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考虑波流联合作用的大直径钢管桩自由站立稳定性分析

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岩土工程学报 2015年第11期37卷 1992-1999页

作者：周龙刘润张金凤郭绍曾天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 港口岩土工程技术交通行业重点实验室天津300222

随着海洋工程建设水深的不断增加,导管架平台的钢管桩基础呈现出大直径、深贯入的特点。桩基承载力的提高导致了打桩施工难度的增长,不仅要求具有更大锤击能量的打桩设备,而且对打桩全过程的安全控制提出了更高的要求。桩的自由站立稳... 详细信息

随着海洋工程建设水深的不断增加,导管架平台的钢管桩基础呈现出大直径、深贯入的特点。桩基承载力的提高导致了打桩施工难度的增长,不仅要求具有更大锤击能量的打桩设备,而且对打桩全过程的安全控制提出了更高的要求。桩的自由站立稳定性是打桩分析的第一个重要环节。针对置锤荷载的瞬态性特征,以钢管桩自由站立稳定性的静力分析方法为基础,提出了采用动力算法考虑作用于钢管桩上的波浪力和海流力,建立了钢管桩自由站立稳定性分析的动力模拟方法。研究表明,由于API规范法考虑的是荷载长期作用效果,与钢管桩置锤瞬间的瞬态过程不符,用该方法验算桩的自由站立稳定性偏于保守;动力法分析与API规范的计算结果对比表明,规范中的强度折减系数用于验算桩基自由站立稳定性时可以放大1.5倍。

关键词：大直径钢管桩自由站立波流联合作用稳定性强度折减系数

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新型防沉板基础的地基承载力研究

岩土力学 2016年第11期37卷 3065-3071,3136页

作者：刘润刘孟孟马文冠天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学港口岩土工程技术交通行业重点实验室天津300222

防沉板是水下生产系统中井口、管汇节点、脐带缆等的支撑结构,服役期间需承受V-H荷载空间的强耦合非线性荷载。提出了新型倾斜式裙板防沉板基础型式,倾斜式裙板不仅可以减少海流冲刷对基础下部土体的掏空冲蚀,还可通过调整裙板倾斜角度... 详细信息

防沉板是水下生产系统中井口、管汇节点、脐带缆等的支撑结构,服役期间需承受V-H荷载空间的强耦合非线性荷载。提出了新型倾斜式裙板防沉板基础型式,倾斜式裙板不仅可以减少海流冲刷对基础下部土体的掏空冲蚀,还可通过调整裙板倾斜角度α适应不同工程对承载力的要求,结合工程设计实例研究了新型防沉板的地基承载性能。结果表明,该新型防沉板基础单向极限承载力随土体强度不均匀性指标А的增加呈线性增长,基础与土体接触面属性对水平向承载力的影响远大于对竖向承载力的影响;防沉板基础V-H荷载空间归一化包络线对土体强度不均匀性指标А在0～10范围内具有普适性,在归一化竖向荷载介于0.5-0.8时Hanson公式高估了防沉板基础的承载力。

关键词：水下生产系统防沉板基础倾斜裙板承载特性

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刍议海河下游内河电子航道图系统建设的意义

科技资讯 2024年第3期22卷 121-124页

作者：苗琪房新玉王瑞成解静熊伟天津市港航管理局交通运输部天津水运工程科学研究所天津水运工程勘察设计院有限公司天津市水运工程测绘技术重点实验室天津300456

随着内河水运信息化的发展,构建内河电子航道图系统是当前国内各航道管理部门研究的热点。通过对国内外研究现状介绍,梳理了海河下游内河电子航道图系统构建的框架和主要功能模块,为海河下游内河电子航道图系统建设打下基础;对未来建设... 详细信息

随着内河水运信息化的发展,构建内河电子航道图系统是当前国内各航道管理部门研究的热点。通过对国内外研究现状介绍,梳理了海河下游内河电子航道图系统构建的框架和主要功能模块,为海河下游内河电子航道图系统建设打下基础;对未来建设面临的困难和机遇进行了分析,总结了项目建设的意义,为海河航道信息化打下坚实基础。

关键词：内河水运电子航道图助航导航航道信息化

不同推进比下螺旋桩在砂土中安装力的离散元研究

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岩土工程学报 2024年第6期46卷 1166-1176页

作者：王乐李钰徐志军刘波张春会田英辉天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 河南工业大学土木工程学院河南郑州450001 香港理工大学土木与环境工程学系中国香港999077 河北科技大学建筑工程学院河北石家庄050018 河北省岩土与结构体系防灾减灾技术创新中心河北石家庄050018 墨尔本大学基础设施工程系维多利亚3010

