广义复合地基理论及工程应用
龚晓南
土木工程
广义复合地基理论及工程应用
龚晓南
首先通过对复合地基技术发展过程的回顾,阐述了从狭义复合地基概念到广义复合地基概念的发展过程。通过分析浅基础、桩基础和复合地基三者在荷载作用下的荷载传递路线,指出复合地基的本质是桩和桩间土共同直接承担荷载,并讨论了三者之间的关系。接着分析了复合地基的形成条件以及满足形成条件的重要性。分析了复合地基与地基处理、复合地基与双层地基、复合地基与复合桩基之间的关系。讨论了基础刚度和垫层对桩体复合地基性状的影响、复合地基位移场的特点、复合地基优化设计思路和复合地基按沉降控制设计思路。介绍了工程中常用的复合地基型式、复合地基承载力和沉降计算实用方法。通过一个工程实例介绍了广义复合地基理论在高速公路工程中的应用。最后还对进一步应重视的研究方向提出建议。
广义复合地基理论;复合地基的本质;位移场;基础刚度;垫层;优化设计
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(1): 1-13入选年份:2012
单排空心管桩屏障对平面SV波的隔离效果研究
徐平,夏唐代,周新民
摘要:参考圆柱坐标系下一排圆柱体对弹性波的多重散射,根据桩土界面处应力和位移连续的条件,得到了非连续空心管桩屏障对入射平面SV波散射系数的理论解。通过引入无量纲位移幅值,即屏障后土体的竖向位移与入射平面SV波引起的竖向位移的比值,比较了不同形式的屏障对入射平面SV波的隔离效果。讨论了桩间距、屏障的位置和管桩的剪切模量(刚度)对单排空心管桩屏障对平面SV波隔离效果的影响,为非连续屏障的隔振设计提供了理论依据。
关键词:空心管桩;非连续屏障;平面SV波;隔振设计
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(1): 131-136入选年份:2012
Peck公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析
韩煊,李宁,JAMIE R STANDING
摘要:在目前众多的预测地铁隧道开挖引起的地表位移的经验方法中,PECK于1969年提出的高斯方程最简便,也是目前应用最为广泛的方法。由于这一公式是基于有限地区的实测资料提出的,因此,在某个地区应用前首先应该进行基于当地实测资料的验证工作。国内地铁建设工作起步相对较晚,在土中开挖的浅埋隧道工程引起的地层变形实测资料比较缺乏,因此,目前对 PECK公式在国内各地区的适用性还没有定论。近年来,随着地铁建设热潮的兴起,各地逐渐积累了一些实测资料,但仍比较零散,也没有形成比较统一的结论。通过对搜集到的国内8个地区30多组观测数据的分析,评价这一方法在不同地区的适用性,并对相关计算参数提出初步建议值。
关键词:隧道;地铁;地面变形;变形预测;沉降槽
来源出版物:岩土力学,2007,28(1): 23-28,35入选年份:2012
双向水泥土搅拌桩加固软土地基试验研究
刘松玉,席培胜,储海岩,等
摘要:针对国内水泥土搅拌桩应用中存在的技术问题,介绍了自行研制的双向水泥土搅拌桩及其施工工艺;通过工程实例和试验数据分析,对双向水泥土搅拌桩与常规水泥土搅拌桩在现场施工工艺、标准贯入试验、桩身芯样无侧限抗压强度和电阻率试验以及经济、社会效益等方面进行了对比分析。研究表明,双向水泥土搅拌桩具有优越的工程特性及较大的社会经济效益。
关键词:双向搅拌桩;标准贯入试验;无侧限抗压强度;电阻率
来源出版物:岩土力学,2007,28(3): 560-564入选年份:2012
煤岩全应力应变过程渗透性特征试验研究
杨永杰,宋扬,陈绍杰
摘要:在MTS815岩石伺服试验机上进行了煤岩全应力-应变过程中的渗透性试验,揭示了煤岩在变形破坏过程中的渗透率变化规律。试验结果表明,应变-渗透率曲线与应力-应变曲线变化趋势基本一致,但表现出相对“滞后”的特点,表明渗透率的变化与其损伤演化过程密切相关,同时煤体通过其内部裂隙的渗透需要一定的时间过程。同其他沉积岩石相比,煤岩微结构及微组分复杂多样,不同煤岩类型其渗透率相差很大。同时,由于煤岩微孔隙裂隙相对较发育,其渗透率受有效围压的影响更明显。
关键词:煤岩;全应力-应变过程;渗透率;围压
来源出版物:岩土力学,2007,28(2): 381-385入选年份:2012
有限元强度折减法在公路隧道中的应用探讨
张黎明,郑颖人,王在泉,等
摘要:将有限元强度折减法应用于隧道的稳定性评价。利用有限元强度折减法求得的安全系数与潜在滑动面,不仅可以评价隧道的稳定性和设计的合理性,还可以对支护参数和施工工艺提出改进建议。计算表明,泊松比V的取值对塑性区范围影响很大,但对安全系数基本上没有影响;围岩等级越高,达到破坏状态时围岩的塑性区范围越大,破坏区却越小,安全系数越高;上覆岩体增厚,同类围岩塑性区范围和最大塑性应变值都增大,而安全系数减小。破坏时围岩等级高的隧道塑性区大,围岩等级低的反而小,因此,单纯根据塑性区范围大小来评判隧道的安全性是值得商榷的。
关键词:有限元强度折减法;公路隧道;破坏面;安全系数
来源出版物:岩土力学,2007,28(1): 97-101,106入选年份:2012
大气作用下膨胀土边坡的现场响应试验研究
孔令伟,陈建斌,郭爱国,等
摘要:在广西南宁地区建立了缓坡、陡坡与坡面种草3种类型膨胀土边坡的原位监测系统。采用小型气象站、土壤含水率TDR系统、烘干法、温度传感器、测斜管和沉降板跟踪测试了边坡含水率、温度、变形等随气候变化的演化规律。认为降雨是膨胀土边坡发生灾变的最直接的外在因素,蒸发效应是边坡灾变的重要前提条件,而风速、净辐射量、气温和相对湿度是间接影响因素;土温变化可间接反映边坡不同位置的含水率变化性状;边坡变形主要集中在表层土体,坡中变形最大,其次是坡顶,坡脚处变形最小,陡坡在大气作用下发生了渐进性破坏;草皮覆盖有利于保持边坡表层土体水分、降低坡面冲刷和径流量、抑制边坡变形,且对土温有很好的削峰填谷作用。
关键词:膨胀土边坡;大气;现场响应试验;气象站;蒸发量
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(7): 1065-1073入选年份:2012
佛山平胜大桥全桥模型试验研究
胡建华,沈锐利,张贵明,等
摘要:广东佛山平胜大桥是世界首座独塔、单跨悬吊钢混结合梁的自锚式悬索桥,跨度达350 m。该文利用全桥模型研究这种新型结构的体系转换过程和结构在荷载作用下的响应,重点介绍了该桥全桥静动力试验模型的结构设计及关键技术、试验过程和试验研究结果。自锚式悬索桥的试验模型在满足相似条件方面需要考虑加劲梁压缩变形的影响;在结构体系转换过程中,虽然主缆等的变形是几何非线性的,但由于结构的成桥内力状态与吊索张拉顺序无关,因此各种体系转换过程都能实现要求的线形。无应力长度控制法是确定自锚式悬索桥体系转换过程中的张拉力和结构状态较好的方法;在活载作用下,自锚式悬索桥的受力特性表现为线性的,自锚式悬索桥与地锚式悬索桥力学特性上既有一些相同的地方,又有较大的差异。
关键词:自锚式悬索桥;全桥模型试验;力学特性;吊索无应力长度;结构体系转换
来源出版物:土木工程学报,2007,40(5): 17-25入选年份:2012
改进的桩土界面荷载传递双曲线模型及其在单桩负摩阻力时间效应研究中的应用
陈仁朋,周万欢,曹卫平,等
摘要:桩土界面荷载传递模型对预测桩的承载变形性状有重要影响。该文在总结前人研究成果的基础上,改进了反应桩土界面荷载传递性状的双曲线模型。改进后的模型可以描述随着地基土的固结,桩侧土初始剪切刚度随时间增长及桩土界面的加载、卸载循环剪切特性。利用该模型分析了大面积堆载下,在桩项作用大小不同的竖向荷载以及桩侧土达到不同固结度时再施加桩顶荷载情况下,桩身摩阻力的发展变化规律。研究结果表明:随着地基土的固结,桩身中性点位置处于一个变化过程中,桩项作用的荷载大小不同,桩身中性点位置也不同;地基土固结一段时间后再打桩能减小桩侧负摩阻力。
关键词:单桩;桩土界面荷载传递模型;负摩阻力;固结
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(6): 824-830入选年份:2012
四肢钢管混凝土格构柱极限承载力试验研究
陈宝春,欧智菁
摘要:进行共计 22根四肢钢管混凝土格构柱的极限承载力试验,试验参数为长细比和偏心率。介绍试验过程和试件的破坏形态,对试件的荷载-挠度曲线、极限承载力及组成构件的受力等进行了分析。试验结果表明,格构柱的柱肢以受压为主,缀管受力较小且处于弹性阶段。近载侧柱肢在试件进入非线性后紧箍效应开始发生作用且不断增大。格构柱破坏时有较明显的面内弯曲,属整体破坏。随着长细比和偏心率的增大,构件整体侧向挠度增大、极限承载力降低。长细比和偏心率对极限承载力的影响基本上是独立的,格构柱总体承载力的折减系数可采用分离的偏心率折减系数和长细比折减系数相乘来计算。研究结果表明,偏心率折减系数可采用与单圆管钢管混凝土偏压柱相似的公式计算;长细比折减系数计算中,换算长细比可应采用简化的放大系数法。
关键词:钢管混凝土;格构柱;长细比;偏心率;试验;极限承载力
来源出版物:土木工程学报,2007,40(6): 32-41入选年份:2012
膨胀土胀缩等级分类中的距离判别分析法
宫凤强,李夕兵
摘要:膨胀土胀缩等级的分类是治理膨胀土工作中的首要问题。该文将距离判别分析方法应用于膨胀土胀缩等级的分类问题中,建立了膨胀土胀缩等级分类的距离判别分析模型,选用黏粒含量、粉粒含量、液限、塑限和塑性指数5项指标作为距离判别分析模型的判别因子,以膨胀土实测数据作为学习样本进行训练,建立相应线性判别函数对待判样本进行分类。研究结果表明:距离判别分析模型分类性能良好,预测精度高,交叉确认估计的误判率很低,是膨胀土胀缩等级分类的一种有效方法,可以在实际工程中进行推广。
关键词:膨胀土;距离判别分析;分类
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(3): 463-466入选年份:2012
高压输电塔-线体系抗灾研究的现状与发展趋势
李宏男,白海峰
摘要:以输电塔-线体系的环境荷载特性和结构动力响应特性为出发点,分析目前高压输电塔-线体系的发展现状及人们对环境荷载缺乏认识而经常造成灾害事故的原因,论述了输电塔-线体系在现有设计水准下抵抗地震和环境荷载作用的能力和现阶段输电塔-线体系设计的可靠性。全面系统地总结了高压输电塔-线体系抗震抗风研究的动力分析建模方法、模型种类与适用性,以及试验研究所采用的方法、达到的水平和解决的问题,抗震抗风研究的理论成果和发展动向,结构振动控制理论体系和控制手段,结构设计理论的发展趋势等。指出了现阶段输电塔动力响应研究与设计中存在的缺陷和不足,从环境荷载建模、结构动力响应分析方法、试验测试手段和结构控制理论与措施等方面提出了当前迫切需要进行研究的内容与方向。根本目的旨在提高输电塔-线体系结构设计理论和设计水准,增强抵抗地震和环境荷载灾害性破坏的能力。
关键词:高压输电塔-线体系;动力计算模型;试验研究;抗震抗风;振动控制;设计理论
来源出版物:土木工程学报,2007,40(2): 39-46入选年份:2012
低周反复荷载下型钢高强混凝土柱受力性能试验研究
李俊华,王新堂,薛建阳,等
