水泥土性质对静钻根植竹节桩抗压承载性能影响（英文）

目的:静钻根植竹节桩是一种由预制竹节桩和水泥土组成的组合桩基。通过一系列水泥土试块的无侧限抗压强度试验和静钻根植竹节桩的单桩模型试验,研究水泥土性质对静钻根植竹节桩抗压承载性能的影响。得出水泥土强度的提高对静钻根植竹节桩桩侧和桩端承载性能的影响规律,为静钻根植竹节桩的设计和推广应用提供理论依据。创新点:1.得出静钻根植竹节桩桩端扩大头中水泥土强度的提高对其桩端承载性能的影响规律;2.得到静钻根植竹节桩桩周水泥土强度的提高对其桩侧摩擦性能的影响规律。方法:1.通过改变静钻根植竹节桩桩端扩大头的水泥土强度的模型试验,得到桩端水泥土强度的提高对桩基桩端承载性能的影响规律;2.通过桩周水泥土强度不同的静钻根植竹节桩的模型试验,得出静钻根植竹节桩桩周水泥土强度的提高对其桩侧摩擦性能的影响规律。结论:1.提高水泥土强度能够改善静钻根植竹节桩的抗压承载性能;当桩周水泥土强度从0.706 MPa增加到1.21 MPa,桩端水泥土强度从11.10 MPa增加到16.02 MPa时,静钻根植竹节桩极限抗压承载力提高了36%。2.当桩周水泥土强度从0.706 MPa增加到1.21 MPa时,不同深度土层中桩侧极限摩阻力增加到1.06–1.36倍。3.桩端水泥土强度从11.10 MPa增加到16.02 MPa时,静钻根植竹节桩的极限桩端承载力增加到1.42倍。4.在静钻根植竹节桩的实际工程应用中,增加桩端扩大头处水泥土强度能够有效提高桩基的承载性能,而桩周水泥土强度的增加对桩基侧摩阻力的提高效果不明显。     

路堤荷载下混凝土芯水泥土搅拌桩工作特性研究（英文）

研究目的:研究混凝土芯水泥土搅拌桩在路堤荷载下的荷载传递规律和变形控制机理。创新要点:评价路堤荷载下混凝土芯水泥土搅拌桩的地基处理效果,测量混凝土芯的竖向应力变化规律和复合地基桩土荷载分担特点,并分析填土过程中混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的固结规律。研究方法:通过埋设沉降板、分层沉降管、测斜管、土压力盒、孔隙水压力计以及钢筋应力计,在路堤填筑过程中对混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基进行了长期现场试验。重要结论:1.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的总沉降、工后沉降以及深层水平位移控制效果均较好,优于普通水泥土搅拌桩复合地基;2.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的桩土应力比以及荷载分担比均大于普通水泥土搅拌桩复合地基,能有效减小土体表面的荷载量,对于控制沉降有一定的效果。3.在路堤这种柔性荷载作用下,混凝土芯水泥土搅拌桩上部会出现一定的负摩擦阻力,存在一个"中性点"。4.混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基的固结速率较快,能有效控制由于主固结引起的长期沉降。     

水平偏心受荷群桩的非线性分析（英文）

目的:群桩基础在近海建/构筑物及桥梁中广泛应用,而风、浪、船舶撞击等在群桩基础中产生的水平和扭转荷载往往影响群桩基础的安全。本文旨在提出一套能够计算水平和扭转荷载联合作用下的群桩非线性响应简化分析方法。创新点:1.采用广义p乘子法考虑群桩中各桩水平变形导致的桩-土-桩相互作用;2.建立基于瞬时转动中心的基桩桩头位移关系和承台平衡方程。方法:1.通过理论分析给出基桩桩头位移之间的关系,建立承台平衡方程;2.采用荷载传递模型(p-y和τ-θ曲线)模拟桩周土体非线性响应;3.采用广义p乘子法考虑群桩中各桩水平变形导致的桩-土-桩相互作用,并采用耦合因子计算基桩中推-扭耦合响应;4.通过迭代方法求解各基桩p乘子和群桩响应。结论:1.多组算例均表明本文提出的群桩非线性分析模拟能够较准确地模拟群桩响应,尤其在承台位移较大的情况下;2.广义p乘子能够有效地模拟群桩效应的主要部分;3.模型中的简化公式能够应用于实际工程问题分析。     

