桩网结构路基土拱效应离散元研究

建立桩网结构路基的离散元模型,从散粒体和微观角度研究了桩网结构路基中的土拱效应。结果表明：土拱效应随着桩间土的沉降而发展变化,桩间土发生较大的沉降后土拱效应才能达到极限状态。桩顶平面上方1.67倍桩净间距范围内土体的密实度受土拱效应的影响,土体孔隙率的变化与土拱效应发展保持一致。土拱效应发展过程中土体的竖向位移远大于水平向位移,桩顶上方竖向位移小于桩间土上方竖向位移,等沉面的高度位于2.7倍的桩净间距处。土体中竖向应力的影响范围与密实度的影响范围相同,土拱高度为该影响范围的上限,在该范围内土压力系数随土拱     

土体边坡加筋稳定性评价

土工格栅由于具有强度高、低延伸率、与土体具有良好的接触特性等特点而作为土体加筋的主要材料。在土体中适当位置加入土工格栅等土工合成材料可以有效地减少其竖向沉降和侧向变形。通过非线性有限元分析,研究了在顶部不同荷载工况下,加筋前后土体塑性区大小及分布、水平应力及变形、竖向应力及沉降规律。     

二元结构地层基坑嵌岩支护变形性状研究

砂-岩组合地层是南昌地区基坑支护工程中常见的地层组合形式,因砂土体与基岩性质相差悬殊,嵌岩支护结构的性能发挥亦有较大差异。为系统研究深基坑嵌岩支护的受力特性与变形规律,选取南昌某地铁车站深基坑支护工程为例,对基坑开挖支护过程进行三维数值建模分析。研究表明:（1）支护结构在不同位置处的变形差异明显,基坑阴角处支护结构可有效抑制周边土压力及位移发展,表现出明显的坑角效应;（2）立柱桩对被动区土体起到拉锚作用,积极约束桩体临近土体产生竖向位移,可有效提高坑底土体整体力学性能,有助于控制基坑底部隆起变形;（3）基坑开挖支护下,支护构件在砂砾石层中出现支护薄弱区域,墙后砂砾层中土体变形发展迅速,形成贯通地表的潜在软弱滑移带。     

群孔效应对周边环境影响的控制措施研究

在软土地区进行桩基施工时会留下大量空孔,工程案例及已有研究表明,当群孔大量存在时,其对周边环境可能造成的影响相当可观,但减小其影响的措施却尚未得到系统研究。利用Plaxis 3D有限元软件对群孔效应进行了探索分析,针对群孔效应对周边环境的影响,提出了几种较为经济有效的控制措施,包括在桩基施工前提前施工围护结构、提前施工第一道支撑及空孔回填。提前施工围护结构对控制群孔效应对周边环境的影响具有显著效果,提前施工第一道支撑,可以进一步增加围护结构的抗侧移刚度,大幅度减小围护结构的水平变形;采用空孔回填措施时,回填整个群孔区域外围一定排数空孔即可起到较好的效果。实际工程中,上述几种控制措施可根据实际情况综合使用。     

暗挖电缆隧道四通竖井结构稳定性研究

研究暗挖过程中竖井的稳定性,以四通竖井工程为背景,采用midas GTS NX有限元软件对真实施工过程进行了数值模拟,并对超前小导管注浆措施进行论证,对比分析了土体变形规律、喷射混凝土应力变化,并得出了注浆加固措施的影响效果,认为超前注浆加固是必需的施工步骤。将实际施工过程的模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,验证了数值模拟的可行性。结果表明:注浆与否对竖井的地表沉降范围影响不大,但对沉降值影响较大;注浆与否对坑底隆起值影响甚微,空间效应明显;水平位移的最大值出现在竖井底部,注浆与否对水平位移有明显影响;马头门附近的喷射混凝土应力变化显著,需要进行补强措施,为类似工程提供借鉴。     

中国股市财富效应对城镇居民消费的影响

基于连续梁拱组合体系桥各构件的受力特点,采用产生单位变形所需抵抗力的力学概念定义结构刚度和拱梁相对刚度,以在建的国内最大跨径高速铁路连续梁拱桥为工程背景,通过调整拱肋和主梁的截面形式和尺寸,详细分析了不同拱梁竖向刚度比结构的结构性能。研究结果表明:拱肋对主梁中跨受力和变形性能具有良好的辅助作用;随着拱梁竖向刚度比的增大,主梁边跨受力和刚度可能成为控制结构设计的重要因素;拱梁竖向刚度比达到1.0以上时,其对结构性能的影响程度降低。     

