路基差异沉降及其控制措施

对水泥混凝土路面工程中路基出现差异沉降的原因进行了分析，并提出了对差异沉降的控制措施。     

埋地管道不均匀沉降的应力及影响因素分析

为保障天然气埋地管道的安全运行,需要对其在不均匀沉降状态下的应力水平及其影响因素进行研究。选取该管道系统易发生应力集中的3个关键部位进行现场应力测试,得到系统运行时管道的应力值。应用ANSYS软件建立了管土非线性接触模型,通过对其进行分析,得到管道应力水平并建立了沉降差量与最大Von-Mises应力之间的映射关系。在该模型的基础上,探讨了管径、壁厚、埋深、埋土弹性模量、埋土泊松比对管道应力状态的影响。增大壁厚和埋土弹性模量以及减小埋深和管径均可降低不均匀沉降时管道的最大Von-Mises应力。研究结果为目前大量在建及在役天然气埋地管道的安全运行提供了理论支持,并提出了针对性的改进措施。     

高速公路路基差异沉降标准

为了合理确定高速公路路基差异沉降控制标准,应用有限元方法计算不同路基差异沉降下路面结构附加应力,并将计算结果与路面结构层材料极限抗拉强度对比,提出了基于防止路面破坏的路基容许差异沉降变化率计算式;基于水力水文学方法建立了公路路表集中排水模型,提出了基于路表排水的容许差异沉降变化率计算式;基于差异沉降对行车舒适性的影响,分析了人体对车辆垂直振动响应的敏感性,建立了国际平整度指数IRI与路基差异沉降的关系;综合以上因素,提出了高速公路路基差异沉降控制标准;最后以某高速公路为例应用本方法进行了计算.结果表明:仅考虑差异沉降对行车舒适性的影响时,以差异沉降变化率0.1％作为沉降控制标准;考虑路面结构破坏和排水时,应根据公路具体设计参数计算确定差异沉降变化率,这能更客观准确地表征路基差异沉降标准.     

基于沉降测量的管道力学性状分析及误差评估

结合管道沿线沉降观测和间接平差理论,提出了基于弹性地基梁挠曲微分方程通解函数式的拟合模型,用以获得管道的连续挠曲线,进而实现管道结构的力学性状分析和安全评估.针对拟合误差的影响,采用误差传递理论进行挠曲方程及内力解算值的精度评定.通过集中和均布荷载下管道变形拟合的算例分析对比了地基梁通解函数式拟合模型和传统的多项式拟合模型.结合某道路下天然气管道在邻近超高层建筑施工过程中的沉降监测探讨了本文方法的有效性.结果表明:与多项式拟合模型相比,本文提出的模型在埋地管道挠曲线重构及应力解算方面精度更高,可用于高层结构施工期间周边埋地管道的力学性状分析及安全评价.     

改扩建工程路基差异沉降研究综述

随着我国经济社会的快速发展及交通量的持续增长,早期建成的高速公路已经开始出现通行能力差、服务水平低等问题。为了解决这一问题,我国在近年来积极开展了高速公路的改扩建工作,目前已完成了多条高速公路的改扩建工程并投入运营,取得了显著成效。然而,高速公路的改扩建与新建公路有所不同,高速公路在改扩建过程中涉及新老路基拼接、变形协调等问题,特别是新老路基拼接引起的差异沉降,对路基路面结构危害巨大。为此,国内外学者致力于对减小新老路基差异沉降进行研究,探索了许多新的理念和技术。从差异沉降的理论、影响因素以及路基拼接处的处治措施3方面对现有研究成果进行了回顾和梳理,发现对减小新老路基差异沉降的措施,尤其是对加筋结构的布置、路基内部排水结构的研究还比较缺乏。建议开展此类研究,并从理论和影响因素上对差异沉降进行分析,提出适用于多种工况的拼接措施,从而起到控制差异沉降的作用,旨在为实际工程项目提供理论和实际指导。     

复杂应力状态下埋地大口径管道沉降分析

结合上海轨道交通7号线5标区间隧道在盾构推进施工过程中所遇到的复杂问题,探讨复杂状态下大口径埋地管道在受扰动情况下由于土体二次固结而引起的沉降问题.运用非全固结-梁理论和里茨差分法分析大口径埋地管道的沉降随地基系数、埋置深度、管道自身管径以及盾构与污水管距离的变化趋势,分析管道管节间搭接的安全性.通过理论分析,对其他工程中埋地管道及地铁隧道在土体固结沉降和二次固结沉降等问题的解决提供帮助.     