砂土地基中摩擦型能量桩群桩热力学特性研究（英文）

目的:能量桩在工作状态下的热力学响应十分复杂,同时受到桩顶荷载、桩侧摩擦以及温度等多重因素的影响。当群桩中出现部分能量桩不工作时,将造成上部结构的额外应力与变形。因此,本文重点探讨摩擦型能量桩群桩中部分能量桩在加热制冷作用下的热力学响应,并与单桩的热力学效应进行对比分析。创新点:1.通过建立摩擦型能量桩群桩模型试验,探讨桩侧摩擦对能量桩群桩的影响规律;2.利用能量桩群桩与单桩对比,揭示能量桩群桩与单桩热力响应特性的区别;3.揭示部分能量桩加热制冷作用对能量桩群桩的影响机理。方法:1.建立摩擦型能量桩群桩及单桩的模型试验;2.将能量桩群桩与单桩进行对比,研究能量桩群桩与单桩热力响应特性的区别;3.进行能量桩群桩部分加热制冷试验。结论:1.对于长期工作的能量群桩,可以将其视为一个长宽高与整个群桩相同的热交换体,其表面温度与群桩的平均表面温度一致。2.能量桩单桩在加热过程中,由于桩底受到的限制较大,所以桩顶位移大于桩底位移。3.能量桩单桩在制冷过程中,由于土体及桩体收缩,会出现明显的下沉。4.能量桩群桩桩帽在加热过程中,桩帽的位移与群桩的上半部分长度相关;在本文的试验中,由于群桩上半部分受土的限制较小,因此其位移与桩自由膨胀的位移一样。5.能量桩群桩在制冷期间,群桩的下沉量级要比单桩的大。6.在制冷过程中,能量桩群桩在群桩效应作用下,内部桩的桩底热位移较大。7.能量桩群桩在部分加热的情况下,会出现不均匀沉降,且在加热期间,沉降主要受到不工作桩的牵制影响;而在制冷期间,沉降主要受工作桩的下沉影响。8.摩擦型能量桩的热引起的桩身轴力是与桩侧的土压力大小相关的;由于群桩在群桩效应作用下,桩侧土压力要小于单桩,因此群桩的热引起的桩身轴力要大于单桩。     

水平循环荷载下单桩沉降的离心机试验研究（英文）

目的:探究单桩在水平循环荷载作用下的沉降行为。创新点:1.采用离心机模型试验,研究水平循环荷载作用下单桩的沉降规律;2.揭示了水平循环荷载作用下单桩的沉降机理。方法:1.利用自主研发的伺服加载系统,在100g条件下对单桩施加水平循环荷载,并采用数字图像关联处理技术分析单桩的沉降规律;2.同时针对两个重要参数(即竖向荷载和水平位移幅值)开展正交试验,明确两个参数对桩体沉降的影响。结论:1.在水平循环荷载作用下,桩侧摩阻力将会损失,不平衡力传向桩端,从而让桩体发生沉降;2.作用在桩顶的竖向荷载越大,或水平位移幅值越大,桩沉降越大;3.在水平循环荷载作用下,端承桩抗沉性能优于摩擦桩。     

超长钻孔灌注群桩承载特性的实验研究和数值分析

采用离心机模型试验和三维有限元模型对天兴洲大桥的超长嵌岩钻孔灌注群桩进行了分析.离心机试验中,根据相似理论,不同的原型材料用不同的指标进行模拟,细砂、桩身、承台分别以天然密度、抗压刚度、抗弯刚度作为指标进行模拟.对土体未开挖阶段、钻孔阶段、混凝土灌注阶段和养护阶段的应力场进行了详细的讨论,并应用ANSYS进行了分析.根据2种方法得到的结果,从荷载沉降曲线、桩身轴力分布和侧向摩阻分布等方面,对比分析了加载和卸载条件下超长钻孔群桩的承载特性.结果表明,有限元计算模型与离心机试验模型沉降观测的结果吻合得很好;桩顶反力的分布规律复杂,与承台的自身刚度、相应的假定和分析方法有关;轴力随着深度先稍微增加,后逐渐减少,并且在岩层中减少的速度远比砂土中快.     

