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内支撑局部失效对基坑支护体系影响的试验研究

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科学技术与工程 2022年第36期22卷 16168-16179页

作者：种记鑫魏焕卫王钦山武韬王介鲲郑晓济南轨道交通集团有限公司济南250000 山东建筑大学土木工程学院济南250101 山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室济南250101

中外内支撑排桩支护体系的基坑坍塌事故时有发生,针对内支撑局部失效所引发的结构安全性问题,采用室内模型试验和数值模拟结合的研究方法,通过对比构件失效前后基坑变形及结构内力变化情况,初步揭示内支撑局部失效对整体基坑的影响。结... 详细信息

中外内支撑排桩支护体系的基坑坍塌事故时有发生,针对内支撑局部失效所引发的结构安全性问题,采用室内模型试验和数值模拟结合的研究方法,通过对比构件失效前后基坑变形及结构内力变化情况,初步揭示内支撑局部失效对整体基坑的影响。结果表明:支撑失效后引发的墙体变形在开挖面以上的中下部位最为明显,加载对地表沉降造成的影响要大于支撑破坏,与上部支撑相比下部支撑失效对支护体系更不利。支撑失效后墙体变形以该位置为中心向四周扩散至邻近支撑附近,邻近支撑会限制这种位移影响进一步扩散。最下层支撑失效后对垂直方向未失效支撑的影响大于对水平方向,随着失效支撑的深度降低,其对垂直方向的支撑影响逐渐降低而对水平方向支撑的影响逐渐增加。内支撑局部失效后荷载传递具有明显的就近现象,且随着失效支撑根数的增加,荷载传递系数也随之增大。

关键词：基坑内支撑局部失效荷载传递

深基坑内撑式排桩支护结构局部失效及冗余度研究

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深基坑内撑式排桩支护结构局部失效及冗余度研究

作者：袁小峰重庆大学

学位级别：硕士

随着我国经济技术的快速发展和城市人口密度的不断增加,地上可用空间不断缩小,地下空间工程大量建设,深基坑工程越来越多。城市里的基坑工程由于其位置的特殊性,周边邻近建筑物极多,选择合适的支护结构可以有效约束基坑的变形,减小地面... 详细信息

随着我国经济技术的快速发展和城市人口密度的不断增加,地上可用空间不断缩小,地下空间工程大量建设,深基坑工程越来越多。城市里的基坑工程由于其位置的特殊性,周边邻近建筑物极多,选择合适的支护结构可以有效约束基坑的变形,减小地面沉降和坑底隆起,进而提高基坑的整体稳定性以及减少对周围既有建筑产生过大的影响。国内外基坑垮塌事故时有发生,若支护结构发生局部失效,就有可能导致支护结构变形过大进而导致基坑安全事故的发生。因此,开展深基坑支护结构局部失效及其对基坑的整体稳定性的影响研究是十分必要的。本文以广州新白云国际机场第二高速公路基坑工程为背景,通过采用现场调研、理论分析、现场监测和数值模拟相结合的方法,对基坑开挖过程中的空间效应、支护结构的力学效应、基坑支护桩及水平支撑局部失效对基坑整体稳定性的影响等进行了较为系统深入的研究,并基于依托工程研究了内撑式排桩支护结构设计参数对基坑的冗余度影响。主要研究内容和成果如下:（1）采用Midas-GTS NX有限元数值分析软件建立了模拟实际开挖过程的三维有限元基坑模型,将现场监测结果和数值计算结果进行对比分析,二者分布规律相近,验证了数值模型及其参数选取的合理性,可以用于后续拓展分析。（2）采用数值模拟方法研究了基坑开挖全过程,分析了不同开挖深度下坑外地表沉降、支护结构受力变形变化规律和不同位置处基坑的力学效应。研究表明:支护桩的最大水平位移出现在坑底附近,水平支撑的竖向位置对于桩身内力的分布有较大影响;基坑存在较为显著的空间效应,基坑越深,空间效应越强,基坑中部变形大于基坑边角变形,当距离坑角超过3倍基坑开挖深度时其变形可以等效为平面应变状态;坑外地表沉降曲线呈“凹槽型”变化规律,沉降最大值出现在约0.7倍基坑最终开挖深度。（3）采用拆除构件法模拟研究了支护桩和水平支撑局部失效对基坑整体稳定性的影响,得到了局部失效发生后支护体系受力变形与基坑位移变化规律。研究表明,邻近破坏桩的弯矩传递系数和单桩安全系数的相对大小决定了连续破坏是否继续发生;破坏形成的塌陷区轮廓为圆弧状,当破坏范围增大到一定程度,塌陷区在宽度方向的范围不再增加,而在长度方向的范围继续增大;随着破坏范围的增大,土体滑塌引发的卸荷效应逐渐增强,当土体产生的土拱效应不足以导致邻近的支护桩发生破坏时,连续破坏就将终止;当水平支撑发生局部失效后,剩余未失效杆件并非均摊原被拆除杆件承担的荷载,释放的荷载基本只作用到被拆除杆件两侧最近几根杆件,可导致邻近支撑轴力大幅增加,进而引发支撑的连续破坏。（4）采用数值模拟方法对比分析了不同支护参数正常使用情况下的支护结构受力变形特征,获得了不同设计参数取值对支护结构和基坑位移的影响规律,然后在5根桩局部失效的情况下研究了支护参数变化对基坑的冗余度影响。结果表明,支护桩和支撑刚度适度增大有利于减小基坑的变形,支护桩入土深度和水平支撑竖向位置对基坑的影响显著,入土深度不足,桩身将发生较大的整体侧移,适当加密水平支撑的横向间距,可使基坑在发生局部失效后支护体系有更多的传力路径,基坑抗连续倒塌的能力更高,第三道水平支撑的位置布设对于基坑的安全至关重要,其影响程度高于其他两道支撑。