摘要:通过20个混凝土强度为65.3~84.9 MPa的型钢高强混凝土柱的低周反复加载试验,研究型钢高强混凝土柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态和抗震性能。试验中考虑剪跨比、轴压比、配箍率、混凝土强度4个参数的影响,由试验获得型钢高强混凝土柱的主要破坏形态和滞回曲线,分析各参数对构件延性、滞回特性、耗能性能以及承载力衰减的影响。结果表明,与型钢普通强度混凝土柱一样,在压、弯和反复剪力共同作用下,型钢高强混凝土柱的破坏形态主要为弯曲型破坏、剪切黏结破坏、剪切斜压破坏,破坏形态主要与剪跨比有关;箍筋能显著提高大剪跨比试件的延性和耗能能力,但对小剪跨比试件的延性与耗能性能改善有限;随着轴压比与混凝土强度的提高,试件的承载力衰减速度加快,后期变形能力减小,抗震性能越来越差;与钢筋混凝土柱相比,型钢高强混凝土柱的等效阻尼比远大于前者,耗能能力强,抗震性能好;提出型钢高强混凝土柱位移延性系数的计算公式,公式的计算结果与试验结果符合较好,可供工程设计应用参考。
关键词:型钢高强混凝土;柱;破坏形态;抗震性能
来源出版物:土木工程学报,2007,40(7): 11-18入选年份:2012
位移突变判据中监测点的位置和位移方式分析
林杭,曹平,宫凤强
摘要:选择边坡内某些监测点的位移突变特征作为强度折减法的材料破坏判据。为分析监测点的位置和位移方式选取的合理性,分别对均质土坡和节理岩质边坡建立数值模型。在坡体内布置若干点,记录这些点在3种位移方式下位移和折减系数的关系。根据关系曲线的特征,建立双曲线拟合方程,结果表明:1)相关系数接近 1,拟合效果较好;2)临界滑移线内及滑移线上各点均可作为突变判据的监测点;由于坡顶位置较容易确定,且必位于滑移线内,建议在一般边坡中选取坡顶作为监测点;3)3种位移均可作为监测的位移方式。
关键词:位移突变;强度折减;监测点;位移方式;曲线拟合
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(9): 1433-1438入选年份:2012
抗滑桩加固边坡地震响应离心模型试验
于玉贞,邓丽军
摘要:为研究抗滑桩加固边坡的地震响应和桩土相互作用规律,利用土工离心机及专用振动台进行了砂土边坡的动力离心模型试验。在50 g离心加速度条件下,输入EL CENTRO地震波,记录了边坡不同位置的加速度时程并作频谱分析,采集了桩前动土压力和抗滑桩应变等。结果表明:边坡的地震动力响应自下而上逐渐放大;抗滑桩对周围土体响应有一定阻滞作用;桩前动土压力随着地震输入而迅速增大至峰值,此后保持稳定直至地震结束:抗滑桩各截面弯矩的变化规律与动土压力类似,弯矩最大值出现在抗滑桩下部。
关键词:边坡;抗滑桩;地震响应;桩土相互作用;振动台;离心模型试验
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(9): 1320-1323入选年份:2012
粗粒土试验研究
程展林,丁红顺,吴良平
摘要:粗粒土是土石坝的主要筑坝材料,也是土力学的主要研究对象之一。介绍了粗粒土剪胀性、蠕变性、试验成果的不确定性方面的研究成果,并根据球形颗粒三轴试验成果论证了一般粗粒土的变形机理。试验成果表明,作为一种散体材料,土颗粒间的位置排列和粒间作用对粗粒土的力学性质有重要的影响,许多问题都涉及到粗粒土组构问题。
关键词:粗粒土;球形颗粒;剪胀性;蠕变性;不确定性;组构
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(8): 1151-1158入选年份:2012
库水作用下的边(滑)坡稳定性分析
郑颖人,唐晓松
摘要:水库蓄水后,将形成大量的涉水岸坡,当水位上升时,坡体中由于水的渗入,导致坡体浸水体积的增加,从而使滑面上的有效应力减少或抗滑阻力减少和部分滑带饱水后强度的降低;当水位下降时,由于坡体中浸润面下降的滞后效应,导致坡体内产生超孔隙水压力,也将对滑坡的稳定性产生影响。因此,关于库水作用下的边(滑)坡稳定性分析成为了一个重要的研究课题,就近几年针对该课题所取得的研究成果进行总结,重点研究了水位下降时坡体内浸润面位置解析解与数值解的对比分析以及根据经验概化确定浸润面位置进行稳定性分析所存在的误差。
关键词:滞后效应;超孔隙水压力;稳定性分析;浸润面;经验概化
来源出版物:岩土工程学报,2007,29(8): 1115-1121入选年份:2012
黄河冲积粉土的密实度及含水率对力学性质影响
肖军华,刘建坤,彭丽云,等
摘要:为研究黄河冲积粉土的工程力学特性,评价粉土路基的稳定性,通过室内试验,分析了粉土作为路基填料的基本物理力学性质,对比研究了不同密实度、含水率下粉土的强度与变形性状。研究表明,黄河冲积粉土的颗粒级配不良,难于压实,压实后空气体积率较大。最优含水率条件下,压实系数为0.90的粉土变形为软化型,随着含水率增加,试样的变形性状逐渐由软化型转变为硬化型,尤其围压高、含水率大时,塑性剪切位移更大;压实系数不超过0.85、含水率不低于最优含水率的试样,变形均为硬化型。压实粉土的黏聚力随压实系数减小或含水率增加显著降低,而内摩擦角的变化不大。压实粉土易产生湿化变形,土体的压实系数对变形量影响显著。
关键词:粉土;强度;变形;压实系数;含水率;路基
来源出版物:岩土力学,2008,29(2): 409-414入选年份:2012
盾构隧道开挖对邻近桩基影响数值分析
朱逢斌,杨平,ONG C W
摘要:经与离心试验结果对比分析,验证了应用数值模拟研究盾构隧道开挖对邻近桩基影响是可靠的。通过采用MOHR-COULOMB弹塑性屈服准则,建立三维有限元数值模型,研究软土地区盾构隧道开挖对邻近桩基的影响规律。数值模拟结果表明,开挖导致群桩中前排桩变形及内力均大于后排桩,且同排桩水平位移、弯矩和轴力沿桩身分布几乎重合;与同位置单桩相比,群桩中各桩水平位移稍大,而沉降则更小:前排桩最大弯矩与同位置单桩相差不大,而后排桩最大弯矩稍大于同位置单桩,前、后排桩最大轴力均大于同位置单桩。
关键词:盾构隧道;桩基础;数值分析;水平位移;沉降;弯矩;轴力
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(2): 298-302入选年份:2012
大跨预应力混凝土箱梁桥收缩徐变效应测试与分析
汪剑,方志
摘要:预应力混凝土箱梁桥以其良好的结构整体受力性能在现代大跨桥梁结构中得到广泛应用,但迄今所修建的''混凝土箱梁桥中,运营阶段箱梁开裂及下挠过大的现象较为普遍,实际混凝土箱梁桥中混凝土收缩徐变作用及其效应认识的不足是其可能产生的原因之一。现行有关混凝土收缩徐变的计算公式多以试验室模型试验结果为依据确定,由于实际混凝土箱梁结构的尺寸较大同时又处于复杂的自然环境中,因此对实际结构进行长期测试以获得能够验证现行规范混凝土收缩徐变计算公式的实测数据显得尤为重要。结合某高速公路上两座大跨预应力混凝土箱梁桥的修建及运营,对处于自然环境中的箱梁桥在混凝土收缩徐变作用下的真实反应进行测试,并详细地分析各测试数据,在此基础上提出同时考虑混凝土温度、环境相对湿度、箱梁局部理论厚度等因素及其变化的混凝土收缩应变和徐变系数计算方法,并将其应用于实际桥梁的收缩徐变效应分析中,得出一些具有实用价值的结论,为实际箱梁桥的收缩徐变计算提供参考。
关键词:混凝土箱梁;收缩徐变;长期测试与分析
来源出版物:土木工程学报,2008,41(1): 70-81入选年份:2012
桩排距对双排抗滑桩内力的影响
申永江,吕庆,尚岳全
摘要:双排桩结构具有复杂的受力特性。建立有限元模型,分析了不同桩排距条件下前后两排抗滑桩的受力状况。分析结果显示:桩排距越大,后排桩的弯矩和剪力也就越大,而前排桩的弯矩和剪力却越小。双排桩的前后两排桩不能同时发挥抗滑作用。随着桩排距增大,前排抗滑桩的抗滑效果越来越差;双排桩合并为单排桩,提高了抗滑桩的刚度,具有更强的抵抗滑坡体变形的能力,桩的受力也更加合理。当不得不采用双排桩时,应该选择适当的桩排距。另外,通过对浙江杭金衢高速公路K103滑坡双排桩应力与位移的监测分析发现,前排桩的应力与变形均小于后排桩,与有限元分析结果相吻合。
关键词:双排桩;桩排距;有限单元法;监测
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(7): 1033-1037入选年份:2012
高路堤下涵洞垂直土压力研究
郑俊杰,赵建斌,陈保国
摘要:依托十漫高速公路高填方涵洞工程,结合现场测试结果,采用理论分析和数值模拟的方法研究了高填方涵洞垂直土压力分布特征和变化规律,并对顾安全垂直土压力理论计算公式进行了修正,得出与现场实测结果更为接近的高路堤下涵洞垂直土压力计算方法。研究结果表明:高填方涵洞涵项存在垂直土压力集中现象,土压力集中系数随填土高度的增加逐渐增大,当路堤填土达到一定高度后逐渐趋于稳定并略有减小。
关键词:高填方;涵洞;垂直土压力;集中系数
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(7): 1009-1013入选年份:2012
建筑钢筋动态试验及本构模型
李敏,李宏男
摘要:利用MTS New 810电液伺服材料试验机,对不同强度的建筑钢筋在地震作用应变率范围(2.5×10-4/s~0.1/s)内的动态特性进行了试验研究。采用单调拉伸、常幅值循环和变幅值循环三种加载方式,加载过程由应变控制并保持应变率恒定。试验结果表明,钢筋的力学和变形性能在不同加载方式下均有应变率敏感性,应变率敏感性的大小与准静态屈服强度密切相关,相同应变率下循环加载的骨架曲线与单调加载的拉伸曲线基本重合。对试验数据进行回归分析,得到了钢筋的力学性能特征值和变形性能特征值随应变率变化的规律,进而结合Hoehler模型提出了一种钢筋动态循环本构模型,与试验结果对比表明该模型能很好地描述钢筋的动态行为,建议的钢筋动态本构模型可以应用在钢筋混凝土结构抗震分析中。
关键词:钢筋;地震作用;应变率;动态循环本构模型
来源出版物:土木工程学报,2010,43(4): 70-75入选年份:2012
现浇楼梯对框架结构的抗震影响分析与设计建议
冯远,吴小宾,李从春,等
摘要:通过对计人和不计入楼梯的18个框架结构模型的分析对比,研究地震作用下楼梯对于框架结构整体性能和受力性能的影响。对于在整体结构中起着斜撑作用的楼梯的受力情况进行分析,并进行有限元分析。对于计人楼梯的框架结构模型采用弹塑性时程分析,了解结构屈服机制。通过计算分析比较,提出一种将楼梯与整体结构脱离的设计建议。
关键词:现浇楼梯;框架结构;抗震性能;设计建议
来源出版物:土木工程学报,2010,43(10): 53-62入选年份:2012
振动台试验叠层剪切型土箱的研制
陈国兴,王志华,左熹,等
摘要:在总结国内外振动台试验用土箱的基础上,研制了一个15层叠层方钢管框架并辅之以双侧面钢板约束的叠层剪切型模型土箱,钢管框架层间相对运动和垂直振动方向两边界的自由运动大大削弱了土箱边界效应。平行振动方向土箱两侧安装4根立柱,立柱上安装与土箱侧壁接触的若干轴承以限制箱内土体的转动。采用正弦波激振的扫频法测量了模型土箱的自振频率,与ABAQUS软件模拟的计算结果基本一致;采用脉冲信号激振的自由振动法,测量了土箱的阻尼比;进行了正弦波和地震波激励的自由场地振动台试验研究,测试了模型地基地表和1 m深处的加速度时程,提出边界效应指数作为衡量土箱边界效应的指标并对几种土箱进行了比较。结果表明:设计的叠层剪切型土箱能较好地模拟自由场地的边界条件,比较理想地削弱了边界上地震波的反射或散射效应。