基于应变准则对管道横向滑坡响应规律的研究

考虑薄壳的大变形和管土的相互作用,建立埋地管道的管土耦合非线性有限元模型,分析管道在横向滑坡作用下的响应规律,讨论了滑坡宽度、滑坡位移、滑坡角度、管道埋深、管道内压等相关工程参数对分析结果的影响,并应用应变准则对管道进行安全评价.结果显示,管道的高应力、应变主要出现在滑坡中间区域及滑坡区与非滑坡区交界处;相同的滑坡位移下,滑坡宽度越小,管道的轴向拉应变越大;滑坡角度越小,管道的轴向拉应变越大;在相同的滑坡规模下,管道轴向拉应变随内压、埋深的增加而不断升高.分析结果可为埋地管道的抗震设计和施工提供参考.     

采空区土体沉降对埋地输气管道的影响

针对采空区土体沉降严重威胁埋地输气管道安全运行的状况,对土体沉降后管道的受力进行分析,基于管—土相互作用单元并结合三向土模型弹簧,运用有限元分析软件对土体沉降下埋地输气管道进行数值模拟,主要分析了埋深、采深与采厚对管道应力、位移和应变的影响.模拟结果表明:在采空塌陷区,管道覆土厚度的变化对管道的影响并不是主要的;相同采厚下,采深变化引起的管道力学特征值的改变量相差较小;相同采深下,随着采厚的增大,管道的各项力学特征值均有所增加.     

埋地管线-土体相互作用分析计算区域的选取

将埋地管线及周围土体从半无限地球介质中共同取出,建立了管土相互作用分析模型,采用有限元技术分析地面永久变形下埋地管线与周围土体的反应和相互影响,以确定有限元分析中计算区域的范围.管道及其周围土体分别以空间薄壳单元和实体单元进行离散,采用非线性接触单元模拟管土之间的滑移、分离及闭合现象.考虑了初始应力场的影响,对有限元模型的有效计算区域问题进行了数值分析,给出了管土界面分离及滑移情况,得到了有效计算区域与位错量、管径、埋深及土体刚度的关系.     

膨胀土路基沉降的可靠度分析

针对膨胀土路基沉降的不稳定性和随机性等特点，以膨胀土的膨胀率、线收缩系数、初始含水量、工后沉降期始末的孔隙比变化量和固结度变化量、工后沉降期末的含水量等为基本变量，提出了膨胀土路基沉降的可靠度分析方法和可靠度指标的迭代计算步骤，并就具体工程实例进行了膨胀土路基沉降可靠度计算．结果表明按强度和稳定性设计原则设计的路基的工后沉降超过容许沉降的失效概率较大。     

考虑桩-土相互作用的管桩水平动力阻抗研究

在经典平面应变假定和波的传播理论的基础上,通过引入势函数的方法,对土层的水平振动问题进行求解,得到了桩周土和桩芯土对管桩的水平动力作用. 然后,利用初参数法求解了管桩的水平振动,分析了桩周土与桩芯土剪切模量比和管桩外半径对管桩水平动力阻抗的影响.     

流速对深水锁扣钢管桩围堰侧向变形影响研究

以某城市快速路跨河大桥桥墩锁扣式钢管桩围堰施工为背景,利用Plaxis 3D三维建模,模拟了围堰分步施工过程,研究了仅静水压力及考虑静水、流水压力共同作用下围堰侧向变形空间效应。基于此,分析了不同流速、钢桩直径、嵌入深度及围护结构形式对侧向变形的影响。结果表明：静水与流水压力共同作用下围护结构迎水面侧向变形远大于仅考虑静水压力,最大变形出现在中心线处;迎水面侧向变形分布与明渠流垂向流速分布规律一致,最大变形点位于流速最大对应深度处;增大钢桩直径可有效减弱围堰侧向变形程度,当钢桩嵌入中风化砂岩后,嵌入深度对侧向变形影响不大;采用圆形围护结构形式可极大地降低水流力对围堰侧向变形的影响,且整体受荷情况与变形分布较矩形更为均匀。     