北京地铁七号线达官营站洞桩法开挖数值模拟研究

应用FLAC3D软件，对静力作用下达官营站洞桩法开挖过程进行了数值模拟，研究了洞桩法施工各个阶段的地表沉降、桥基变形、管线变形、车站结构受力等。研究表明：洞桩法施工中，2#桥基及各个管线的最大沉降量都超过了限值，应在施工过程中加强监测并采取控制措施。中柱作为结构的主要受力构件，承受较大竖向荷载、剪切荷载的双重作用，是结构的最不利位置，因此在施工中应重点监测，及时采取相应的加强措施，确保施工安全。     

某基坑边坡工程施工监测及分析

目前,在基坑支设计中尚无成熟的方法计算基坑周边土体的变形,而支护结构的变形量是基坑开挖过程中支护结构与土相互作用的最直观反映,对基坑变形进行监测是信息化施工的重要内容。本文针对基坑施工期间的变形监测,以水平位移和竖向位移为衡量目标量,对各开挖支护工况下基坑支护结构及边坡的变形性状进行实时监测,并与有关数值计算结果进行对比,系统地了解和判定基坑支护状态及其变形规律。     

大断面连拱隧道暗挖工法数值模拟研究

浅埋双连拱隧道开挖分部及支护措施繁多,围岩与结构相互作用关系复杂,地表沉降及围岩变形特性与经典沉降槽理论相差较大,工法选择以经验判断为主。针对上述问题,以石家庄六线隧道下穿既有石太直通线双连拱隧道为工程背景,运用有限元分析软件,建立平面应变数值仿真模型,分析三种工法条件下围岩应力、塑性区发展、支护结构内力及地表沉降的特征及规律,为以后类似的工程设计及施工提供借鉴、参考。     

板厚与波高对波纹钢管涵受力性能影响分析

根据《公路桥涵用波形钢板》(JT/T 710—2008)中的F波型建立波形钢管涵有限元模型,分析波纹钢管涵的受力性能,对比分析了板厚和波高2个参数对波纹钢板涵受力性能的影响。计算分析结果表明,随着板厚和波高的下降,波形钢管涵的变形和应力逐渐增大,且增长幅度逐渐增加;波纹钢管涵在波峰截面的水平位移由顶点到最低点呈现3次先增大后减小的变化趋势,在波谷截面的水平位移由顶点到最低点呈现1次先增大后减小的变化趋势,均在1/2点达到最大值;波纹钢管涵的竖向位移由顶点到最低点呈现逐渐减小的变化趋势,在顶点达到最大值;相邻波峰截面和波谷截面的应力变化趋势存在明显不同,波峰截面的应力最小值出现在1/2点及其附近,而波谷截面在1/2点附近有接近于应力最大值的较大值。     

铁路波纹钢管涵病害力学响应数值分析

为支撑波纹钢管涵在铁路工程中的应用,通过数值计算分析了铁路波纹钢管涵对冻胀、融沉和不均匀沉降病害的力学响应。结果表明,土体整体冻胀对波纹钢管涵受力影响显著,1%整体冻胀率引起管涵应力增加约178 MPa;管涵底部、下部45°和侧面位置的局部冻胀均会引起管涵应力的显著增加,1%局部冻胀率可引起管涵应力增加约118 MPa;可见应严格控制涵周土体的冻胀性。通过在涵周设置空陷模拟融沉和不均匀沉降病害,管涵应力对涵底不均匀沉降、融沉不敏感,底部空陷率20%时仅引起管涵压应力增加约27 MPa;管涵应力对下部45°和侧面空陷敏感,下部45°和侧面空陷率为10%时,分别引起管涵压应力增加约121 MPa和168 MPa。     