胜利浅海油田采油平台独立桩有限元分析

胜利浅海小型采油平台和栈桥平台多采用独立桩支撑,由于受到风、海流、波浪及海冰的联合作用,平台的水平位移成为设计时必须重点考虑的因素.对独立桩的晃动研究是在P-y曲线法的基础上,应用有限元分析软件ANSYS,把桩周土体简化为作用在桩单元上的水平向非线性弹簧单元,模拟独立桩在水平荷载作用下的受力和变形,通过模型桩试验验证此方法的合理性和准确性,为研究海洋独立桩结构提供了一种计算方法.     

既有高速公路沉降处治技术现场试验研究（英文）

目的:集成路堤竖向小直径引孔高压旋喷桩技术的施工工艺,分析其对既有高速公路沉降病害的处治效果,研究路堤在施工过程中的变形特性。创新点:提出路堤竖向小直径引孔高压旋喷桩技术,并通过现场试验和理论研究分析其对既有高速公路沉降的处治效果。方法:1.通过两组现场试验,对处治前后路堤竖向变形(图6~8)、地基内超孔隙水压力(图10)和深层土体水平位移(图11)的变化特性进行分析与研究;2.引用Wu et al.(2016)的理论解答(公式1)构建单桩引起的路堤隆起变形与路堤荷载和注浆压力之间的关系,为工艺参数调节提供依据,并利用实测数据加以验证。结论:1.竖向小直径引孔高压旋喷桩技术能够在较短的时间内抬升路堤和加固地基,从而有效降低既有高速公路的工后沉降速率,处治效果明显。2.路堤隆起变形的大小主要与路堤荷载和注浆压力有关,且随着与桩中心距离的增大而减小;通过合理调节注浆压力可以防止路堤因隆起过大而发生破坏。3.施工期内,高压旋喷会导致超孔隙水压力和深层土体水平位移显著增大;随后,超孔隙水压力逐渐消散,深层土体水平位移也发生一定的回弹。     

水-土特征曲线的不确定性对估算非饱和土抗剪强度的影响（英文）

目的:系统讨论引起水-土特征曲线不确定性的各种可能因素,深入探讨水-土特征曲线的不确定性对非饱和土体抗剪强度的影响,并总结采用水-土特征曲线估算非饱和土体抗剪强度所需要考虑的关键因素。创新点:在采用水-土特征曲线计算非饱和土抗剪强度时,综合考虑水-土特征曲线的不确定性。方法:1.查阅文献,对比试验数据,总结造成水-土特征曲线不确定性的主要因素;2.依据现有估算公式,采用不同水-土特征曲线估算非饱和土抗剪强度;3.对比估算结果和试验测量值,讨论估算过程需要注意的关键事项。结论:1.同一土样在不同测试方法、不同试验环境及不同初始空隙比的情况下,所获得的水-土特征曲线可能表现各异;2.在估算非饱和土抗剪强度时,必须考虑土体的应力状态(或者空隙比),并对现有水-土特征曲线做必要修正,以保证在估算过程中所采用的水-土特征曲线能够真实地反映剪切土样的孔径分布。     

通过离心模型试验和数值模拟研究地下水位降低对高铁桩基础的影响（英文）

目的:地下水位下降会增大土体的有效应力,使其发生固结沉降,桩基础受到的负摩阻力也随之增加,进而引发桩基显著附加沉降,严重时可能超过高速铁路墩台基础工后沉降控制要求。目前,相关研究多集中于短桩且主要以数值模拟为主,试验研究较少,对长桩的研究更不充分。本文旨在通过联合离心模型试验和数值模拟开展深入分析,揭示地下水位下降对长桩基础的影响。创新点:1.通过离心模型试验和数值模拟,重现地下水位下降过程中不同长度桩基的力学响应;2.获得了桩-土相互作用及桩轴力计算参数β随水位下降的发展规律;3.通过实际工程案例分析,提出了考虑地下水位下降的桩基设计方法。方法:1.通过离心模型试验和自主研发的水位控制系统研究地下水位下降对不同长度桩基的影响;2.结合数值模拟,分析桩基沉降、轴力、摩阻力、群桩效应、参数β等随水位下降的发展规律;3.通过实际工程案例,分析地下水位下降对高速铁路桩基沉降发展的影响,并提出考虑地下水位下降的桩基设计方法。结论:1.地下水位下降会增大桩-土差异沉降,引起摩阻力增长,从而造成桩基下沉。2.桩中性点位置对水位下降不敏感;当水位下降幅值相同时,桩长越长,桩身轴力越大,但轴力增长比呈下降趋势。3.在列车荷载下水位下降不仅会因固结效应增加桩基沉降,还通过增加桩摩阻力改变桩基沉降发展模式。4.在列车循环荷载下,为使桩基沉降发展收敛,桩基承载力须增大60.9%以抵抗地下水位下降2 m的影响。     

