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考虑微拱效应的隧道管棚受力机制分析与支护效果评价

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岩土工程学报 2023年第3期45卷 561-570页

作者：李然王圣涛王静峰张顶立陈平潘红桂李奥合肥工业大学安徽合肥230099 中铁四局集团有限公司安徽合肥230023 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 苏交科集团股份有限公司江苏南京210019

考虑管间微拱效应、初期支护滞后效应、应力释放时空效应和基床系数变化特性,将管棚在轴向上划分为不同受力区段,建立深浅埋隧道管棚的力学理论模型,进而通过参数分析揭示管棚力学响应受影响规律。研究表明:(1)管棚在环向上表现为微拱效... 详细信息

考虑管间微拱效应、初期支护滞后效应、应力释放时空效应和基床系数变化特性,将管棚在轴向上划分为不同受力区段,建立深浅埋隧道管棚的力学理论模型,进而通过参数分析揭示管棚力学响应受影响规律。研究表明:(1)管棚在环向上表现为微拱效应,具有承载减跨效果,管棚外载为管间微拱转移的岩土压力;(2)管棚轴向上体现为长梁效应,发挥荷载传递作用,将超前围岩荷载传递至后方初支;(3)基于Pasternak弹塑性地基梁理论,推导了管棚挠度和内力的理论解,较既有理论解更贴近实测结果;(4)提出了围岩/初期支护承载比和管棚挠曲变形以量化评价管棚支护效果,为合理控制管棚变形并有效传递围岩荷载,软岩大跨隧道开挖进尺不得大于2m,拱顶附近30°范围内的管间距较其他部位应缩短5~10 cm。

关键词：管棚隧道工程微拱效应受力机制变形预测

地震作用下抗滑桩-预应力锚索框架组合结构受力机制

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地球科学 2022年第12期47卷 4362-4372页

作者：陈建峰杜长城陈思贤石振明彭铭同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 福州规划设计研究院集团有限公司福建福州350108

为了解抗滑桩-预应力锚索框架组合结构在地震作用下的受力机制,基于四川省东北部某滑坡治理工程,采用MIDAS/GTS有限元程序建立抗滑桩-预应力锚索框架数值模型,利用位移时程曲线法对加固边坡进行稳定安全系数计算,而后输入不同峰值地震... 详细信息

为了解抗滑桩-预应力锚索框架组合结构在地震作用下的受力机制,基于四川省东北部某滑坡治理工程,采用MIDAS/GTS有限元程序建立抗滑桩-预应力锚索框架数值模型,利用位移时程曲线法对加固边坡进行稳定安全系数计算,而后输入不同峰值地震加速度(peak ground accelerations,PGA)的Wolong地震波,分析了加固边坡的加速度响应、桩锚结构内力变化以及荷载分担规律.研究结果表明,加固边坡的稳定安全系数满足规范要求,在地震作用下其上部存在潜在浅层滑面,中部和下部存在潜在深层滑面,与静力条件下加固边坡的潜在滑面分布不同,这是加速度高程放大效应所致;随着输入地震波PGA增大,加速度高程放大效应明显加强,且抗滑桩桩身弯矩和剪力增大,但其最大值出现位置不变,桩身正、负弯矩最大值分别位于距桩顶约0.7 L和0.4 L处,最大正、负剪力分别位于距桩顶约0.9 L和0.7 L处,实际工程中需注意防范抗滑桩在滑面附近发生破坏;同时随着输入地震波PGA增大,桩锚承担的荷载逐渐增大,但抗滑桩分担的下滑力比例增大,而锚索分担的下滑力比例减小,故实际工程设计中不应固定桩锚荷载分担比例.

关键词：抗滑桩预应力锚索边坡地震受力机制工程地质

海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力机制数值研究

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工程力学 2023年

作者：谷音俞安华福州大学土木工程学院

近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁，巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响，其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件，基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸，构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结... 详细信息

近海桥梁面临着海啸等极端波浪的威胁，巨大的波浪力对桥梁下部结构产生严重影响，其受力机制尚不明确。采用OpenFOAM开源软件，基于RANS方程和SSTk-ω湍流模型模拟海啸，构建了不考虑上部结构的桥墩和考虑上部箱梁结构的桥墩-梁两种结构形式的海啸波荷载作用模型进行了分析比较，研究了海啸作用下近海箱型桥梁下部结构的水平力分布和受力机制，并分析了不同分布力对桥墩力矩的影响。研究结果表明：考虑箱梁对流体影响后，桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的水平力峰值为单独桥墩模型的1.45倍～1.96倍之间；桥墩-梁模型中桥墩的海啸作用分布力差异较大，墩顶受力最大，后逐渐减小，墩中部到墩底受力比较均匀，而单独桥墩模型的海啸作用力分布比较均匀，墩顶到墩底受力相差不大；桥墩-梁模型中海啸作用于桥墩的力矩峰值为单独桥墩模型的1.60～2.33之间。海啸作用下近海箱型桥梁下部结构受力应充分考虑上部结构箱梁对周围流体的影响，研究对于桥墩的破坏模式的判别及其减灾防护措施的制定具有重要的意义。