浅表层隧道爆破对临近古建振动影响的现场模拟试验研究

隧道掘进爆破施工威胁临近建筑物的安全,尤其是结构性能日益衰退的古建筑。为降低此类爆破施工的环境影响,结合南京地铁4号线鼓楼站爆破施工现场模拟试验,对比分析了单孔爆破和多孔孔间毫秒延迟爆破对省级木结构保护文物鼓楼的振动安全影响。根据现场地质资料,模拟爆破点选在离古建筑距离较远而地质条件相近的拟建风道口处。根据6种爆破强度的模拟结果,研究了地表振动衰减和古建筑振动响应规律,并以此预估实际爆破施工时古建筑的峰值振动速度。试验结果表明:2种爆破方式均未造成古建筑鼓楼的进一步损伤,但相比于单孔装药量为500 g的爆破结果,总装药量为1 100 g的6孔毫秒延时爆破能显著地减小峰值振速。文物鼓楼处地表的水平和竖直向振动衰减规律均符合萨道夫斯基公式,水平振动占主导地位;单孔爆破400 g装药量下共振效应最为显著,速度放大效应约为2.4倍。     

钢桥面板横隔板弧形开孔处疲劳裂纹成因分析及构造措施

钢桥面板横隔板弧形开孔处是疲劳裂纹的高发位置。为了分析该位置疲劳裂纹的成因,首先根据关注细节的应力影响线,分析了车轮面内和面外荷载对不同细节应力幅产生的效应。结合火焰切割边缘残余应力的分布,对弧形开孔边缘主压应力主导的状态仍产生疲劳裂纹的现象进行了解释。然后根据线性累计损伤准则,说明了超载对弧形开孔边缘疲劳细节的损伤度的影响。最后讨论了弧形开孔位置焊缝的构造形式和加工制造工艺。优良的焊缝质量和合理的构造形式将会降低应力集中效应,限制超载是控制疲劳裂纹发生的关键。     

大跨度变截面隧道施工工法数值模拟分析

针对后岭下隧道内引出联络线段设计跨度大、变截面横向扩挖尺寸长、安全风险高等特点,对三台阶临时仰拱法上台阶采用支立门架法和类正洞台阶法横向过渡扩挖的2种方案进行了数值模拟,即在10 m过渡段内上台阶分部开挖：纵向先、后行导坑开挖并架设竖向支撑,支点上部纵向加设连接梁或用槽钢将环向拱架纵连。然后拆除扩挖侧中间竖撑,形成横向扩挖门洞,扩挖施工中采取支立门架法防护或类正洞台阶法扩挖,并最终扩挖至拱脚,最后接长正洞环向拱架,完成过渡段上台阶施工。数值模拟分析结果表明,2种方法均安全可行,结合现场围岩实际情况,本工程采取了支立门架方案成功完成了扩挖,洞周土体变形的监测值和模拟值变化规律基本一致,土体位移与应力变化均小于模拟值,且在允许范围内。本案的成功实施为类似大跨度变截面隧道横向扩挖施工提供重要的参考和借鉴,具有重要的实用意义。     

基于MIDAS GTS NX对深基坑开挖变形的规律研究

以合肥市某地铁深基坑工程项目为背景，选用MIDAS GTS NX有限元分析软件建立三维基坑模型，对基坑开挖过程中围护结构的水平位移、基坑坑底隆起以及基坑地表沉降的变形情况进行数值模拟分析。结果表明：随着基坑开挖深度的增加，围护结构邻近建筑物的一侧变形会更明显，最大位移位于围护结构埋深的0.45～0.55倍处；靠近基坑中部的隆起量要大于基坑边缘，变化趋势呈开口向下的抛物线形，最大隆起量为17.29 mm;地表沉降变化趋势类似为“凹槽形”,最大值为12.25 mm,离基坑边缘中点的位置为0.58倍基坑开挖深度。同时将现场监测值与模拟数值对比分析，两者变形规律相似且误差较小。     

收入会影响双薪家庭夫妇的无酬劳动时间吗?——来自CFPS的经验证据

隧道线路的选址和设计应确保滑坡与隧道之间的距离足以避免滑坡对隧道的不利影响。但由于隧道所处环境的改变致使隧址区滑坡复活,进而导致隧道支护结构开裂、仰拱隆起等病害。依托某高速公路滑坡-隧道体系实体工程,采用数值模拟方法,对不同滑坡-隧道空间位置下隧道结构的受力和变形特性进行了对比分析。结果表明,滑坡-隧道体系中,隧道支护结构的变形在3D影响范围内主要受滑坡和隧道空间位置的影响。0D工况由于滑带贯穿整个隧道截面,变形最为不利。拱部变形最不利状态为左1D工况(右侧拱脚与滑带相交),仰拱变形最不利状态为右1D工况(左侧拱肩与滑带相交)。但超过3D范围后,埋深对变形效果开始显现。滑坡位置对隧道支护结构受力的影响规律与变形不同,且对轴力的影响远大于弯矩。在对类似隧道进行监测和处治时,除变形外还应对支护结构关键部位受力进行监测。且应针对滑坡和隧道的不同位置关系,选用针对性加固方案。     