关键词：深基坑内撑式排桩支护结构局部失效冗余度拆除构件法

城市轨道交通局部失效下客流影响分析与保障方案研究

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城市轨道交通局部失效下客流影响分析与保障方案研究

作者：吴思阳北京交通大学

学位级别：硕士

我国城市轨道交通正向网络化运营格局发展,其吸引客流的能力急剧增强。然而庞大的客流及设备设施的不稳定性,易引发不同程度的失效,降低线网的通行效率和轨道交通系统的服务水平。城市轨道交通局部失效问题对运营安全的影响逐渐增强,现... 详细信息

我国城市轨道交通正向网络化运营格局发展,其吸引客流的能力急剧增强。然而庞大的客流及设备设施的不稳定性,易引发不同程度的失效,降低线网的通行效率和轨道交通系统的服务水平。城市轨道交通局部失效问题对运营安全的影响逐渐增强,现有的应急处理手段难以对其做出有效的应对。基于此,本文在线网局部失效的基础上,研究线网客流演化规律,进行线网客流保障策略研究,旨在为轨道交通运营管理者妥善应对局部失效提供理论方法与实用技术。主要包括以下内容:首先,从轨道交通局部失效理论出发,分析了局部失效下网络客流的传播机理和组织形式。阐述客流保障的定义,将轨道交通局部失效下的客流保障归结为轨道交通系统供给能力和客流需求之间的匹配问题。根据客流演化特点和客流保障机理得出网络级临时性客流保障方案的编制方法。其次,采用两阶段分析法,将局部失效下的乘客出行方案决策问题划分为局部失效发生前后两个阶段进行建模分析。分析乘客出行路径选择决策影响因素,建立基于轨道交通内部影响因素的出行路径综合阻抗函数。提出客流聚类分析方法分析受到局部失效影响的客流,并基于改进的MNL模型构建局部失效前后的乘客出行路径选择模型,为后续的网络客流保障方案研究奠定基础。然后,考虑区间输送能力、车站服务能力和进站客流均衡性,结合进站客流约束,将受影响时间离散成等时段,以列车运能最大化和乘客延误占比最小为目标,建立局部失效下网络客流保障模型。完善城市轨道交通网络化运营局部失效与客流保障技术研究理论与方法。最后以西南地区某城市轨道交通线网为例,通过求解器求解模型,得到客流保障方案。结果表明,模型能够得到精细的客流保障方案,且与实际情况较吻合,验证了模型的准确性和有效性。此外,该方案不仅能够有效的降低区间满载率还能保持乘客延误率的均衡性,进一步表明该模型具有实际应用价值。图22幅,表17个,参考文献68篇。

关键词：城市轨道交通路径选择客流保障局部失效

减震粘滞阻尼器局部失效对框架结构抗震性能的影响分析

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减震粘滞阻尼器局部失效对框架结构抗震性能的影响分析

作者：王莹昆明理工大学

学位级别：硕士

近年来粘滞阻尼器逐渐被广泛应用于减震结构中,目前一方面出现的阻尼器漏油现象时有发生,另一方面阻尼器长期使用的耐久性也未能较全面解决,从而导致阻尼器的失效。这就需要研究阻尼器的局部失效对结构抗震性能的影响,从而更好地布置阻... 详细信息