基于动力相互作用因子的饱和土中群管桩的纵向振动研究

利用动力Winkler弹簧-阻尼器,模拟桩周饱和土和桩芯饱和土与管桩的动力相互作用.在忽略饱和土径向位移和环向位移的情况下,将桩周饱和土视为由无穷多带一圆孔的薄土层组成,而桩芯饱和土视为由无穷多有界的圆形薄土层组成,运用数学物理手段求得了动力Winkler弹簧-阻尼器模型的刚度系数和阻尼系数.运用初始参数法和传递矩阵法,求得了饱和土中主动管桩和被动管桩的纵向位移,得到了饱和土中管桩-管桩纵向动力相互作用因子.基于管桩-管桩纵向动力相互作用因子和群桩叠加原理,得到了饱和土中群管桩的纵向动力阻抗.数值分析表明:桩间距越大,群管桩纵向动力阻抗随频率变化曲线波动越厉害;管桩内半径和管桩长径比越大,管桩纵向动力阻抗随频率变化曲线幅值越大,而桩土模量比越大则越小;桩间距对群管桩动刚度的影响最大,其次是管桩长径比,最小的是桩土模量比.     

深厚淤泥地层中预应力管桩偏斜机制分析及预防处理技术

软土地层中进行管桩施工常常发生桩身倾斜,将降低管桩承载力效果.为了研究深厚淤泥地层中管桩偏斜机制及处理技术的控制效果,以深圳市固戍二期工程为背景,提出了四种方案来降低管桩水平位移,结合数值模拟结果分析了施工方式对管桩偏斜影响规律和相应处理措施的效果.结果表明:挖土方式、堆土荷载、机械荷载均会对管桩偏斜产生较大影响,机械...     

浅谈预应力管桩的施工

介绍了“312专项工程”的概况、施工环境及气候条件，详细探讨了预应力管桩的施工方法及施工中的注意事项。     

砂土中静压管桩在不同沉桩速度下的模型试验研究

在室内对静压管桩贯入过程中施加不同的沉桩速度,探究在不同沉桩速度完成后,测得的各个桩深处的土压力大小,以及桩端阻力与压桩力之间的关系。得出静压管桩沉桩速度大小对桩贯入一段时间后测得的土压力影响不大,而对于贯入过程中的桩周土压力是有影响的。桩端阻力在一定深度范围内呈线性增加的,沉桩速度不同造成相同深度处压桩力大小的不同,桩端残余压力也是计算桩承载力的一部分,不可忽略。     

盲肠回流泥沙运动机理初析

本文以实验观察得到的物理模式为基础,依据Plandtl边界层理论、湍流的半经验和统计理论,及有关旋转流体的特性,建立了描述盲肠口门处水流泥沙运动的系统数学模型。并运用分解协调技术和Blasius相似解思想,求得模型的分析解和近似分析解。文中论述了主副流动量交换、泥沙扩散、平面回流结构和立体环流结构等理论问题。在VAX/VMS系统上进行了数值模拟,结果表明,理论和实测资料符合得较好。     

预应力混凝土管桩桩基承载力影响分析

对PHC管桩单桩竖向承载力和水平承载力性状特征进行了规律分析,研究了水平抗力系数的比例系数m的主要影响因素,结合PHC管桩桩基现场原位试验,进行了经济型比较分析.结果表明:针对夹有碎石填土层和基岩风化带,锤击法相对静压法具有更大的适用性;为保证桩端顺利进入持力层和选择合适的桩长,在施工前,应在未探明地质条件处采用超前钻;PHC管桩灌芯后水平极限承载力可提高50%以上;单桩水平抗力系数的比例系数m主要取决于桩侧地基土的性质,桩体刚度对其的影响呈非正相关关系;PHC管桩费用采用每吨承载力平均费用公式进行经济分析是可行的,可以达到节省投资的目的.     

静压预应力管桩单桩极限承载力的应用分析

本文以讨论厦门地区某工程静压预应力管桩单桩极限承载力不足的原因为出发点,着重研究分析了静压桩终压控制标准中的终压力值与单桩极限承载力的区别和关系,按照桩的入土深度分类。提出二者之间适用的经验估算公式,为静压桩的安全、合理施工提供参考。     

预应力混凝土管桩施工技术研究

预应力混凝土管桩是采用预应力和离心成型技术生产的新型桩型.由于该桩型具有单桩承载力高、抗弯抗剪性能好、穿透土层能力强、成桩质量可靠、施工方便快捷及工程造价合理等优点,故被广泛应用于各类建筑物和构筑物的基础工程.本文对我国预应力混凝土管桩施工技术及施工质量控制进行了研究,旨在对该桩型在我国的进一步应用推广作一些工作.