强降雨入渗作用下土质边坡失稳灾变研究

公路边坡浅层垮塌是雨季最为常见的灾害现象,为了研究强降雨入渗作用下土质路堑边坡可能发生突发性失稳滑坡的机理,从实际工程出发以典型双层边坡为例,利用有限元程序ABAQUS对双层土质高边坡降雨入渗全过程中的孔压、应力、位移、塑性应变的变化进行了研究。结果表明:在强降雨条件下,地表水入渗将导致土体浅层的基质吸力减小或消失,土体表层竖向有效应力减小,表层土塑性应变峰值在降雨达到最大时出现;在降雨入渗的作用下,表层土的平均应力呈减小趋势,内部深层土平均应力与等效应力呈增大趋势,可能导致边坡浅层发生失稳,但随着后期降雨强度的减少,其最小应力会逐渐偏移屈服面;不同雨型作用下,边坡不同部位的位移响应差别较大;边坡失稳过程的塑性区呈两个方向向上延伸,一是沿着两层土的过渡区,一是沿着整个边坡滑动弧线,以过渡区为主。     

铁路标准断面隧道节理倾角效应研究

以郑万铁路黄家沟隧道标准断面为研究对象,对不同产状岩质隧道进行稳定性分析,研究围岩力学响应、变形特性以及锚杆力学特征,阐明不同于传统松散介质的层状岩质隧道失稳模式及锚杆支护要点。结果表明:节理面极大削弱了岩体稳定性,开挖会引起沿层理面滑动,导致明显地质偏压。隧道开挖使得层间节理首先被破坏,节理离层区不是发生在最大主应力方向上,而是发生在节理垂直方向。水平层状或倾角较小时,顶部和仰拱节理之间产生离层区,易引起岩层弯折破坏;随着倾角增大,顺弱势节理面滑动趋势增大,破坏主要取决于节理面强度和层状节理之间滑移;当倾角为75°～90°时,破坏主要为边墙岩块弯曲压溃;竖向节理时,中间垂直土体挟持作用减弱,易剪切破坏失稳引起冒顶坍方趋势。从群锚效应来看,锚杆与滑移面夹角大于23°时,锚杆支护效果发挥较为明显的效果。     

桩侧摩阻力退化效应分析

桩的承载力并非定值,而存在退化效应,对其退化现象及退化机理的研究具有重要的现实意义和工程实用价值。本文首先分析了引起桩基承载力变化的各种因素,并提出相应的预防措施。接着探讨了桩侧阻力退化的内在机理,将桩侧摩阻力的退化机理归纳为:桩侧水平应力的退化;桩土接触面粗糙度的下降;桩土相对位移过大,得出了一些有意义的结论。     

盾构下穿高铁路基模型试验系统设计

为更好地指导盾构下穿既有高铁路基设计与施工,以拟建石家庄轨道交通4号线下穿京广高铁京石段为背景,基于相似比对试验箱尺寸、地层与结构相似材料物理特性、试验监测系统、盾构掘进设备进行研究,使其能够在“盾构-土体-既有结构”系统下开展多种形式研究,为盾构下穿既有高铁路基设计与施工提供技术支持。结果表明,设计较大室外模型试验时,为保证材料填筑及后期试验对试验箱不产生较大侧向变形影响,模型箱应采用较大刚度材料制作;结构相似材料配制中弹性模量对试验影响较大,结构相似材料配制以控制弹性模量为主,最终选取325R水泥、细砂、橡胶粉与聚丙烯纤维配制结构材料;隧道埋深是影响既有高铁路基竖向位移的主要因素,因此可在其他条件不变情况下,改变隧道拱顶距管桩底部距离,改变“盾构-土体-既有结构”模型,探究埋深对既有高铁路基竖向位移的影响。本试验设计可为类似模型试验的开展提供参考。