考虑土体抗拉强度的刚性挡土墙地震和静态主动土压力的一般变分解（英文）

目的：传统的主动土压力计算方法在考虑土体抗拉强度时的假设不合理,具有明显的局限性。本文考虑土体剪切屈服和拉伸破坏准则,不假设滑裂面形态,并基于墙后填土主动极限平衡条件与变分极值原理,提出刚性挡土墙的地震和静态主动土压力的一般解析解,确定相应于墙体可能运动模式的主动土压力合力值及其作用点的变化范围。创新点：1.采用变分法,建立同时考虑土体剪切和拉伸破坏的刚性挡土墙地震和静态主动土压力的紧凑解析解;2.确立相应于墙体平动和转动复合运动模式的刚性挡土墙主动土压力的可能变化范围,以及其合力作用点的合理范围;3.揭示13个基本参数对主动土压力的影响规律,并定量确定剪切-拉裂复合模式的滑裂面形态以及作用于滑裂面上的法向应力。方法：1.基于刚性挡土墙后侧土体的主动极限平衡状态,通过拟静力法引入等效地震力,并根据拉格朗日乘子法和变分极值原理,建立考虑土体剪切与拉裂破坏的地震（含静态）主动土压力的隐式求解方程;2.运用MATLAB中的fsolve函数,通过叠代计算与精度控制,得到主动土压力的计算结果。结论：1.所提方法算得的地震和静态主动土压力,与试验及理论结果具有较好的一致性,且本方法的适用性更为广泛...     

边坡中单桩横向受力的试验与理论研究（英文）

目的:研究边坡段基桩的水平承载特性,以期指导工程实践。创新点:提出一种新的p-y曲线,以考虑边坡坡角和桩在边坡中位置的影响。方法:1.针对平地桩基和坡地桩基两种工况开展两组室内模型对比试验;2.采用ABAQUS建立数值模型,并研究桩径、桩长和土体的弹性模量对桩基水平受荷性能的影响;3.对室内模型试验结果和数值模拟结果进行对比分析,并得出坡地桩基的p-y曲线。结论:1.边坡中侧向受力桩的侧向挠度和弯矩沿桩长的分布与水平埋置桩的分布相似;然而,边坡倾角对单桩的侧向荷载特性有着重要的影响;在相同的荷载条件下,较高的倾斜角度会引起较大的桩身变形和弯矩。2.对于埋置长度不变的桩,桩的极限侧向承载力与坡趾距桩截面中心的距离近似呈双线性关系。3.对于埋置长度不同的桩,其极限承载力随坡脚至桩截面中心距离的增加呈线性增加。     

吸力式基础设计（英文）

目的:吸力式基础具有投资费用低、施工时间短、无噪音和可重复使用等优点,因此被广泛应用在海洋工程领域。本文针对吸力式基础设计中的关键问题,主要综述现有设计理论,指出理论缺陷,并给出设计建议。创新点:综述砂土、粘土和成层土中吸力式基础的安装、回收、基础承载力、基础沉降和服役性能中的关键科学问题和现有设计理论。方法:1.基于文献报道的现场试验和模型试验,针对吸力式基础安装过程中的沉贯阻力、临界吸力和土塞效应,评估现有设计理论的准确性;2.分析粘土和砂土中吸力式基础的完全排水、完全不排水和部分排水条件下静力和循环承载力计算理论;3.针对吸力式基础的长期服役性能,分析荷载引起的基础变形、固结沉降、循环再固结沉降和极端荷载下的"棘轮效应"。结论:1.现有的吸力式基础安装中沉贯阻力计算理论没有普适性;对于临界吸力的计算,由于没有考虑"土拱效应",理论计算值均低估了安装吸力。2.对于粘土中吸力式基础承载力的计算需要考虑循环作用下土体的强度弱化和基础-土间空隙引起的承载力降低,而砂土中基础承载力计算需要考虑排水条件的影响。3.对于吸力式基础的长期服役性能,特别是基础变形的计算,目前还缺少成熟的计算理论。     