关键词：近海桥梁下部结构箱型海啸受力机制

水电站明钢管受力机制及加强构件的参数敏感性分析

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桂林理工大学学报 2023年第4期43卷 639-645页

作者：刘敬敏杨岩岩夏雨郭杭岡广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 上海原构设计咨询有限公司上海200233 浙江省水利水电勘测设计院杭州310002

从力学机制和承载特性阐明了水电站明钢管的计算模型和典型断面;利用解析法和有限元法对水电站明钢管4个典型断面进行应力计算,通过对比分析明钢管4个典型断面的应力,揭示了两种计算方法的异同以及明钢管各部位的受力机制;进一步研究了... 详细信息

从力学机制和承载特性阐明了水电站明钢管的计算模型和典型断面;利用解析法和有限元法对水电站明钢管4个典型断面进行应力计算,通过对比分析明钢管4个典型断面的应力,揭示了两种计算方法的异同以及明钢管各部位的受力机制;进一步研究了支承环和加劲环两个部位的应力特点,并分析讨论了支承环和加劲环尺寸对这两个部位的影响。结果表明,随着支承环与加劲环高度与厚度比例的增加,支承环与加劲环及其近旁管壁单元的Mises应力值逐渐减小,且水电站明钢管的支承环和加劲环处受力情况复杂,解析法得到的等效应力值比有限元法的大,存在一些不合理的地方,因此建议采用有限元法对水电站明钢管结构进行受力分析。

关键词：明钢管典型断面受力机制解析法有限元法

基于PSB钢筋的高强度锚杆精细分区抗浮及受力分析

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地质与勘探 2024年第2期60卷 377-387页

作者：彭涛任东兴杨宗耀廖宏业赵晓彦薛鹏彭界超中冶成都勘察研究总院有限公司四川成都610023 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756

随着建筑物地下室的埋深增加、地下水位升高以及极端恶劣天气的影响,对抗浮锚杆的性能提出了更高的要求,传统抗浮锚杆的局限性日益明显。为了解决建筑物因不同区域结构自重和地下室底板埋深差异带来的抗浮难题,本文通过精细分区抗浮设计... 详细信息

随着建筑物地下室的埋深增加、地下水位升高以及极端恶劣天气的影响,对抗浮锚杆的性能提出了更高的要求,传统抗浮锚杆的局限性日益明显。为了解决建筑物因不同区域结构自重和地下室底板埋深差异带来的抗浮难题,本文通过精细分区抗浮设计,采用精轧螺纹钢筋代替普通钢筋的高强度扩大头抗浮锚杆解决了抗浮问题,其单根抗浮锚杆的抗拔承载力为560 kN,在最大试验荷载840 kN作用下锚头最大位移仅为5.25~9.97 mm,平均值为7.91 mm,卸荷后回弹率为18.09%~46.26%,未出现破坏,展现了优越的性能。高强度扩大头抗浮锚杆存在3种类型的应力-应变模式,(压密)-预应力抵消-扩大头端压是抗浮锚杆的理想应力-应变模式,其在1120 kN荷载作用下仍能保持正常维持收敛,且抗拔承载力为560 kN时仅处于预应力抵消阶段,仍具有很大的承载潜力。

关键词：抗浮锚杆卵石地层精轧螺纹钢筋受力机制抗拔承载力

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板桩加固护岸受力机制的现场试验研究

岩土力学 2011年第6期32卷 1749-1756页

作者：王新泉陈永辉章宇强郑宏许春虎浙江大学城市学院土木工程系杭州310015 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 湖州市港航管理局浙江湖州313000

结合长湖申航道湖州段板桩加固护岸实体工程,在板桩预制过程中将土压力计埋入板桩侧面,底板施工时将土压力计埋入底板下,测试了在板桩混凝土凝固硬化过程中土压力计的受力情况、护岸荷载下板桩桩身两侧土压力的分布规律及护岸底板下土... 详细信息

结合长湖申航道湖州段板桩加固护岸实体工程,在板桩预制过程中将土压力计埋入板桩侧面,底板施工时将土压力计埋入底板下,测试了在板桩混凝土凝固硬化过程中土压力计的受力情况、护岸荷载下板桩桩身两侧土压力的分布规律及护岸底板下土压力分布规律。试验结果表明,混凝土凝固硬化过程对埋入板桩两侧的土压力计会产生较大拉压应力并逐步趋于稳定,板桩两侧土压力及底板下土压力受施工荷载的影响在沉桩及底板施工初期存在较大调整并逐步趋于稳定;板桩靠岸侧和临水侧土压力分布存在明显差别,靠岸侧主动土压力分布呈现先增大后减小、然后增大的非线性分布规律,临水侧被动土压力基本呈线性分布。《板桩码头设计与施工规范》[1]中推荐的土压力计算方法计算靠岸侧主动土压力和临水侧被动土压力标准值均较实测值小,基本呈现随着深度的增加差别逐渐增大的规律;在护岸荷载作用下底板下土压力呈现两端大中间小的抛物线分布规律。