关键词:振动台试验;土-结构动力相互作用;土箱;叠层剪切型;研制
来源出版物:岩土工程学报,2010,32(1): 89-97入选年份:2012
潞安矿区井下地应力测量及分布规律研究
康红普,林健,张晓,等
摘要:在山西潞安矿区的13个煤矿采用小孔径水压致裂地应力测量装置,完成了60个测点的原岩应力测量工作。实测数据表明:潞安矿区55%的测点最大水平主应力大于垂直主应力,由于受埋藏深度与地质构造影响,矿区内各矿地应力值差别较大,但地应力大小总体上属于中等地应力值;潞安矿区最大水平主应力方向从南到北变化较大,构造应力场呈现出多变的形态。在实测数据的基础上,绘制了潞安矿区地应力分布图;分析了地应力随埋藏深度的变化规律、平均水平主应力与垂直主应力的比值与埋藏深度的关系。煤矿井下地应力测量为井田开拓、巷道布置与支护设计等工程实践提供了可靠的基础参数,提高了工程设计的科学性、合理性与可靠性。
关键词:地应力测量;水压致裂;地应力场;分布规律
来源出版物:岩土力学,2010,31(3): 827-831入选年份:2012
考虑力学参数关联的非均质煤概率模型
张春会,赵全胜,于永江
摘要:如何考虑煤的力学参数之间的关联性是非均质煤储层模拟的关键。通过试验获得了阜新五龙矿某工作面102组煤样的弹性模量、单轴抗压和抗拉强度,定义了弹性模量无量纲因数、单轴抗压强度无量纲因数和抗拉强度无量纲因数及拉弹因数比、压弹因数比5个物理参数,并对试验数据进行统计分析,结果表明,1)煤的弹性模量、单轴抗压强度和抗拉强度均具有统计分布特征,可以用 Weibull分布描述;2)弹性模量因数、单轴抗压强度因数和抗拉强度因数三者之间存在关联性;3)拉弹因数比和压弹因数比都符合Weibull分布。以弹性模量为基准,建立了考虑参数关联的非均质煤随机概率模型,开发了相应的虚拟煤体生成程序。研究了2个数值算例,算例1分别按考虑力学参数关联和不考虑力学参数关联两种方法生成煤的力学参数,并与试验数据进行对比,结果表明,前者获得的结果与试验数据更接近:算例2对比了2种方法赋值的平面应变煤样单轴压缩下的宏观应力一应变曲线和煤样破坏过程,结果表明,考虑力学参数关联比不考虑力学参数关联得到的模拟结果更合理,利用文中模型能更好地模拟煤的非均质力学特性。
关键词:力学参数关联;非均质煤;随机概率模型
来源出版物:岩土力学,2011,32(2): 564-570入选年份:2012
论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响
殷宗泽
摘要:目的:人们早就知道膨胀土具有多裂隙的特点,也知道它影响边坡的稳定;但怎样影响,严重程度如何,并未清楚认识,在设计施工的各环节中并没有充分考虑裂隙影响,以致膨胀土边坡失稳事故仍时有发生。本文拟探索膨胀土裂隙的产生机理,研究膨胀土边坡失稳与裂隙的联系,以及在计算、分析、施工和处理等各环节如何考虑裂隙影响,以企初步解决膨胀土边坡稳定问题。
方法:要弄清楚为何膨胀土易产生裂隙,影响其发展过程主要因素是什么;在室内使土样经受不同次数的干湿循环,以制造不同的裂隙发展程度,对其作剪切试验,来研究裂隙对膨胀土强度影响的程度和规律;从裂隙开展机理、膨胀土边坡失稳所表现的特点、失稳工程实例的原因剖析、表层换土与土工膜覆盖加固方法的成功原因分析等不同角度,来论证裂缝开展对膨胀土边坡失稳的影响,论述它是边坡失稳难以捉摸的关键;在此基础上提出考虑裂隙影响的膨胀土稳定性分析方法,以及防止裂隙开展以加固边坡的对策。
结果:1)提出膨胀土裂隙产生和发展是原于其高收缩性和低渗透性。低渗透性使上下层土体蒸发显著不均;上层的水分蒸发导致高收缩性的土体显著收缩,而下面土层来不及收缩,于是产生裂缝。此论理是膨胀土多裂隙性及采用覆盖方法控制裂隙开展加固边坡的基础;2)强度试验表明粘聚力和内摩擦角随裂隙发展;而强度的显著降低以及裂隙中存储的水产生的渗透力,就使边坡稳定性大大降低。由此可解释许多工程中的失稳事故;还可解释膨胀土边坡失稳所表现出来的浅层、平缓、牵引、长期等性状;3)通过计算分析还揭示了表层换好土的加固方法之所以有效,主要是其覆盖作用,即表层好土防止了下层膨胀土中裂隙的开展;由此更提出用土工膜防护加固边坡的方法,在工程中成功实施,6年观测结果表明其可靠。4)提出了考虑裂隙影响的膨胀土边坡稳定计算分析方法,主要是将膨胀土分层;对裂隙层用裂隙土强度指标,且考虑其中水的渗透力作用。实例计算论证其合理性。
以上形成了反映裂隙影响的膨胀土边坡分析、计算、施工和处理等的系统论理。
结论:膨胀土中的裂隙使强度降低,裂隙中的积水产生渗透力,都使其边坡稳定安全系数降低。膨胀土边坡失稳工程实例均表明了这一点;常用的换土加固方法和新提出的土工膜覆盖方法的有效性,主要是都抑制裂隙开展。膨胀土边坡失稳所表现出的不同于一般土坡的许多性状均可用裂隙开展作出合理解释。这些,从不同角度论证了多裂隙性是影响膨胀土边坡失稳的关键。在强度参数的试验确定、稳定性计算、工程设计、填筑和开挖施工、加固处理等各方面,都要考虑裂隙的影响,采取控制裂隙的措施,则膨胀土边坡稳定问题是可解决的。
来源出版物:岩土工程学报,2012,34(12): 2155-2161入选年份:2012
基于广义塑性理论的堆石料动力本构模型研究
陈生水
摘要:目的:中国已建和在建的近百座百米级以上高土石坝大多位于高地震烈度区,这些高坝大库一旦因地震失事,后果将是灾难性的。因此,加强高土石坝地震响应分析方法方面的研究十分必要。尽管黏性土和无黏性土在单调和循环加载时的本构模型研究已取得大量成果,但现有的动力弹塑性本构模型大多因参数较多、物理意义不明和确定困难而难以运用于实际工程问题。本文分析了堆石料的循环加载特性,提出了一个简单实用的堆石料弹塑性本构模型,实现了循环荷载作用下滞回效应与永久变形积累的统一描述。
方法:为模拟循环加载过程中的滞回效应,在实验结果基础上构造了不同加载阶段的切线模量表达式。在广义塑性理论框架内,通过定义弹性劲度张量、塑性流动方向、加载方向和塑性模量表达式,建立弹塑性本构方程。其中,塑性流动方向依据循环加载过程中的应力剪胀方程建立,并考虑了加载方向与老化对胀缩性的影响及围压对临胀摩擦角的影响;加载方向仿照塑性流动方向构造,但用峰值摩擦角取代了临胀摩擦角;塑性模量的表达式则由三轴压缩这一特殊应力状态时的本构方程反推得到,最终将其表示成切线模量和弹性模量的函数。文中还通过应力比的增减和历史最大应力比规定了加载、卸载和再加载三种加载过程。
结果:堆石料循环三轴试验结果表明:1)加载、卸载和再加载过程中均出现体变,特别是卸载过程中体缩明显,由于偏应力减小时,平均应力亦按比例减小,弹性体积应变方向应为膨胀,故卸载体积收缩行为只能归因于塑性变形;2)相同围压下,加载到不同应力比后卸载至等向压缩应力状态的平均卸载线几乎平行,与卸载时的应力比无关。但平均卸载线的斜率随着围压增大而增大,两者在双对数图中近似呈线性关系;3)超过历史最大应力比后,应力应变曲线与单调加载应力应变曲线基本一致,但体变曲线的差异随着循环次数的增加而变得显著。若整理循环加载过程中剪胀比与应力比的关系还可以发现:4)加载和卸载过程中,应力比与剪胀比大体呈线性关系,但该关系依赖于加载方向,加载方向改变时,剪胀比出现非连续变化;5)加载方向改变的瞬间,剪胀比的值最大,随后逐渐减小,并由正转负,出现剪胀;6)在三轴压缩和三轴伸长应力状态转换时,应力剪胀曲线具有良好的连续性。本文所建立的模型较好地反映了上述应力变形特性,且模型只有12个参数,均可通过单调和循环加载三轴试验确定。
结论:本文所提的动力弹塑性本构模型反映了堆石料在循环荷载作用下的塑性硬化、循环体变和滞回效应等特性,表明广义塑性理论是建立堆石料动力本构模型的有效框架。
来源出版物:岩土工程学报,2012,34(11): 1961-1968入选年份:2012
基于能力谱的建筑物抗震能力研究——以汶川地震两栋钢筋混凝土框架结构抗震能力分析为例
林世镔,谢礼立
摘要:建筑物抗震能力是抗震设计、鉴定加固和地震风险评估的基础,以往的研究大多集中于建筑物震害预测,而非着意于它们的抗震能力,更不能给出定量指标以衡量抗震能力。采用Push-over分析方法得到的能力谱进行抗震能力研究,基于性态设计的思想给出建筑物相对抗震能力的定义,建立能力谱与抗震能力指数的关系,采用定量指标评定建筑物在不同地震作用下的相对抗震能力,并获得定性的性态描述;再根据建筑物达到预期设防水平的能力给出建筑物绝对抗震能力的定义,对能力谱进行等面积双线性化形成滞回模型,建立滞回面积与建筑物绝对抗震能力的关系,可以不依赖于地震作用评估建筑物的绝对抗震能力,不仅能够比较不同建筑物抗震能力的差异,还能估计建筑物实现预期设防水平的能力。以汶川地震中一栋倒塌、一栋严重破坏的钢筋混凝土框架结构抗震能力分析为例,通过抗震能力分析结果和实际震害的对比论证了该方法的有效性。
关键词:抗震能力;能力谱;性态水平;汶川地震
来源出版物:土木工程学报,2012,45(5): 31-40入选年份:2012
黄河口粉质土海床液化过程的现场试验研究
常方强,贾永刚
摘要:在黄河口海床若干深度处埋设孔压探头,海床表面利用活塞施加水压循环荷载以模拟波浪荷载,观测土体内孔隙水压力变化过程,研究黄河口原状和重塑粉质土在波浪循环荷载作用下的液化特征。通过研究发现,原状土和重塑土的孔压激发曲线模式不同,原状土孔压经历四个阶段,即先上升、后下降、再上升和剧烈波动;而重塑土孔压只有上升和剧烈波动两个阶段,这两种模式与循环荷载作用下粉土的微结构变化有关。分析波浪荷载的特点,将孔压出现剧烈波动的时刻作为完全液化的标志。土体液化与固结程度有关,固结程度越大,越不易液化。实际波浪荷载作用下,土体液化时间比文中试验测得的要短。
关键词:黄河口;海床;液化;孔压
来源出版物:土木工程学报,2012,45(1): 121-126入选年份:2012
CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究
蒋田勇,方志
摘要:传统的夹片式锚具应用于CFRP(Carbpon:Fiber Reinforced Polymer/Plastics)预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据YON MISES屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3°、夹片预紧力为 100 kn、铝片厚度为1 mm、凹齿间距为12.85 mm和凹齿深度为0.3 mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185 kn,相应的锚固效率系数为96.4%。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。
关键词:CFRP;夹片;锚杯;锚具
来源出版物:土木工程学报,2008,41(2): 60-69入选年份:2013
高强箍筋约束高强混凝土柱抗震性能研究综述
司炳君