近年来粘滞阻尼器逐渐被广泛应用于减震结构中,目前一方面出现的阻尼器漏油现象时有发生,另一方面阻尼器长期使用的耐久性也未能较全面解决,从而导致阻尼器的失效。这就需要研究阻尼器的局部失效对结构抗震性能的影响,从而更好地布置阻尼器降低对结构地震的反应,同时也为提高结构抗震的可靠性和如何在失效情况下保护结构提供一些参考。本文前两章主要介绍减震控制技术的发展和粘滞阻尼器的相关理论知识,涉及到相关的基本模型和原理的阐述。这是对前人结果的总结。其次,第三章节中主要介绍基于有限元软件ETABS的理论分析方法和流程设计,对结构模型的相关的建立及分析,进行了充分的说明;另外对附加阻尼比的两种计算方法进行了说明,为工程设计中附加阻尼比的计算提供了参考。再次,第四章进入结构的核心部分,介绍两种情况下粘滞阻尼器的局部失效问题,其一是阻尼器的漏油导致的失效问题,其二是阻尼器出现卡动作为一根杆件导致的失效问题。然后,基于两个框架结构的实际工程,采用快速非线性分析方法对其进行弹性时程分析,并对比粘滞阻尼器在两种局部失效情况下对结构的抗震性能的影响。最后,本文得出对实际工程有指导意义的结论,并阐明文章中存在的不足及对文章的补充和展望。

关键词：粘滞阻尼器局部失效阻尼器漏油阻尼器卡动附加阻尼比非线性弹性时程分析 ETABS

基于ASME Ⅷ-2弹塑性方法的局部失效评定

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一重技术 2019年第5期 1-6页

作者：王云卢峰赵景玉一重集团大连工程技术有限公司辽宁大连116600

ASME Ⅷ-2按分析要求设计中,防止局部失效是其中重要的一部分,以某高温高压加氢反应器冷氢管及侧壁卸料管为研究对象,使用弹塑性有限元法对其进行局部失效分析及评定,结果表明设计结构满足局部失效准则要求。

关键词：压力容器弹塑性分析局部失效 ASME

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高压加热器水室局部失效弹塑性分析

电站辅机 2020年第3期41卷 13-15页

作者：国金莲李凤梅王猛王良超哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨150046

基于真实应力-应变曲线对某高压加热器水室进行了弹塑性分析,并依据ASMEⅧ-2第五分篇中控制局部应变的方法对其进行了局部失效评定。为类似设备的强度设计提供一定参照。

关键词：高压加热器水室局部失效局部应变弹塑性应变极限

跨中局部失效对网架与网壳结构整体稳定的影响

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江苏建筑 2015年第5期 38-41页

作者：张同进徐建成东南大学建筑设计研究院有限公司江苏南京210096 江苏浩森建筑设计有限公司江苏常州213000

文章主要研究网架结构与网壳结构由于跨中杆件存在初始缺陷或局部失效,导致整体稳定性的下降,比较2种结构形式的稳定性对初始缺陷的敏感性程度。通过大型通用有限元软件ANSYS数值模拟,结果表明:网架结构比网壳结构对初始缺陷更加敏感,... 详细信息

文章主要研究网架结构与网壳结构由于跨中杆件存在初始缺陷或局部失效,导致整体稳定性的下降,比较2种结构形式的稳定性对初始缺陷的敏感性程度。通过大型通用有限元软件ANSYS数值模拟,结果表明:网架结构比网壳结构对初始缺陷更加敏感,初始缺陷的存在对网架结构的极限承载力有较大扰动;无论是网架还是网壳结构,对前四阶屈曲模态,随着模态阶数的增加,由于跨中局部失效的影响带来的特征值的变化率越来越小。

关键词：网架网壳局部失效稳定性敏感性

ASMEⅧ-2中防止局部失效评定方法的原理

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化工机械 2013年第2期40卷 146-148页

作者：沈鋆惠生工程(中国)有限公司

防止局部失效的评定方法是新版ASMEⅧ-2规范的一个新特色,规范提供了弹性分析和弹-塑性分析两种方法。对这两种评定方法的基本原理和技术背景进了详细论述,以便在工程应用中正确实施。

关键词：压力容器局部失效弹性分析弹-塑性分析 ASME

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关键连接件功能局部失效对产品运行的影响

汽车工程师 2014年第5期 41-43页

作者：朱正德上海大众动力总成有限公司

螺栓连接方式在汽车中占有重要地位,个别螺栓连接的功能失效,会给产品总成的正常运行带来严重影响。以连接发动机曲轴法兰及飞轮的均布螺栓组为例,对个别螺栓连接因某一因素而导致的失效及影响进行分析。利用机械设计中的螺栓组形心变... 详细信息

螺栓连接方式在汽车中占有重要地位,个别螺栓连接的功能失效,会给产品总成的正常运行带来严重影响。以连接发动机曲轴法兰及飞轮的均布螺栓组为例,对个别螺栓连接因某一因素而导致的失效及影响进行分析。利用机械设计中的螺栓组形心变化原理,求取在局部失效状态下螺栓组承载切向力的最大值。分析结果表明,为了产品的可靠运行,一般情况下,螺栓连接安全系数选取在1.5～2.0比较合理。

关键词：发动机曲轴法兰均布螺栓组连接局部失效连接功能可靠性评估