螺旋桩作为一种颇具潜力的海上风电基础形式,其安装问题是螺旋桩能否成功应用在海上风电工程中的关键。基于离散元方法,采用PFC^(3D)模拟分析了螺旋桩在不同推进比下安装时的桩身受力情况以及对周围土体的影响。宏观上,研究了螺旋桩在... 详细信息

螺旋桩作为一种颇具潜力的海上风电基础形式,其安装问题是螺旋桩能否成功应用在海上风电工程中的关键。基于离散元方法,采用PFC^(3D)模拟分析了螺旋桩在不同推进比下安装时的桩身受力情况以及对周围土体的影响。宏观上,研究了螺旋桩在不同推进比下安装时螺旋桩连杆侧壁、连杆端部、螺旋叶片上下表面的受力变化规律;微观上,分析了螺旋桩安装过程中桩周土体孔隙率、配位数及应力变化规律。研究表明:随着推进比的减小,螺旋桩安装时受到的竖向力与扭矩也随之降低,对桩周土体的扰动也更小;螺旋桩在推进比为1时安装与在推进比小于1时安装存在两种不同的安装机制。研究结果对进一步确定螺旋桩在不同推进比下的安装条件具有一定意义。

关键词：螺旋桩推进比砂土离散元法

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细颗粒含量影响渗流侵蚀规律的细观机理研究

岩土工程学报 2024年

作者：梁越冉裕星许彬张鑫强何慧汝江西省港口集团有限公司江西省水运咨询有限公司重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆交通大学河海学院重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室

开展细颗粒的运移特性探究对于明确渗流侵蚀规律具有极为重要的意义，细颗粒含量将直接影响土体的抗渗能力。基于自研的粒子图像测速（PIV）/平面激光诱导荧光（PLIF）渗流侵蚀系统，分析了初始细颗粒含量对于渗流侵蚀过程中的临界水力... 详细信息

开展细颗粒的运移特性探究对于明确渗流侵蚀规律具有极为重要的意义，细颗粒含量将直接影响土体的抗渗能力。基于自研的粒子图像测速（PIV）/平面激光诱导荧光（PLIF）渗流侵蚀系统，分析了初始细颗粒含量对于渗流侵蚀过程中的临界水力梯度及细观流速变化影响。研究表明：根据细观流速演变规律，渗流侵蚀过程可基本分为稳定、局部破坏、整体破坏三个阶段，从而定义了局部破坏、整体破坏临界水力梯度，两种临界水力梯度均随初始细颗粒含量的增加而增大。当初始细颗粒含量低于20%时，试样处于欠填状态，具有明显整体破坏现象；整体破坏后，试样实测平均流速随水力梯度的增加而加速上升。当初始细颗粒含量高于30%时，试样基本处于满填状态，具备极高抗渗能力；试样整体实测平均流速偏低。局部破坏阶段中，试样实测平均流速变化速率随初始细颗粒含量的增加而显著降低。可知，初始细颗粒含量对于试样的渗流侵蚀细观机理具有显著影响。

关键词：细颗粒含量透明土技术粒子图像测速(PIV) 平面激光诱导荧光(PLIF) 渗流侵蚀

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基桩承载力反向自平衡试桩法模型试验研究

港口航道与近海工程 2024年第4期61卷 36-43页

作者：李永刘志杰刘永莉中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津300220 天津市海岸与近海工程岩土与结构重点实验室天津300222 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

针对反向自平衡试桩法在工程实践中可能存在的问题,应用室内模型试验对该方法的可操作性进行研究。首先,设计并浇筑完成了反向自平衡试桩法模型试验装置;其次,分别进行桩身加载和桩顶加载试验,得到试验数据;最后,将试验结果和经验公式... 详细信息

针对反向自平衡试桩法在工程实践中可能存在的问题,应用室内模型试验对该方法的可操作性进行研究。首先,设计并浇筑完成了反向自平衡试桩法模型试验装置;其次,分别进行桩身加载和桩顶加载试验,得到试验数据;最后,将试验结果和经验公式法计算结果进行对比分析。研究结果表明:反向自平衡试桩法荷载箱位置难以同时满足两次加载所需平衡力的要求,且结果还受加载顺序和上下段桩之间预留间距影响,还需对最优加载顺序确定、荷载补偿、上下段桩间预留距离确定等问题进行研究。

关键词：基桩经验公式法自平衡试桩法反向自平衡试桩法模型试验装置 Q-s曲线

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岩土成层条件下抗滑桩计算的改进有限差分法

铁道标准设计 2024年第6期68卷 31-36页

作者：张海洋宋绪国郭帅杰闫穆涵中国铁路设计集团有限公司天津300308 城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程研究中心天津300308 水利工程仿真与安全国家重点实验室(天津大学) 天津300072