摘要:目的:高强混凝土在桥梁和高层建筑结构中的应用日渐广泛,在框架柱或桥墩构件中应用高强混凝土,不仅可以减少截面尺寸,增加结构耐久性,还可增加结构刚度、减少轴向收缩。由于对高强混凝土结构抗震能力认识薄弱,高强混凝土材料在强震区的应用仍很少。在高强混凝土柱中配置高强度约束箍筋,可大大提高柱的抗剪强度和延性,对保证高强混凝土墩柱的抗震能力具有重要意义。本文总结了国内外完成的配箍高强箍筋的高强混凝土墩柱抗震性能研究成果,以期为高强箍筋高强混凝土墩柱的抗震设计提供依据,并推动高强混凝土结构在地震区的应用。
方法:收集整理了国内外完成的137根高强箍筋高强混凝土墩柱的抗震拟静力试验结果,试件混凝土抗压强度范围为40~112 MPa,箍筋屈服强度范围为400~1569 MPa。在此基础上总结了高强箍筋高强混凝土墩柱的矩形应力图、抗剪强度、塑性铰区约束箍筋用量及延性耗能能力等抗震性能的研究结果,归纳了高强箍筋高强混凝土墩柱抗震能力的认识结论。
结果:基于国内外研究成果的分析可以看出:1)按ACI 318及NZS 3101规范规定的混凝土矩形应力图计算高强箍筋高强混凝土墩柱抗弯强度时,可能会大于试验结果,偏于不安全。2)ACI 318规范及UCSD模型均可能高估高强箍筋高强混凝土墩柱的抗剪承载力,应进行修正。3)ACI 318及NZS 3101规范为保证钢筋混凝土墩柱延性而规定的最低约束箍筋用量计算公式,无法保证高强箍筋高强混凝土墩柱的抗震安全,在高轴压下应配置更多的约束箍筋以保证墩柱延性抗震能力。4)即使在轴压比大于0.6的高轴压下,高强箍筋对高强混凝土墩柱仍能够提供有效约束,充分保证了高强混凝土墩柱的延性和耗能能力。5)对轴压较低的高强混凝土墩柱,其延性抗震性能易于保证,不建议使用强度过高的约束箍筋,而应对箍筋最小间距进行规定以约束纵筋发生屈曲破坏。6)变轴力作用对高强箍筋高强混凝土墩柱的强度、延性和破坏形态有很大影响。7)箍筋不被拉断或弯钩不拉开是保证高强箍筋高强混凝土墩柱延性抗震能力的前提。8)底座对高强混凝土墩柱底部的约束作用会提高其抗弯承载力,并引起墩柱破坏区域上移。
结论:基于普通强度混凝土试验结果得出的钢筋混凝土柱压弯构件矩形应力图、抗剪承载力及塑性铰区约束箍筋用量计算公式并不适用于高强箍筋高强混凝土墩柱,对此应进行修正。对于承受较高轴压的高强混凝土墩柱,通过合理配置高强箍筋,是可以充分保证其延性和耗能能力的;而对于承受较低轴压的高强混凝土柱,只要箍筋间距满足要求,使用高强箍筋一般能保证其延性抗震性能。
来源出版物:土木工程学报,2009,42(4): 1-9入选年份:2013
新型防屈曲耗能支撑设计原理与性能研究
周云,钱洪涛,褚洪民,等
摘要:介绍防屈曲耗能支撑的构成和工作原理,归纳防屈曲耗能支撑的类型,分析现有防屈曲耗能支撑存在的不足,提出“核心单元局部削弱相当于其他部分加强”的新型防屈曲耗能支撑设计思想,给出“开孔式”和“开槽式”两种新型防屈曲耗能支撑设计方案。设计新型开孔式三重钢管防屈曲耗能支撑与普通三重钢管防屈曲耗能支撑模型,通过对这两种模型的循环加载试验,对比研究两者的性能差异。试验研究结果表明:开孔式防屈曲耗能支撑滞回曲线稳定、饱满,具有良好的耗能性能;在相同条件下,开孔式防屈曲耗能支撑的耗能能力、等效黏滞阻尼比、耗能系数与普通三重钢管防屈曲耗能支撑相比差别不大,但是开孔式防屈曲耗能支撑具有定点屈服的功能,即屈服位置可以预先设定;能同时实现由同种材料制成的核心单元具有屈服段与非屈服段,避免普通三重钢管防屈曲耗能支撑端部另需加强及加工困难等不足。证明通过“核心单元局部削弱”的方式来改进防屈曲耗能支撑性能的思想是现实可行的。
关键词:防屈曲耗能支撑;局部削弱;定点屈服;开孔式;开槽式
来源出版物:土木工程学报,2009,42(4): 64-71入选年份:2013
超高韧性水泥基复合材料直接拉伸试验研究
徐世烺,李贺东
摘要:对已有应变硬化水泥基复合材料薄板型试件的直接拉伸试验方法进行改进,并利用改进后的测试方法研究超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC)的受拉性能,通过试验系统地给出利用国产基体原材料配制的超高韧性水泥基复合材料的直接拉伸特性,具体包括直接拉伸应力-应变曲线和极限裂缝宽度等特征指标。试验结果表明,所研制的超高韧性水泥基复合材料的极限拉应变可以稳定地达到 3%以上,并具有良好的裂缝宽度控制能力,在荷载达到峰值的情况下对应的裂缝宽度可以有效地控制在100 μm以内,有些甚至在50 μm以内,可称为“无缝混凝土”。还利用该方法对具有不同初始缝高比的双边对称开口薄板试件进行系统地研究,试验表明超高韧性水泥基复合材料对缺口不敏感,即使在初始缝高比达到0.5的情况下,超高韧性水泥基复合材料仍具有显著的应变硬化性能及良好的裂缝无害化分散能力。超高韧性水泥基复合材料这些优异的性能将使其在结构防裂、防水、抗震、耐久性修补与防护等方面发挥显著作用。
关键词:超高韧性水泥基复合材料;聚乙烯醇纤维;直接拉伸试验;应变硬化;裂缝
来源出版物:土木工程学报,2009,42(9): 32-41入选年份:2013
Q420等边角钢轴压杆稳定性能研究(Ⅰ)——残余应力的试验研究
班慧勇,施刚,邢海军,等
摘要:高强度钢材逐步开始在钢结构实际工程中得到应用,其中包括大型输电铁塔中Q420高强角钢的应用。但目前针对此类钢材轴压杆的稳定性能研究还很少,其中一个很重要的原因在于对构件初始缺陷(主要是残余应力)的研究非常匮乏。本文采用分割法对Q420高强等边角钢的纵向残余应力进行了试验量测,试验对象包括5种截面尺寸共计15个试件。基于试验结果,本文分析了 Q420高强等边角钢残余应力的分布特点和数值大小,并与国内外普通强度角钢的残余应力试验结果和规范采用的残余应力分布模型进行了对比,结果表明,残余应力分布形式和绝对数值大小与钢材强度没有直接关系,但截面板件的宽厚比则会影响残余应力的大小。最后,本文提出了适用于 Q420高强等边角钢的较为准确和安全的残余应力分布模型和计算公式。这为进一步研究该类钢材截面的轴压构件稳定性能提供了前提条件。
关键词:钢结构;高强度角钢;残余应力;分割法;试验研究;分布模型
来源出版物:土木工程学报,2010,43(7): 14-21入选年份:2013
薄壁钢管再生混合柱的抗剪性能试验
吴波,许喆,刘琼祥,等
摘要:通过27根薄肇钢管再生混合柱的剪切试验,考察废弃混凝土类型、废弃混凝土混合比、轴压比、剪跨比等因素对试件荷载-变形曲线和极限抗剪承载力的影响趋势。通过与试验数据对比,考察现有相关公式预测试件受剪承载力的有效性。基于试验结果,提出薄壁钢管再生混合柱的受剪承载力计算公式。研究表明:随着混合比增大,钢管再生混合柱的极限抗剪承载力总体呈现出逐渐降低的趋势;节段型钢管再生混合柱相比于块体型钢管再生混合柱具有更高的极限抗剪承载力;利用厚壁钢管混凝土柱公式计算得到的薄壁钢管再生混合柱的受剪承载力,总体上小于试验实测值。
关键词:薄壁;钢管再生混合柱;钢管混凝土柱;受剪承载力
来源出版物:土木工程学报,2010,43(9): 12-21入选年份:2013
动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响
黄信,李忠献
摘要:地震激励下水与桥墩的相互作用会对桥墩产生动水压力,本文研究动水压力作用对深水桥墩地震响应的影响,对提高深水桥墩长大桥梁的抗震安全性尤为重要。分别采用Morison方程和辐射波浪理论,建立了动水压力计算方法,分析了动水压力作用对桥墩地震响应的影响,并比较了两种方法计算的动水压力对桥墩地震响应影响的差异;分析了考虑土一结构相互作用时以及双向地震作用下动水压力作用对桩基桥墩地震响应的影响。研究表明:动水压力作用不仅会改变桥墩的动力特性,而且会增大桥墩的地震响应,其影响随相对水深的增大而增强;当桥墩迎水面宽度较大时,采用Morison方程计算的动水压力对桥墩地震响应的影响明显大于采用辐射波浪理论计算动水压力的影响;考虑土一结构相互作用会降低动水压力对桥墩地震响应的影响,但其影响仍不容忽视;考虑双向地震作用会加剧动水压力对桥墩地震响应的影响。由此得出结论,在深水桥墩长大桥梁的抗震分析中,需考虑动水压力作用对桥墩地震响应的影响。
关键词:深水桥墩;地震响应;动水压力;Morison方程;辐射波浪理论;土-结构相互作用;双向地震作用
来源出版物:土木工程学报,2011,44(1): 65-73入选年份:2013
硅烷改性混凝土防水和抗氯离子性能试验研究
张鹏,赵铁军,戴建国,等
摘要:通过中子成像试验、吸水试验和氯离子侵蚀试验,研究无裂缝和带裂缝情况下硅烷改性混凝土的防水和抗氯离子侵蚀性能。试验结果表明,中子成像能够清晰观测未掺硅烷试件的快速吸水过程,而掺加硅烷后在毛细孔隙壁上形成的憎水膜能够有效抑制液态水分侵入,中子成像观测不到肉眼可见的水分前锋,吸水量降为未掺硅烷时的13%,显示出良好的防水性能。硅烷在水泥基体中的水解缩合反应并不堵塞毛细孔隙,保持“可呼吸性”。未改性试件一旦开裂,水在瞬间充满裂缝继而向裂缝两侧入侵,而硅烷改性试件即使开裂宽度达0.3 mm,也无明显水分运动,裂缝在0.1 mm~0.4 mm扩展时不削弱其整体防水效果。良好的防水性能决定了硅烷改性混凝土无论是在无裂缝还是带裂缝情况下都具有良好的抗氯离子侵蚀能力。掺加硅烷改性是提高混凝土材料防水和抗氯离子侵蚀能力,进而提高其耐久性的有效途径。
关键词:硅烷;吸水;中子成像;氯离子侵蚀;裂缝
来源出版物:土木工程学报,2011,44(3): 72-78入选年份:2013
四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能试验研究及数值分析
周天华,杨东华,聂少锋,等
摘要:对不同长细比的8根四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压性能进行试验研究,在试验研究的基础上建立考虑材料、几何和接触非线性的有限元模型,并通过对试验试件的数值模拟,验证有限元方法的正确性。采用数值方法分析长细比、连接螺钉间距、截面翼缘宽厚比对四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱轴压性能的影响。结果表明:试件最终破坏均呈现局部屈曲和畸变屈曲的破坏模式;四肢拼合冷弯薄壁型钢截面立柱的轴压性能具有“1×4 ≥ 4”的拼合效应;随着长细比的增大,四肢拼合立柱的最大承载力和刚度逐渐降低;当螺钉间距在150~450 mm之间变化时,四肢拼合立柱的最大承载力和刚度变化不大;减小四肢拼合立柱截面的翼缘宽厚比,可以显著提高其最大承载力。
关键词:冷弯薄壁型钢;四肢拼合柱;试验研究;轴压性能;数值分析
来源出版物:土木工程学报,2012,45(1): 77-85入选年份:2013
渗透压作用下压剪岩石裂纹流变断裂贯通机制及破坏准则探讨
赵延林,曹平,林杭,等
摘要:探讨了渗透压作用下黏弹性压剪岩石裂纹的起裂规律及分支裂纹尖端应力强度因子的演变规律,得出:一定轴向压应力下,渗透压、远场侧向应力和裂纹面摩擦系数是影响分支裂纹尖端应力强度因子KI演变的主要因素,渗透压的存在加剧了分支裂纹的扩展,随着裂纹渗透压的增大,分支裂纹扩展由稳定扩展变成不稳定扩展;建立了渗透压作用下压剪岩石裂纹体的轴向贯穿、岩桥剪切贯通两种不同类型的断裂破坏力学模型,引入虚拟应力强度因子 KI(LC),提出以分支裂纹临界长度时裂尖虚拟应力强度因子KI(LC)作为黏弹性压剪岩石裂纹的流变断裂破坏准则,通过算例证实了该准则的可行性,得出:在既定裂纹分布、一定轴向应力和裂纹面摩擦系数的条件下,低渗透压、侧向拉应力共同作用下的压剪岩石裂纹趋向于轴向贯穿破坏,而高渗透压作用下会导致分支裂纹尖端岩桥剪切破坏,渗透压、侧向压应力共同作用下压剪岩石裂纹可能会发生具时间效应的流变断裂贯通破坏。为研究水岩相互作用下裂隙岩体的失稳破坏提供了一种新的思路。