关键词：板桩加固护岸现场试验受力机制桩侧土压力

大开口车辐式索承网格结构构建及其受力机制和找形研究

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建筑结构学报 2019年第3期40卷 69-80页

作者：冯远向新岸王恒陈文明中国建筑西南设计研究院有限公司四川成都610041

提出了大开口车辐式索承网格结构,其适用于体育场、足球场等大跨空间屋盖结构体系。介绍了该结构的型体构成和基本受力原理,并对结构的受力机制进行探讨。该结构由刚性网格、索杆体系、内环带桁架及内环悬挑网格组成,其中张拉索杆为刚... 详细信息

提出了大开口车辐式索承网格结构,其适用于体育场、足球场等大跨空间屋盖结构体系。介绍了该结构的型体构成和基本受力原理,并对结构的受力机制进行探讨。该结构由刚性网格、索杆体系、内环带桁架及内环悬挑网格组成,其中张拉索杆为刚性网格提供竖向支撑,刚性网格起到压环作用,结构在水平面内为一自平衡体系;内环带桁架将径向索承结构联系在一起,增加结构的空间整体性,提高了结构的刚度和承载力;内环悬挑网格增加刚性网格压环宽度,进一步提高了结构的承载力。分析了现有找形方法存在的问题,提出了适用于该结构体系,并可保持撑杆竖直、控制撑杆高度的找形方法,并编制计算程序,通过算例验证了该找形方法的有效性。

关键词：杂交空间结构车辐式索承受力机制找形方法

圆钢管自应力钢渣增强混凝土柱的受力机制及承载力计算

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复合材料学报 2020年第5期37卷 1211-1220页

作者：方圆于峰张扬徐琳王旭良安徽工业大学建筑工程学院马鞍山243032

为研究圆钢管自应力钢渣增强混凝土(钢渣/混凝土@圆钢管)柱的受力机制,设计了8根钢渣/混凝土@圆钢管柱进行轴心受压加载试验,其中短柱试件6个,中长柱试件2个。试验考虑钢渣/混凝土膨胀率、径厚比和长径比共3个变化参数。观察试件的受力... 详细信息

为研究圆钢管自应力钢渣增强混凝土(钢渣/混凝土@圆钢管)柱的受力机制,设计了8根钢渣/混凝土@圆钢管柱进行轴心受压加载试验,其中短柱试件6个,中长柱试件2个。试验考虑钢渣/混凝土膨胀率、径厚比和长径比共3个变化参数。观察试件的受力破坏全过程,获取应力-应变曲线、峰值应力等重要参数,分析各变化参数对钢渣/混凝土@圆钢管轴压柱受力性能的影响。结果表明:钢渣/混凝土@圆钢管轴压短柱的破坏形态表现为中部鼓曲状剪压破坏,而钢渣/混凝土@圆钢管轴压中长柱则呈弯曲屈曲破坏;各试件受力破坏全过程曲线均经历峰值点、下降段、缓慢上升段等历程,与普通钢渣/混凝土相比,各试件的峰值应变和峰值应力明显提高,且钢渣/混凝土@圆钢管轴压短柱试件较钢渣/混凝土@圆钢管轴压中长柱试件提高更为显著。根据极限平衡条件和全过程分析,提出钢渣/混凝土@圆钢管柱承载力计算公式。在试验研究基础上,建立钢渣/混凝土@圆钢管柱的应力-应变关系模型,理论计算结果与试验实测数据吻合较好。研究成果可为钢渣/混凝土@圆钢管柱的进一步研究和工程应用提供参考。

关键词：钢管钢渣混凝土自应力受力机制承载力应力-应变

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浅埋暗挖隧道管棚变形监测及受力机制分析

岩石力学与工程学报 2007年第6期26卷 1258-1264页

作者：苟德明阳军生张戈长沙理工大学桥梁与结构工程学院湖南长沙410076 中南大学土木建筑学院湖南长沙410075

在土江冲隧道进口段采用应变计对管棚纵向变形进行监测,根据现场测试结果分析管棚在隧道开挖过程中的受力特性,讨论管棚的作用机制。对管棚的刚性固定端Winkler弹性地基梁模型进行改进,建立浅埋暗挖隧道管棚受力的弹性固定端双参数弹性... 详细信息

在土江冲隧道进口段采用应变计对管棚纵向变形进行监测,根据现场测试结果分析管棚在隧道开挖过程中的受力特性,讨论管棚的作用机制。对管棚的刚性固定端Winkler弹性地基梁模型进行改进,建立浅埋暗挖隧道管棚受力的弹性固定端双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的扰度方程及应力、应变计算公式,提出求解方法。将弹性固定端双参数弹性地基梁模型应用于土江冲隧道管棚作用机制的分析,计算结果与实测结果吻合较好,说明采用弹性固定端双参数弹性地基梁模型分析管棚受力特征是可行的。

关键词：隧道工程浅埋隧道管棚变形监测受力机制