在借鉴国内外众多有限元分析软件包优点的基础上,开发了自身的FEM三维非线性程序,并用所研发的程序对具体的工程进行了应用和模拟,与实测数据的逼近表明了整个软件系统的准确性和实用性。     

悬挂式深基坑地下连续墙支护数值模拟及工程优化

现场监测难以预测基坑和围护结构后期变形规律,为提前预判并规避基坑破坏风险,采用数值模拟方法预测基坑变形及围护结构工作状态。依托南京市和燕路过江通道八卦洲明挖段实际工程,针对悬挂式地下连续墙深基坑支护方式,动态模拟基坑开挖,研究地连墙墙体深层水平位移和墙体弯矩变化规律,对比监测数据验证模拟合理性。改变悬挂式地下连续墙厚度及埋深,发现地连墙厚度增大可减小深层水平位移,但对抗弯性能要求较大;增大墙体埋深可减小水平位移和墙体弯矩,但超过一定深度影响减小,通过寻求墙体厚度及埋深合理值,优化施工方案。     

太原河漫滩地区深基坑施工扰动效应研究

以太原地铁二号线南内环街站深基坑为背景,针对太原地区独特的漫滩地质条件,采用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖的全过程进行了模拟;同时采用正交试验研究了不同的支护参数(插入比,地下连续墙刚度,内支撑纵向间距)对河漫滩地区深基坑施工扰动的效应。研究结果表明:太原地铁车站深基坑施工过程中地表沉降最大值发生在距离基坑0.7H(H为基坑深度)的位置,开挖的影响范围大致在4H左右;将地下连续墙插入比控制在0.9~1.0,同时将最下面一道支撑尽可能靠近基坑底部对于控制基坑变形具有重要意义。     

深基坑疏桩强锚支护结构参数敏感性分析

依托西安幸福林带基坑工程,通过采用ABAQUS有限元软件建立基坑三维数值模型,研究了桩距桩径比对支护结构内力和变形的影响;对影响支护结构内力与变形的各个支护参数进行了敏感性分析,并且基于此设计了正交实验,提出了依托工程的疏桩强锚优化设计。得出结论如下：（1）支护桩身内力及支护结构顶部水平位移随支护桩距桩径比值的增大而增加,并且桩距桩径比值的变化对桩身下半段内力以及基坑开挖后半段变形的影响较为显著。（2）支护参数敏感性分析表明：支护参数对支护结构内力与变形敏感性强弱顺序依次为：支护桩距径比>锚索预应力>锚索竖向间距>锚索长度>锚索安置倾角。（3）基于支护参数敏感性分析,对当前工程背景下疏桩强锚支护结构进行优化,为类似工程提供参考。     

地铁站深基坑桩撑支护开挖变形

以济南地铁邢村站基坑开挖支护为工程依托,通过理论分析、数值模拟和监控测量相结合的方法,首先在理论方面阐明基坑变形的理论依据,然后利用有限元软件ABAQUS对邢村站基坑开挖的全过程进行了模拟,并结合现场的监测结果,对基坑开挖过程中围护结构的水平与竖向位移和基坑周边的地表沉降以及支撑结构的轴力变化进行了分析。研究结果表明：随着基坑的开挖,基坑顶部呈现出逐渐向坑内运动的趋势,并且随着开挖过程中支撑结构的施加,围护结构整体呈现出向坑内变形的“弓”形分布,在支撑施加的部位,变形明显减小;由于基坑开挖土体的卸荷,围护结构出现隆起变形;地表沉降曲线呈现“U”形分布,并且随着基坑开挖深度的逐渐增加,地表沉降最大值逐渐增大,基坑开挖的影响范围基本在0～20 m内;各道支撑的轴力呈现出逐渐增加的趋势,下部的支撑发挥作用的效应更明显,并且下部支撑轴力大于上部支撑的轴力。     

列车动荷载影响下深基坑支护结构变形及隔离桩隔振效果研究

随着城市轨道交通迅速发展,深基坑工程在已运营地铁旁施工已较为常见。为研究列车动荷载作用下深基坑支护结构变形规律以及评价隔离桩的隔振效果,以武汉市华中科创产业园超大深基坑工程为背景,采用激振力函数模拟计算列车动荷载,通过FLAC3D有限差分软件模拟分析列车动荷载以及隔离桩对深基坑支护结构变形的影响,并将现场监测数据与数值结果对比分析,验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明：激振力函数模拟列车动荷载输入数值模型得到的基坑支护结构变形规律与现场实测基本一致;列车动荷载对基坑支护结构变形影响较小,列车动荷载作用下地表沉降和围护桩变形各增加了1.3mm、3.6mm;隔离桩对列车动荷载具有较好的隔振作用,使地表沉降和围护桩变形分别减小了28%、6.8%。研究成果具有一定的实际推广价值,能为类似工程提供参考。