关键词:渗透压;应力强度因子;裂纹扩展;断裂破坏准则;裂纹贯通
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(4): 511-517入选年份:2013
高土石坝的应力与变形
殷宗泽
摘要:介绍了笔者近年来在影响土石坝应力变形计算的3个主要方面所做的工作:1)剖析了邓肯E-V和E-B模型的差异、对计算的影响、原因和适用条件,通过真三轴仪试验揭示土各向异性的一些规律,提出柔度矩阵性质来反映这些规律;2)认为堆石体长期变形计算中应考虑晴雨引起的干湿循环作用,它可作为流变变形的一部分,提出了相应试验方法和计算方法;3)提出两种心墙水力劈裂分析方法,一是有效应力与总应力相结合的方法,作施工期心墙的非饱和土简化固结计算,将孔隙水和气作为混合流体来建立固结方程,得出心墙的有效应力和水压力后叠加得总应力,与墙前水压力比较判别水力劈裂的发生,另一是近似反映施工期固结程度的总应力法,相应的本构模型参数用固结不排水剪试验确定。
关键词:土石坝;应力变形;本构模型;堆石体流变;水力劈裂
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(1): 1-14入选年份:2013
准塑性的黏弹性模型在黏土中的应用
胡亚元
摘要:在内变量准热力学的框架内分析黏性理论和塑性理论之间的关系。从殷建华-Graham的一维EVP模型出发,假定参考等效时间线上的参考点为加载初始点,分析了黏土骤然施加有效应力后等时间线上的一些性质,获得了新假设A和假设B相互近似等价的条件,并指出原假设A的缺陷。当加载后的有效应力大于1.1倍初始有效应力且持续时间大于参考绝对等效时间时,绝对等效时间近似地等于持续时间,黏土的变形可分为弹塑性变形与分项蠕变变形之和,其中弹塑性变形只与有效应力有关,而与时间无关;分项蠕变变形只与持续时间有关,而与有效应力无关。利用内变量准热力学理论,揭示了一维EVP模型的Lagrange耗散率函数与纯塑性模型的Lagrange耗散率函数的内在联系,阐明一维EVP模型具有准塑性的黏弹性性质的原因。参照一维EVP模型的Lagrange耗散率函数所呈现出来的规律,把一维EVP模型推广到三维EVP模型,并与三轴不排水剪切蠕变试验数据相比较,验证了该文三维EVP模型的合理性。
关键词:蠕变;等效时间;EVP模型;耗散函数;最大耗散率原理
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(3): 353-360入选年份:2013
锚杆长度对边坡稳定性影响的数值分析
林杭,曹平
摘要:为了探讨边坡锚固及锚杆荷载传递机理,利用双弹簧单元,通过FLAC(3D)建立数值计算模型,分析锚杆长度变化对边坡安全系数和滑动面的影响以及锚杆的力学响应。表明:1)锚杆加固边坡时,存在一有效锚固长度;随着锚杆长度的增加,边坡潜在滑动面逐渐往坡内移动,破坏模式由浅层滑动变为深层滑动;当锚杆长度达到有效锚固长度时,边坡的滑动面位置发生突变;2)各层锚杆轴力沿杆体不均匀分布;当边坡岩土体受到外界扰动而劣化时,边坡下部锚杆轴力值最大;因此,对于永久性锚杆支护边坡,应适当加长底层锚杆长度。
关键词:边坡;安全系数;滑动面;注浆锚杆;有效长度
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(3): 470-474入选年份:2013
西安地裂缝对地铁隧道的危害及防治措施研究
黄强兵,彭建兵,樊红卫,等
摘要:西安地裂缝是一种独特的城市地质灾害,其活动对地铁建设造成严重威胁,西安地铁建设的关键是如何解决地铁隧道穿越地裂缝带的问题。以西安地铁穿越地裂缝带为研究对象,在地裂缝摹本特征分析和未来活动趋势预测的基础上,分析了地裂缝活动对地铁隧道的危害模式,从结构、防水、地基基础与变形监测等方面提出了如下防治措施:结构上应采用扩大断面、预留净空、分段设缝加柔性接头和局部衬砌加强等措施;防水方面宜采用可卸式管片拼装双层结构法和波纹板强化橡胶复合材料制成的防裂止水带处理;地基基础处理方面采用地基注浆加固法和弹性囊变形恢复法处理;建立隧道衬砌和轨道的变形监测预警方案;地铁线路走向应尽量与地裂缝正交或大角度相交,避免小角度相交;严格禁止在地铁沿线一定范围内开采地下水。研究成果可为西安地铁隧道穿越地裂缝带的施工、结构和防水设计以及隧道病害监测与防治提供重要参考。
关键词:隧道工程;西安地铁;地裂缝;隧道病害;防治措施
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(5): 781-788入选年份:2013
考虑低速非Darcy渗流的饱和黏性土一维固结分析
鄂建,陈刚,孙爱荣
摘要:介绍并分析了非Darcy渗流模型,修正了TERZAGHI一维固结模型并进行了数值计算,分析了固结过程以及超静孔压消散的规律,认为超静孔压的缓慢消散是导致次固结现象的原因之一。讨论了起始水力梯度、临界水力梯度、瞬时荷载以及土层厚度对固结过程的影响,提出了确定非Darcy渗流适用范围的公式。
关键词:黏性土;一维固结;非Darcy渗流;起始水力梯度;临界水力梯度
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(7): 1115-1119入选年份:2013
基坑施工对运营地铁隧道的变形影响及控制研究
高广运
摘要:目的:随着地下空间的大规模开发,较多的基坑工程紧邻或位于地铁隧道上方。基坑开挖使相邻地铁隧道的原有受力平衡被打破,引起地铁隧道产生相应的变形。由于已运营地铁隧道对变形要求极为严格,基坑施工过程中必须采取严格变形控制措施,否则将影响地铁的正常使用和安全。上海市地铁七号线静安寺车站基坑工程施工时北侧有相距15 m正在运营的地铁二号线区间隧道需要保护,对此本文采用 FLAC-3D软件建立三维弹塑性模型,并与实测位移对比讨论了坑外二次加固的新施工工艺、逆作法施工等方案。
方法:为保护二号线隧道,上海地铁七号线静安寺车站基坑施工中提出了坑外二次加固的新工艺,并综合采用逆作法和分块开挖的施工方案。坑外地基二次加固施工:在北端井盾构进出洞区域进行地基加固,即地连墙施工前后,分两次在坑外进行地基加固,先外排SMW工法、后内排旋喷桩。逆作法施工:为减小超深基坑开挖引起过量沉降变形,对静安寺车站的端头井下一层以下结构采用混凝土框架逆作的施工技术,第一道支撑为混凝土支撑,以增加支撑体系刚度。分块施工:先在北端头井与车站主体连接处增设一道封头槽壁,使北端头井形成一个封闭空间,进行相对独立施工,待端头井施工完后,再施工车站主体。利用端头井对车站主体施工引起位移的屏障作用,减小施工对隧道的影响。
结果:通过位移计算值与实测值的对比,可以看出计算值与实测值基本一致。加固侧的位移明显小于非加固侧,说明在靠近隧道一侧紧贴基坑地连墙进行地基加固可有效的减小隧道的位移,起到保护隧道的作用。加固体相对周边天然土体为刚度较大的“异质体”,具有减小位移的屏障作用。在隧道一侧进行基坑施工可引起隧道的不对称变形,近基坑侧隧道位移大于远基坑侧。采用地基二次加固的施工工艺隧道的位移最小,一次加固后施工地连墙次之,先施工地连墙后加固隧道的位移最大。地连墙施工和内排加固引起周围土体的位移,因外排加固体(刚度远大于土体)限制了加固体外侧土体的位移,使地连墙施工和内排加固引起的位移场间断,即阻断了土体的位移传递,从而起到减小隧道位移的作用。仅第二次内排加固时,已施工的墙外加固体和地下墙为刚度远大于周围土体的“异质体”,具有减小位移的屏障作用。坑外加固对减小隧道位移效果较好,相对与无加固情况,水平位移和竖向位移分别减小了 73.6%和 75.7%。逆作施工有效的控制了隧道的位移。逆作法在基坑开挖过程中进行结构施工,增大了基坑的整体刚度,使围护结构的变形减小,限制了周围土体的运动,从而控制隧道的位移。?采用分块施工,北端头井结构完成后,作为地下结构物对车站主体施工引起的位移传递有阻断作用,从而可减少车站主体施工对隧道的影响,起到保护区间隧道的目的。
结论:邻近运营地铁隧道单侧基坑开挖引起区间隧道的不对称变形,表现为近基坑侧隧道位移大于远侧位移。坑外地基二次加固新施工工艺可显著控制隧道的位移。逆作施工可有效的减小隧道水平和竖向位移。地基加固体和地下结构物作为异质体(刚度远大于天然土体)具有减小位移的屏障作用,对邻近基坑施工引起的位移传递具有阻断作用。
来源出版物:岩土工程学报,2010,32(3): 453-459入选年份:2013
滨海相软土应力-应变曲线复合指数—双曲线模型
王伟,宋新江,凌华,等
摘要:滨海相软土应力-应变曲线数学模型是岩土工程研究的一个重要课题。结合软土应力-应变曲线的发展特点,分析了其数学模型应具有的基本性质。对传统双曲线模型和指数模型进行了数学分析,根据泰勒级数展开证明了两模型的数学关系。引入应力因子的概念,揭示了传统应力-应变模型的缺陷。提出了一个应力-应变曲线的3参数复合双曲线-指数模型,推导了改进切线模量的表达式。数学分析表明,新模型克服了传统模型的不足,传统模型及其应力因子均是新模型对应的特例。结合实验数据,给出了模型参数的确定方法。新模型能够很好的模拟试验数据。
关键词:软土;应变;应力;复合模型
来源出版物:岩土工程学报,2010,32(9): 1455-1459入选年份:2013
循环荷载下饱和软黏土的累积变形显式模型
黄茂松,姚兆明
摘要:显式模型是计算交通等长期动荷载引起地基沉降的实用方法。在考虑影响饱和软黏土循环荷载下轴向循环塑性累积应变的应力历史、动偏应力水平及第一次轴向循环塑性累积应变与围压归一化基础上提出了计算饱和软黏土轴向循环塑性累积应变显式模型。模型同时反映了等向、偏压固结不排水循环加载轴向循环塑性累积应变发展规律,并很好地反映了围压的影响,其主要参数有明确的物理意义且易于确定。通过上海地区第④层饱和软黏土一系列静力三轴、循环加载试验验证了模型的合理性,得到了模型相关参数。
关键词:循环加载;动偏应力水平;饱和软黏土;显式模型
来源出版物:岩土工程学报,2011,33(3): 325-331入选年份:2013
复杂应力下两种胶结颗粒微观力学模型的试验研究
蒋明镜,孙渝刚,李立青
摘要:将胶结颗粒理想化为两铝棒在指定位置处形成胶结,根据铝棒间胶结物厚度的不同,分别定义为有厚度胶结颗粒和无厚度胶结颗粒,对上述两种胶结颗粒进行一系列力学试验(包括:拉伸、压缩、压剪、压扭和复杂应力试验),从面对理想胶结颗粒的微观力学特性进行试验研究。试验结果表明:胶结厚度和法向压力对胶结颗粒的力学性能影响显著,随着胶结厚度的增大,试样的抗拉强度和延性均增大,其抗压特性由塑性硬化向塑性软化转变。无厚度试样抗剪和抗扭强度始终随法向压力的增大而增大,而有厚度试样则先随法向压力的增大而增大,当法向压力超过某一数值后,其强度又随着法向压力的增大而减小。在三维应力空间中(法向压力-扭矩-剪力)无厚度胶结颗粒的强度包线呈椭圆抛物面状,而有厚度胶结颗粒强度包线呈水滴状。