滑坡治理工程中抗滑桩可能布置于层状土层、层状岩层,或岩、土成层等各种地质条件下,现行规范对于该问题建议将成层地基按加权平均法换算成等效的当量地基系数,但对于地层差异性较大的岩土成层地基其适用性有待研究。为解决这一问题,基... 详细信息

滑坡治理工程中抗滑桩可能布置于层状土层、层状岩层,或岩、土成层等各种地质条件下,现行规范对于该问题建议将成层地基按加权平均法换算成等效的当量地基系数,但对于地层差异性较大的岩土成层地基其适用性有待研究。为解决这一问题,基于Euler-Bernoulli梁理论建立抗滑桩受荷段、嵌固段整体受荷分析模型,采用改进有限差分法提出抗滑桩全桩内力求解的统一矩阵运算式,避免常规有限差分方法将桩身分为受荷段和嵌固段及利用滑面处连续性条件求解的复杂迭代过程;基于2个边坡工程抗滑桩治理案例,证明改进有限差分法对岩土成层条件下抗滑桩分析的可靠性,计算用时仅需1.2 s左右,相比已有方法进一步提高抗滑桩分析设计的计算效率。

关键词：边坡工程抗滑桩岩土成层改进有限差分法全桩内力分析

岩土成层地基钻孔刚架抗滑桩计算的有限差分法

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铁道标准设计 2024年第9期68卷 75-81,112页

作者：张海洋高乐宋绪国郭帅杰闫穆涵中国铁路设计集团有限公司天津300308 城市轨道交通数字化建设与测评技术国家工程研究中心天津300308 水利工程仿真与安全国家重点实验室(天津大学) 天津300072

传统悬臂或锚拉式抗滑桩采用人工挖孔施工,施工效率低、工期长且安全风险问题尤为突出,目前正被严格限制使用并逐步淘汰,因此,在边坡治理工程中使用机械钻孔成桩替代人工挖孔工艺是未来的发展趋势。钻孔刚架式抗滑桩侧向刚度大、施工效... 详细信息

传统悬臂或锚拉式抗滑桩采用人工挖孔施工,施工效率低、工期长且安全风险问题尤为突出,目前正被严格限制使用并逐步淘汰,因此,在边坡治理工程中使用机械钻孔成桩替代人工挖孔工艺是未来的发展趋势。钻孔刚架式抗滑桩侧向刚度大、施工效率高、结构空间受力更加合理,更加符合城市轨道交通建设“小空间解决大高差”的理念。首先,考虑抗滑桩普遍存在于岩土成层地基的实际情况,以水平弹簧模拟前、后排桩与桩间土的荷载相互作用,根据Euler-Bernoulli梁理论及刚架桩受荷特点,以桩周线性土弹簧刚度反映不同地层的水平抗力差异,建立刚架桩挠曲平衡微分方程;然后,基于有限差分法结合桩顶、桩端共8个边界条件,编制Python有限差分迭代运算程序实现了前/后桩及桩间土的协同作用,以及对刚架桩内力与变形的求解;最后,依托深圳地铁某路堑高边坡钻孔刚架桩现场监测案例,对比发现,二者桩顶最大变形相差在10%以内,验证了所提方法对岩土成层地基中钻孔刚架抗滑桩的适用性,开发的有限差分迭代程序简单便捷,可直接应用于钻孔刚架式抗滑桩工程设计。

关键词：地铁路堑岩土成层钻孔灌注桩刚架式抗滑桩有限差分现场监测

基于OFDR技术的分布式光纤-砂土界面耦合性试验与评价模型研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3557-3567页

作者：张敏捷李佳康张峰裴华富天津外国语大学天津300204 交通运输部天津水运工程科学研究所天津300000 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

光纤与砂土界面的耦合性研究对于促进光纤传感技术在岩土体监测中的应用具有重要意义。为了解光纤与土体间的作用机制,提出一种评价纤土界面耦合性的新型弹塑性模型,采用光频域反射技术开展考虑含水率、光纤种类、拉拔速率、上覆荷载等... 详细信息

光纤与砂土界面的耦合性研究对于促进光纤传感技术在岩土体监测中的应用具有重要意义。为了解光纤与土体间的作用机制,提出一种评价纤土界面耦合性的新型弹塑性模型,采用光频域反射技术开展考虑含水率、光纤种类、拉拔速率、上覆荷载等因素的室内精细化光纤拉拔试验。研究结果表明:该模型计算简便且可准确描述光纤与土体之间的耦合过程;获得光纤监测土体变形失效的临界应变参考值;模型中的耦合系数ζ可有效评价纤土耦合性能。模型参数灵敏度分析进一步明确光纤-土体相互作用机制,为分布式光纤在土体监测中的应用提供重要参考依据。

关键词：土力学传感光纤光频域反射技术(OFDR) 光纤-砂土界面评价模型拉拔试验