关键词:胶结颗粒;微观力学模型;离散单元法
来源出版物:岩土工程学报,2011,33(3): 354-360入选年份:2013
基坑开挖对邻近任意角度建筑物影响的有限元分析
郑刚,李志伟
摘要:实测结果表明,邻近基坑的建筑物与基坑边互不垂直时,基坑开挖将导致墙体同时发生挠曲变形与扭转变形。三维有限元分析表明,对与基坑边成一定角度的建筑物,当其跨越坑外沉降槽最低点或沉降曲线上凸区域时,建筑物所产生的扭转变形最为显著。随着建筑物与基坑距离的变化和建筑物纵墙与基坑边之间夹角的变化,当建筑物位于天然地面沉降挠曲程度较大的位置时,建筑物的挠曲变形对墙体拉应变起主要作用,墙体最大拉应变发生在建筑物纵墙垂直于基坑边,即纵墙与基坑边相互垂直时是建筑物的最不利位置;而当建筑物位于天然地面挠曲程度较小的位置时,墙体的拉应变源于挠曲变形与扭转变形的共同作用,纵墙墙体的最大拉应变将发生在与基坑边成一定角度的建筑物纵墙上,此时纵墙与基坑边垂直并不是建筑物的最不利位置。
关键词:基坑;建筑物;有限元法;挠曲变形;扭转变形;角度;距离
来源出版物:岩土工程学报,2012,34(4): 615-624入选年份:2013
考虑渗透性的水—土压力计算方法
徐日庆,张庆贺,刘鑫,等
摘要:在弱渗透性黏性土中,水—土压力的计算采用水土分算还是水土合算一直是学术界和工程界有争论的问题。上述两种土压力计算方法只考虑了极端情况,没有充分考虑土体的物理特性,计算结果差异很大。笔者根据不同土具有不同渗透性这一基本物理特性,提出考虑渗透性的水—土压力计算方法,该方法概念明确,适用范围更广,可以实现从无黏性土到黏性土的水—土压力计算且具有连续性,最后通过算例验证了该方法的合理性。
关键词:土压力;水压力;水—土压力;渗透性;水土分算;水土合算
来源出版物:岩土工程学报,2012,34(5): 961-964入选年份:2013
冲击矿压巷道围岩控制的强弱强力学模型及其应用分析
高明仕,窦林名,张农,等
摘要:根据巷道冲击震动破坏的原因和机理,建立了冲击矿压巷道围岩稳定性控制的强弱强(3S)结构力学模型,分析了该力学模型防冲抗震机理,在结构自身强度、应力转移和吸收、变形及能量耗散等方面分别表现出不同的 3S 特征,并推导得到了巷道支护体内强小结构发生冲击震动破坏的应力判据和能量准则。最后,对该模型在工程中的应用做了理论分析,提出要通过减小外界震源载荷、合理设置弱结构、提高支护强度等措施来防范巷道冲击矿压动力灾害。
关键词:采矿工程;冲击矿压;巷道围岩控制;强弱强(3S)力学模型;应用分析
来源出版物:岩土力学,2008,29(2): 359-364入选年份:2013
煤矿巷道底板冲击矿压发生的原因及控制研究
徐学锋
摘要:目的:煤层巷道底板冲击是冲击矿压灾害的一种,许多矿井发生过底板冲击现象。由于底板冲击发生位置的特殊性,很难采取针对性的防冲措施,造成的危害较大。本文在分析跃进煤矿巷道底板冲击矿压灾害特点和影响因素基础上,建立底板冲击矿压发生条件与影响因素的力学模型,研究巷道开挖卸荷过程中底板应力演化与分布规律,探索煤层巷道底板冲击的原因、冲击危险评价指标以及底板冲击危险的减冲原理。
方法:采用现场调研、案例分析的方法研究煤层巷道底板冲击矿压的特点以及发生规律。以工程力学、岩体力学、矿山压力与岩层控制等理论为基础,从水平应力控制底板破坏的原理出发,建立底板冲击失稳的力学模型,推导底板冲击发生条件与影响因素的数学关系式。采用FLAC2D数值模拟软件,根据跃进煤矿23130工作面下巷的采掘地质条件,模拟分析巷道开挖中底板应力演化和分布规律。由于巷道围岩应力场变化受采场大环境的影响,建立了大尺度的数值模拟模型,模型范围1328 m×520 m,巷道尺寸4 m×3 m,巷道埋深875 m,巷道沿顶板布置,留底煤。煤层厚度为8 m,煤层直接顶为20 m厚泥岩,以上的顶板为40 m左右泥岩、粉砂岩、煤层,老顶为180~550 m的巨厚砾岩。采用数值模拟手段分析降低巷道底板煤体力学参数后引起的应力变化,探索底板减冲方法,并对跃进煤矿25110下巷进行底板爆破卸压的工业性试验。
结果:根据调研资料研究认为,厚煤层中巷道沿顶板布置留底煤,在没有对底板采取卸压措施和合理支护时容易发生底板冲击破坏。根据力学模型,确定了底板冲击矿压危险性系数Kfb。当底板岩层泊松比一定时,Kfb与巷道埋深、巷道宽度的平方、水平构造应力、巨厚坚硬老顶影响系数成正比,与弹性模量、巷道底板软弱层厚度的平方成反比。当Kfb≥ 1时,巷道底板煤岩层容易发生破坏。数值模拟发现,巷道开挖后底板煤层的水平应力升高和垂直应力降低,这是底板失稳破坏的主要原因。对底板煤层进行强度弱化后,水平应力集中区域向深部转移。25110工作面下巷底板采取爆破卸压措施后,底板煤层发生缓慢的底鼓变形,煤层冲击倾向性降低,巷道安全掘进300 m,说明底板爆破卸压的防冲措施是有效的。
结论:煤层巷道底板冲击矿压灾害是一种复杂的矿井动力现象,它的发生既与巷道埋深、水平构造应力、巨厚坚硬老顶、巷道宽度、巷道底板煤层结构等因素有关,又与巷道开挖卸荷造成的应力分布有关。论文以跃进煤矿的采掘地质条件为基础,对底板冲击矿压的原因及控制方法进行了探索,提出的底板冲击危险评价指标以及底板爆破减冲方法为类似矿井的冲击矿压防治提供借鉴。
关键词:底板冲击矿压;水平应力;底板冲击矿压危险性系数;数值模拟;底板爆破卸压
来源出版物:岩土力学,2010,31(6): 1977-1982入选年份:2013
对岩土工程数值分析的几点思考
龚晓南
摘要:首先,介绍了笔者对我国岩土工程数值分析现状的调查结果及分析,然后,分析了采用连续介质力学分析岩土工程问题的关键,并讨论分析了岩土本构理论发展现状,提出对岩土本构理论发展方向的思考,最后对数值分析在岩土工程分析中的地位作了分析。分析表明,岩土工程数值分析结果是岩土工程师在岩土工程分析过程中进行综合判断的重要依据之一;采用连续介质力学模型求解岩土工程问题的关键是如何建立岩土的工程实用本构方程;建立多个工程实用本构方程结合积累大量工程经验才能促使数值方法在岩土工程中由用于定性分析转变到定量分析。
关键词:岩土工程;连续介质力学;数值分析;本构理论;本构模型
来源出版物:岩土力学,2011,32(2): 321-325入选年份:2013
分数导数模型描述的饱和土桩纵向振动分析
刘林超,杨骁
摘要:土体具有黏弹性性质,为了更好地考虑饱和土体固相土骨架的黏弹性性质,在分数导数理论和多孔介质理论的基础上,将土体视为液同饱和两相介质,并利用分数导数模型来描述饱和土固相土骨架的应力-应变关系,建立分数导数模型描述的饱和土的控制方程。在三维轴对称情况下,利用势函数和分离变量法研究了分数导数模型描述的饱和土中桩的振动问题。分析了模型参数对饱和土中桩的竖向振动的影响。研究表明,分数导数模型描述的饱和土的控制方程应用范围更广,模型参数对桩的竖向振动有较大的影响。
关键词:分数导数;多孔介质;饱和土;纵向振动
来源出版物:岩土力学,2011,32(2): 526-532入选年份:2013
岩石力学试验中试样选择和抗压强度预测方法研究
邓华锋,李建林,邓成进,等
摘要:岩石力学试验是岩石力学的基础,是研究岩石力学与工程的重要手段之一,但岩石力学试验的结果往往要受到很多因素的影响,试验结果的离散是普遍存在的,有时可能会得到完全相反的结论。以超声波传播速度、回弹值与岩石强度之间相互关系为基础,综合两种方法的优点,把超声-回弹综合法应用到岩石试样选择中,在正式试验之前,挑出那些可能会使试验结果很离散的试样,可以提高室内试验的测试准确程度。实践表明,这种综合选样方法具有较好的适用性,对有缺陷的试样有较好的识辨能力,而且方便、快速、对试样没有损伤,同时,超声-回弹综合法可以较好地预测岩石的抗压强度。因此,这种综合方法在岩石试样选择和强度预测中值得借鉴。
关键词:超声波速;回弹法;缺陷;选样;强度预测
来源出版物:岩土力学,2011,32(11): 3399-3403入选年份:2013
盐岩三轴卸荷力学特性试验研究
郭印同,杨春和,付建军
摘要:结合金坛地下盐穴储气库工程,以腔体围岩实际受力状态为研究依据,进行了盐岩卸围压力学特性试验,得到了盐岩卸围压过程的应力-应变关系、变形特征及其规律。试验结果表明,在卸围压初始阶段,试样的轴向和径向应变增加相对缓慢,且应变值和围压基本呈线性,随着围压继续降低,轴向与径向应变值急剧增加;卸载曲线与加载曲线相比,在最大主应力σ1相等的条件下,当卸载围压达到与常规三轴压缩围压相对应值时,对应的轴向和径向应变值较三轴压缩时应变值要大,表明卸荷试验能引起试样更大的变形,卸荷产生的扩容量比加载时扩容量更大,更容易导致试样变形破坏;盐岩卸围压表现为塑性变形特征,与其他硬岩卸围压属脆性破坏有较大区别。研究结果对盐穴储气库工程的稳定性评价和注采气过程具有一定的指导意义和参考价值。
关键词:盐岩;储气库;卸围压试验;应变
来源出版物:岩土力学,2012,33(3): 725-730,738入选年份:2013
刚性基础下现浇X形桩复合地基桩—土应力比分析
吕亚茹,丁选明,刘汉龙,等
摘要:桩土应力比是反映复合地基承载特性的重要参数之一,可反映复合地基的荷载传递和变形机制。做为一种新型桩,目前尚未得出统一的计算X形桩复合地基桩土应力比的公式。沉淀池、滤池等构筑物是典型的具有混凝土底板(刚性基础)的结构,刚性基础下桩复合地基的承载性能有别于柔性基础。故结合南京桥北污水处理厂地基处理工程做现场静载荷试验,应用有限元软件ABAQUS建立刚性荷载板下现浇X形混凝土桩复合地基的模型,模拟不同桩身弹性模量、桩周土压缩模量、桩长、褥垫层厚度和压缩模量等参数下现浇X形混凝土桩复合地基的桩土应力比,结果表明,桩身或褥垫层模量增大、桩周土体模量减小、褥垫层厚度减小、桩长等增加都能使桩土应力比增大;现浇X形桩复合地基桩土应力比理想值为20~25,此时桩身模量取10~20 GPa,碎石褥垫层的厚度为20~40 cm,模量为30~45 MPa。
关键词:现浇X形混凝土桩;刚性基础;复合地基;有限元模拟;桩土应力比
来源出版物:岩土力学,2012,33(6): 1774-1780入选年份:2013
岩石疲劳破坏的变形控制律、岩土力学试验的实时X射线CT扫描和边坡坝基抗滑稳定分析的新方法
葛修润
摘要:介绍了近年来在岩土力学领域方面取得的一些进展:1)关于岩石疲劳破坏试验方面的实验结果。大量的试验清楚表明岩石发生疲劳破坏时的变形量受岩石应力-应变全过程曲线控制的规律,介绍了这方面的试验技术及新型的岩石力学试验机-RMT机的特性,对岩石的I型和Ⅱ型分类作了评述。岩石疲劳试验结果也提示我们在研究岩石的强度理论时要特别重视从变形角度去探讨。2)简要介绍了岩土力学室内试验方面的一项新的实验技术-实时X射线CT扫描的试验方法和原理。重点给出了南桥砂岩三轴试验的结果,并与典型的全过程曲线作了对比分析。这一新技术为岩土力学界提供了一种新手段,使宏观的力学性能与细观层次上的结构演变和裂纹萌生、扩展直到破坏有机地联系起来,为损伤研究提供了一种新的实验手段。3)论述了采用强度储备概念求抗滑稳定安全系数方面的不足之处。基于力是矢量这一基本概念,提出了计算抗滑稳定安全系数的新方法-矢量和分析方法,并与传统分析方法作了对比,指出了这种新方法的优点。除了平面问题外,还论述了三维问题的计算方法和算式。
关键词:岩土力学;周期荷载;疲劳;不可逆变形;应力-应变全过程曲线;损伤扩展机理;CT实时试验;边坡与坝基;抗滑稳定分析;矢量和分析法;安全系数
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(1): 1-20入选年份:2013
超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用
徐世烺,李贺东
摘要:系统介绍超高韧性水泥基复合材料名称由来、分类、基本性能、材料设计方法及其在实际工程中的应用情况。在基本性能部分,详细地介绍超高韧性水泥基复合材料高于混凝土的受压变形能力、在直接拉伸荷载作用下表现出显著的准应变硬化特征和产生多条细密裂缝的能力、在弯曲荷载作用下表现出的超高韧性和产生多条细密裂缝的能力、在剪切荷载作用下表现出具有明显延性特征的破坏模式、与钢筋的变形协调性能。简要介绍UHTCC对缺口的不敏感性、显著的韧性断裂特征,以及约束收缩特性。在材料设计方法部分,详细介绍准应变硬化模型、准应变硬化性能参数,以及材料中纤维、基体和界面各组分的选择。在实际工程应用部分,介绍材料在提高结构耐久性、进行耐久性修补和在新型结构方面的应用,及其在新建、扩建工程中的使用情况。最后简要分析超高韧性水泥基复合材料在工程中的应用前景,并结合国内外的研究现状提出进一步研究的方向。
关键词:超高韧性水泥基复合材料;聚乙烯醇纤维;应变硬化;耐久性;裂缝;修补
来源出版物:土木工程学报,2008,41(6): 45-60入选年份:2013
5·12汶川地震绵阳市区房屋震害统计与分析
韩军,李英民,刘立平,等
摘要:历次大地震的经验总结是推动建筑抗震技术发展的重要途径。通过绵阳市区房屋在汶川大地震后的震害应急评估和调查,对市区各类房屋结构的震害进行了统计,总结分析各类房屋的震害特征和经验教训。得到一些启示和建议:绵阳市区按现行抗震规范设计的房屋基本经受住了地震考验;不同的结构体系表现出的抗震性能差别较大;老旧房屋始终是抗震薄弱环节,应有选择地进行抗震鉴定加固,开展砖混结构墙体抗震防裂措施研究,采取措施有效减轻框架结构中填充墙等非结构构件的震害,开展楼梯抗震设计计算与构造措施的研究。
关键词:汶川地震;震害;震害分析;抗震
来源出版物:重庆建筑大学学报,2008,30(5): 21-27入选年份:2013
现浇楼板对RC框架结构破坏形式的影响分析
王素裹,韩小雷,季静
摘要:结合“5·12”汶川地震的震害调查,考察了现浇钢筋混凝土框架结构产生“强梁弱柱”破坏形式的原因,重点分析了现浇楼板对框架梁抗弯承载力的增强作用,研究表明影响现浇楼板对框架梁抗弯承载力增强程度的主要因素为节点类型、横向梁刚度和侧向位移。为详细研究这些主要因素的影响方式,采用非线性有限元软件 ABAQUS对侧向荷载控制下的现浇钢筋混凝土框架结构进行了模拟,分析了不同侧向位移对应的楼板内钢筋应力变化情况,并得出了梁端位置的现浇楼板有效翼缘宽度建议取值方法。
关键词:钢筋混凝土框架结构;现浇楼板;横向梁;侧向位移;楼板有效翼缘宽度
来源出版物:土木建筑与环境工程,2009,31(1): 66-71入选年份:2013
大型桩基模型试验系统的开发
刘汉龙,谭慧明,彭劼,等
摘要:为了对现浇混凝土大直径管桩等新桩型开展更深入的研究,并考虑到室内小模型试验存在的比尺效应等问题,自行开发了大型桩基模型试验系统,为进行室内桩基足尺试验研究提供了可能。该试验系统主要由模型槽、加载系统、测量系统以及试验所需的土料和桩体等组成。鉴于较少开展室内足尺试验,提出了试验土料的制备方法,并通过现场取样、CPT等试验对土体的质量进行了检验,证明了该方法的可行性。此外,利用该试验系统进行了现浇混凝土大直径管桩室内足尺静载荷模型试验,通过将试验结果与现场实测结果进行对比,表明利用试验系统进行桩基室内足尺试验是可行的。
关键词:模型试验;足尺试验;桩基试验;系统开发
来源出版物:岩土工程学报,2009,31(3): 452-457入选年份:2013
“5.12”汶川地震对紫坪铺混凝土面板坝的影响及原因分析
陈生水,霍家平,章为民
摘要:“5.12”汶川大地震导致紫坪铺混凝土面板堆石坝产生了最大为100 cm的沉降和60 cm的水平位移,如此大的地震永久变形,使得上游混凝土面板大面积脱空,库水位以上混凝土面板分期施工缝出现明显错台,面板垂直向接缝发生挤压破坏。在现场调查的基础上,对该坝地震损伤原因进行了分析,并对今后混凝土面板堆石坝的地震反应计算分析研究、抗震设计工作以及紫坪铺混凝土面板堆石坝震后修复原则提出了相应的建议。
关键词:“5.12”汶川地震;紫坪铺混凝土面板坝;地震损伤;损伤机理分析
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(6): 795-801入选年份:2013
边坡地震动力响应规律及地震动参数影响研究
徐光兴,姚令侃,李朝红,等
摘要:利用 FLAC3D有限差分软件建立了一个边坡动力数值分析模型,用振动台模型试验对数值模拟效果进行了验证。在此基础上,分析了地震作用下边坡的动力响应规律,以及地震动参数对边坡动力响应的影响。结果表明,边坡对输入地震波存在垂直放大和临空面放大作用,边坡土体对输入地震波低频部分存在放大作用,对高频部分存在滤波作用。坡面加速度峰值放大系数随输入地震波振幅、频率的增加而减小,持时对加速度峰值响应的影响不大;坡体位移随振幅、持时的增加而显著增大,随频率的增大而减小。强震作用下剪应变增量最大区域的位置和形状表明,单一均质土层边坡的破坏模式仍是沿着某一弧形潜在滑动面失稳。研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。
关键词:边坡;动力响应;地震;地震动参数;FLAC3D
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(6): 918-923入选年份:2013
隧道塌方机制及其影响因素离散元模拟
汪成兵,朱合华
摘要:通过文献查阅及现场调研,统计分析了大量公路、铁路隧道和水工隧洞塌方工程实例,对隧道塌方进行了分类,认为地质条件、隧道埋深、隧道断面形式及大小、地下(表)水、爆破扰动、施工措施不当是隧道塌方的主要影响因素,并采用隧道塌方高度、隧道埋深、地表陷穴宽度等与隧道跨度的比值以及破裂角作为表征隧道塌方程度的参量,全面分析了上述因素对隧道塌方的影响。通过与统计资料塌方量的对比,分析了几种常用隧道松动荷载计算方法的适用性。文中最后运用PFC2D程序模拟了隧道塌方的全过程,分析了隧道塌方影响因素对隧道塌方发生机制的作用,取得了与统计分析相一致的结论。
关键词:隧道塌方;影响因素;离散元;数值模型试验
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(3): 450-456入选年份:2013
深部软岩巷道支护原理及应用
柏建彪,王襄禹,贾明魁,等
摘要:针对深部软岩巷道四周来压、整体收敛、变形强烈的特点,研究深部软岩巷道支护原理,提出了主动有控卸压的方法,释放围岩膨胀变形能,将高应力向围岩深部转移,减小浅部围岩应力。针对古汉山矿西大巷地质条件确定了合理的释放变形空间;提出应用高水速凝材料注浆加固遇水弱化、膨胀的泥岩;研究得到确定合理二次支护时间的方法:该成果成功地应用于工程实践,有效控制了深部软岩巷道大变形。
关键词:深部巷道;软岩巷道;主动有控卸压;注浆
来源出版物:岩土工程学报,2008,30(5): 632-635入选年份:2013
门式刚架轻型房屋钢结构雪灾事故分析与反思
王元清
摘要:目的:轻型房屋钢结构具有自重轻、施工速度快、造价低等优点,目前正大规模的应用于民用及工业建筑中。然而,轻型房屋钢结构自身的超载能力差,遇到罕遇荷载时容易出现事故。同时,我国地域广阔,许多地区气象环境条件相对恶劣,冬季的风雪作用影响较大。本文旨在归纳事故原因,总结经验教训,避免门式刚架轻型房屋钢结构雪灾事故的再次发生。
方法:利用调研方法,考察了2008年初南方雪灾和2007年3月东北雪灾中门式刚架轻型房屋钢结构的事故情况,从结构抗力、荷载效应、应急措施等几方面总结事故的原因。
结果:调研表明,门式刚架轻型房屋钢结构雪灾事故的主要原因包括结构安全度偏低、雪荷载超载、建筑外形不合理造成局部积雪超载以及灾后处理不当等四方面原因。结构安全度便宜主要是由于实际工程中钢材材料性能利用充分、设计预留安全度偏低,施工质量良莠不济等原因造成;雪荷载超载表现在直接降雪量过大,南方雨雪共同作用及融雪困难等方面;建筑外形不合理主要表现在女儿墙、高低屋面、连续跨内天沟等建筑形式造成局部超载;灾后处理事故不当主要表现为清理屋面积雪时人群集中、工序不当以及排水不畅等方面。
结论:基于雪灾事故原因分析结果,明确了现有的门式刚架轻型房屋钢结构的设计、施工和维护存在一定问题,需要完善,并提出了避免门式刚架轻型房屋钢结构雪灾事故的七点建议。在结构安全度方面,应提高设计人员和施工人员的专业素质和事故意识;在结构设计方面,要严格保证屋面体系的安全稳定,条件允许的话可采用避雪的新工艺;在建筑外形方面,应尽可能通过减小女儿墙高度、设置百叶窗式女儿墙、设置弱女儿墙、放置溢流孔、不采用不利方向的高低跨屋面等措施避免局部堆雪超载;对于天沟冻结排水不畅现象,可在内天沟处设较薄的保温材料,加热片或导热管,在天沟上涂防冷凝涂料或考虑采用分段式天沟解决。在条件允许的情况下,设计中尽量避免内天沟的使用;在门式刚架房屋钢结构设计规范方面,应考虑到南方雪载状况复杂,适当提高其雪荷载设计值,同时在对局部积雪的规定方面做一些改进,如提高雪载分布系数,规定不同女儿墙高度下的积雪系数等;在雪灾后处理过程中,清雪过程要合理,清雪人员要有组织的分散站位。要在屋脊两侧对称清雪,同时注意隔跨效应的影响,先清除不利跨荷载,再清除有利跨的荷载。融雪时要保证排水孔的绝对通畅。当积雪量较大,难以正常清除时,可考虑局部临时卸荷的方法,如在屋面局部开孔清雪,将受灾范围限制于局部。
来源出版物:土木工程学报,2009,42(3): 65-70入选年份:2013
钢管混凝土格构柱极限承载力计算方法研究
陈宝春,欧智菁
摘要:提出钢管混凝土格构柱有限元分析方法,应用ANSYS通用程序对试件的分析结果与试验结果吻合良好。对钢管混凝土格构柱极限承载力,进行偏心率、长细比和构造参数的影响分析。对国内CECS 28:90、JCJ 01-89和DL/T 5085-19993个钢管混凝土设计规程计算结果与有限元数值计算结果进行比较分析。分析结果表明CECS 28:90规程的偏心率折减系数计算公式较合理。柱肢的钢材种类和混凝土强度对稳定系数的影响较大,通过算例数值分析,提出换算长细比的材料修正系数γ的计算方法。斜缀条交角等构造参数对钢管混凝土格构柱整体承载力的影响均很小,验证了换算长细比的放大系数简化算法的合理性,并对国内 3个规程中换算长细比的计算方法提出修正建议。最后,给出四肢钢管混凝土格构柱极限承载力的合理实用的计算方法。
关键词:钢管混凝土;格构柱;长细比;极限承载力;计算方法;规程
来源出版物:土木工程学报,2008,41(1): 55-63入选年份:2013
汶川地震中典型RC框架结构的震害仿真与分析
林旭川,潘鹏,叶列平,等
摘要:四川汶川地震中,一些钢筋混凝土框架结构柱端出现严重的塑性铰,而梁端震害反而较轻,该结果不符合抗震设计的预期目标。基于地震灾区某典型框架结构的震害调查,对该框架结构进行深入的有限元仿真分析。保持该框架结构质量分布基本不变的情况下,建立3种不同的计算模型:1)纯框架模型;2)带楼板的框架模型;3)带楼板-填充墙的框架模型。对3种模型分别进行三维弹塑性时程动力分析,分析中采用本次地震中什邡八角镇的强震记录。分析结果表明,按照规范设计的框架结构无法保证“强柱弱梁”抗震设计目标的实现;填充墙的存在影响结构的破坏机制,填充墙上下设置不均匀容易导致框架软弱层。建议框架结构的设计应充分考虑楼板和填充墙对框架抗震性能的影响,适当提高柱的刚度和承载力,结构弹塑性分析应采用考虑结构楼板和填充墙的计算模型。
关键词:RC框架;抗震性能;楼板;填充墙;有限元模型;时程分析;破坏机制
来源出版物:土木工程学报,2009,42(5): 13-20入选年份:2013
基于分层壳单元的RC核心筒结构有限元分析和工程应用
林旭川
摘要:目的:钢筋混凝土核心筒是高层及超高层结构中常见的抗侧力构件,也是相应结构体系中主要的抗侧力构件,其抗震性能将直接影响整个结构的抗震性能。与一般的剪力墙的受力模式不同,核心筒空间受力行为明显,截面形状多样,地震作用下筒体的非线性受力与变形非常复杂,准确模拟其非线性全过程是结构抗震分析的一个重要课题。本文开展了基于分层壳的钢筋混凝土核心筒模型的建模方法及力学性能的研究,提出了适用于大震弹塑性分析的核心筒模型。
方法: 核心筒计算模型引入了本课题组开发的分层壳剪力墙模型,从而更好的考虑墙体的面内弯曲-面内剪切-面外弯曲之间的耦合作用,可较全面反映墙体的空间力学性能。核心筒模型综合采用弥散和离散两种钢筋模型,以适应筒体不同部位复杂的配筋细节。为简化建模过程并提高计算效率,分布较均匀的钢筋可弥散到分层壳的钢筋层中;在钢筋布置复杂的连梁、暗柱或边缘约束构件等特殊部位,采用杆件单元加以模拟钢筋,用“Inserts”方法实现钢筋单元与壳体之间的变形协调。为更好的模拟关键位置的钢筋行为,采用了可反映钢材屈服、硬化、软化和Bauschinger效应的单轴钢筋本构模型。通过对单片墙体的往复加载实验和两个轴压比不同的混凝土核心筒的多点加载试验的模拟,对建议模型的准确性进行了验证。利用建议的钢筋混凝土核心筒模型,对某钢框架-混凝土核心筒高层建筑进行了弹塑性分析,分析包括静力弹塑性分析和弹塑性时程分析。
结果: 建议的模型对往复荷载作用下混凝土剪力墙的行为进行了较好的模拟,模拟的力-位移滞回曲线与试验结果吻合良好。模型进一步对文献中2个较大比例、大高宽比的钢筋混凝土核心筒的抗震性能试验进行了模拟,再现了其各种宏观和局部的力学行为。计算得到的底部剪力-顶点位移骨架与试验吻合。模拟得到的墙肢底部的开裂状况与试验观察基本一致。模型还可提供各处钢筋的应力应变细节、墙体平面外变形情况以及筒体的剪力滞后现象等。连梁各钢筋的应力应变分布表明:受拉的交叉钢筋与部分箍筋已屈服,该现象与试验结果相符。运用建议模型对某24层高层钢框架-混凝土核心筒混合结构进行了一系列弹塑性分析。静力弹塑性分析表明,结构的骨架线近似呈双折线形状。弹塑性时程分析表明,结构在罕遇地震作用下的最大层间位移角达到1/112,核心筒的损伤主要集中在底部,核心筒底部受拉侧明显开裂,纵筋发生屈服。
结论:本文提出了采用分层壳单元模型分析筒体结构,并建议了相应建模方法。本模型可实现对大量布置复杂的钢筋进行灵活简便的建模。模型在宏观行为和局部细节上对单片剪力墙和核心筒的抗震性能试验进行了合理模拟,验证了模型的有效性。对某一复杂实际高层进行了一系列的弹塑性分析,示例说明了所建议的模型在高层建筑的大震弹塑性计算方面的可行性。
来源出版物:土木工程学报,2009,42(3): 49-54入选年份:2013
地铁盾构隧道重叠下穿施工对上方已建隧道的影响
何川,苏宗贤,曾东洋
摘要:以广州地铁三号线大塘一沥浯区间盾构隧道穿越的地层条件为背景,针对盾构隧道结构的特点,引入横向和纵向不等的刚度折减系数,采用室内相似模型试验和三维有限元数值计算相结合的手段,对地铁盾构隧道重叠下穿施工所引起的上方已建隧道纵向变位、纵向附加轴力和弯矩、横向变形、横向附加轴力和弯矩进行了深入研究,探讨和揭示了围岩条件、隧道净距、顶推力等因素作用下盾构隧道重叠下穿施工所引起的已建隧道的变形和附加内力分布变化的影响规律。研究结果表明,新建盾构隧道施工所引起的已建隧道最大隆起点位于掌子面前方约2D(2倍直径)附近,不均匀沉降主要出现在约掌子面前方3D到后方2D的范围内,顶推施工将引起已建隧道在掌子面前方产生较大附加内力,而对后方影响较小,具体视隧道埋深、间距、围岩和施工因素而定。
关键词:盾构隧道;重叠;等效刚度;附加内力
来源出版物:土木工程学报,2008,41(3): 91-98入选年份:2013
建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状
江晓峰,陈以一
摘要:纽约世贸大楼遭受大型客机撞击后引起的结构倒塌事故是从局部楼层的破坏向其他各楼层扩展的连续性倒塌过程,这种最终的完全倒塌或相对于初始局部破坏的大范围倒塌,导致了大量的人员伤亡和巨大的财产损失。国外针对突发事件下结构抵抗连续性倒塌的课题研究历经数十年,形成了明晰的抗倒塌设计思想,提出拉结力设计和备用荷载路径分析等方法,但在诸多方面仍未充分展开,尚难以与传统的结构设计方法相融合。将对结构连续性倒塌控制与设计方法、结构鲁棒性能和冗余特性评价等问题作出评述,并针对大跨结构体系的抗倒塌研究作一探讨,最后结合工程实例,简单讨论倒塌事故的过程和防倒塌设计的注意点。
关键词:突发事件;初始局部破坏;连续性倒塌;鲁棒性能;冗余特性;敏感性分析
来源出版物:土木工程学报,2008,41(6): 1-8入选年份:2013
钢管再生混合短柱的轴压性能试验
吴波,刘伟,刘琼祥,等
摘要:为揭示钢管再生混合短柱的轴压性能,通过17根试件的轴压试验,考察钢管再生混合短柱与钢管混凝土短柱的7 d和28 d轴向受力行为,比较二者的刚度、强度和延性。根据国内外钢管混凝土结构设计标准,对试件的抗压承载力进行计算,基于计算结果与试验结果的对比,建议钢管再生混合短柱的抗压承载力计算公式。研究结果表明:1)虽然钢管再生混合短柱采用了32%~35%的废弃混凝土,但其轴向受力性能却与全现浇钢管混凝土短柱相当。2)根据我国标准JCJ 01-89给出的钢管再生混合短柱的抗压承载力计算结果与试验结果吻合较好。
关键词:钢管再生混合短柱;钢管混凝土短柱;受力性能;抗压承载力
来源出版物:土木工程学报,2010,43(2): 32-38入选年份:2013
国家体育场在多点激励作用下的地震反应分析
杨庆山,刘文华,田玉基
摘要:地震地面运动是一复杂的时-空过程,严格来说所有结构的地震反应分析均应考虑地震动空间变异性的影响,尤其是当结构规模和平面尺寸较大时,这种差动效应就更加明显,由此引起的结构反应与一致激励相比有所不同。该文基于相位差谱生成非平稳空间地震动场后,进行了国家体育场在多点激励下的地震反应分析,并将计算结果与一致激励的结果进行了对比。结果显示:水平地震作用下多点激励作用方向上的位移反应多小于一致激励的,多点激励作用下非激励方向的位移大于一致激励的;竖向地震作用下的变形在多点激励时较大。基底剪力和基底弯矩在多点激励作用下的反应较一致激励的小。
关键词:地震动;多点激励;相位差谱;时程反应;功率谱
来源出版物:土木工程学报,2008,41(2): 35-41入选年份:2013
轴压下带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的试验研究
蔡健,孙刚
摘要:对7根轴压下L形钢管混凝土短柱(6根带约束拉杆,1根无约束拉杆)进行试验,介绍试件和试验方案的设计,分析钢板厚度、约束拉杆的直径和水平间距等主要参数对带约束拉杆L形钢管混凝土短柱极限承载力和延性的影响。试验表明,在L形钢管混凝土短柱上设置约束拉杆,可以有效地延缓钢管壁的局部屈曲,改善钢板对核心混凝土的约束效应,提高该类构件的极限承载力和延性。最后,将带约束拉杆L形钢管混凝土短柱划分成1个方形和2个带约束拉杆的矩形钢管混凝土短柱,并借鉴带约束拉杆方形钢管混凝土承载力的计算公式,对带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的极限承载力计算方法作初步探讨。
关键词:L形钢管混凝土;短柱;约束拉杆;极限承载力;约束机理
来源出版物:土木工程学报,2008,41(9): 14-20入选年份:2013
中国古建筑木结构榫卯节点加固的试验研究
谢启芳,赵鸿铁,薛建阳,等
摘要:通过对3个按照 < 营造法式 > 制作的二等材殿堂式木构架的缩尺模型,以及3个碳纤维布和2个扁钢加固榫卯节点的构架模型在水平低周反复荷载作用下的试验研究,得到了未加固构架、碳纤维布加固构架及扁钢加同构架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、变形及耗能等性能。试验结果表明:所有构架的梁、柱构件完好无损,破坏均发生在榫卯节点;未加固构架、碳纤维布加同构架及扁钢加固构架的滞回曲线有明显的不同;碳纤维布和扁钢加固后构架强度和刚度增加,而耗能能力却有所降低;木构架具有非常好的变形能力。扁钢加固适合于强度或刚度明显不足且较隐蔽的榫卯节点。而碳纤维布加固适合于破损程度较小的榫卯节点。
关键词:古建筑木结构;榫卯节点;加固;碳纤维布;扁钢
来源出版物:土木工程学报,2008,41(1): 28-34入选年份:2013
重金属Pb(II)在膨润土上去除特性研究
刘国楠,胡荣华,潘效鸿,等
摘要:衡重式桩板挡墙是一种新型支挡结构。相比悬臂式桩板墙、桩锚结构等支护形式,其施工更方便,造价更低,且造型更美观。鉴于该结构的特殊性、复杂性及其构造上存在的多个可变因素,该结构的受力特性尚不明确。为此,基于相似理论,以衡重式桩板挡墙的一般形式为原型,通过多组几何比例7∶1的模型试验,研究了衡重式桩板挡墙结构的土压力分布模式。由试验结果得出:1)卸荷板下土压力为零;2)桩前抗力建议使用m法计算;3)整体结构的受力模式与土压力计算模式。
关键词:衡重式桩板挡墙;受力特性;模型试验;土压力计算模式
来源出版物:岩土工程学报,2013,35(1): 117-123入选年份:2013
汶川地震公路隧道洞口结构震害分析及震害机理研究
崔光耀,王明年,于丽,等
摘要:通过对汶川地震公路隧道震害调查资料的统计分析,对隧道洞口结构进行了震害分析,结果表明:洞外结构受次生灾害影响较大,地震惯性力影响明显;硬岩洞口段隧道结构基本无破坏,软岩洞口段隧道结构震害较严重。通过三维有限差分数值模拟计算和现场典型震害分析,研究了公路隧道洞口结构的震害机理。探明了洞外结构震害机理,即洞外结构受次生灾害影响较大,震害的主要原因是地震惯性力,洞门墙结构和基础设计不合理以及隧道洞口所处位置也是影响洞外结构震害的重要因素。探明了洞口段隧道结构震害机理,即正穿坡面洞口段隧道结构存在软硬围岩交界面时,其附近软岩内隧道结构受较大强制位移作用;正穿坡面洞口段隧道结构覆盖层为软岩时,震害的主要因素是地震惯性力。研究成果对公路隧道洞口结构的抗减震技术有着重要的意义。
关键词:洞口结构;震害分析;震害机理;地震惯性力;强制位移
来源出版物:岩土工程学报,2013,35(6): 1084-1091入选年份:2013
编辑:张宁宁