考虑滞回效应的非饱和土弹性剪切模量简化模型（英文）

目的:非饱和土的弹性剪切模量是预测土体变形和土工建筑物正常使用服役性能的重要参数之一。本文旨在提出一个描述非饱和土弹性剪切模量的简化模型,减少标定模型参数所需要的耗时非饱和土试验,并考虑吸力、应力、干湿循环及孔隙比对弹性剪切模量特性的影响。创新点:1.提出考虑滞回效应的非饱和土弹性剪切模量简化模型;2.减少标定模型参数所需要的试验。方法:1.基于前人非饱和土弹性剪切模量试验结果,考虑非饱和土中土颗粒间的平均骨架应力及毛细水提供的法向应力作用,通过理论推导建立非饱和土弹性剪切模量的半经验简化模型;2.通过文献中不同非饱和粉土及砂土的弹性剪切模量试验结果验证简化模型的适用性。结论:1.得到一个描述非饱和土弹性剪切模量的简化模型,该模型仅需两个模型参数,减少了标定模型参数所需要的耗时非饱和土试验;2.通过四组不同非饱和土弹性剪切模量试验数据验证了简化模型的适用性,表明该模型能考虑吸力、应力、干湿循环以及孔隙比对弹性剪切模量特性的影响;3.由于进行了简化,该模型可能存在少量预测误差,在宽应力和吸力范围内运用该模型时需要谨慎。     

基于现场试验的复垦地层灌注桩侧摩阻力的深度学习评价方法（英文）

目的:基于极限平衡理论和诸多简化原则的经验公式方法难以适用于复杂的复垦地层中灌注桩的侧摩阻力计算。本文旨在探讨复垦地层中灌注桩在静力加载条件下的侧摩阻力发展规律和特性,并应用深度学习方法,以提高灌注桩侧摩阻力的预测精度。创新点:1.设计现场试验,研究近海复垦地层中灌注桩的承载能力特性;2.建立深度学习预测模型,高精度预测工作荷载下灌注桩的轴力和侧摩阻力。方法:1.通过实验分析,探明复垦地层中不同土层与桩体的相互作用和桩体侧摩阻力的发展规律;2.通过理论计算,指出经验方法在复垦地层灌注桩承载力计算中的缺陷和不足;3.通过序列化的人工智能方法建模,利用土体物理力学参数和桩身试验实测数据,对比验证深度学习方法的精度和计算效率。结论:1.灌注桩适用于复垦地层,能够为基础设施提供足够的承载力;2.经验方法对灌注桩中部桩体的极限侧摩阻力估计良好,而对地层条件较差的桩身两端的估计则存在较大偏差;3.深度学习方法能够综合考虑地层和桩体的相互作用,并且能精确预测在不同工作荷载和极限荷载下的侧摩阻力和桩身轴力,因而适用性更广。     

SRC柱受压试验与数值分析

根据钢桁腹杆-劲性骨架混凝土组合拱桥设计为基础提取参数,将这种组合拱截面简化为钢管混凝土SRC柱进行研究,围绕位置系数和偏心率两个参数进行了9根短柱的受压性能试验.结果表明:SRC柱的破坏模式大都表现为外包混凝土呈现网状裂缝后丧失承载力,其中偏压构件还出现了远载侧的混凝土被拉裂的现象;在受压状态下,SRC柱外包混凝土、钢管、纵筋三者可以协同工作;通过规范计算值和试验值的对比,得出按规范算法的承载力与试验值存在一定差异,并根据试验现象,从规范建议公式出发,提出此类SRC柱轴压承载力简化算法.     

沉管隧道碎石垫层力学行为与变形特性试验研究（英文）

目的:目前国内外尚无采用二片石+碎石作为沉管隧道先铺法垫层的先例,且二片石+碎石组合垫层的力学变形特性尚不明确。本文旨在通过室内物理力学模型试验,定量分析二片石及碎石垫层铺设厚度、级配、落管预压荷载量等因素的影响,提出碎石垫层构造方案以及相应的变形模量和承载力等力学指标,以合理确定垫层厚度及可行的施工工艺、准确评估地基刚度偏差、降低淤泥对碎石垫层承载性能的影响以及保证沉管结构的受力安全。创新点:1.提出二片石+碎石组合垫层的力学变形特性;2.提出落管预压荷载的作用以及对垫层性质的影响。方法:1.分别开展二片石和碎石的室内物理力学模型试验,研究二片石与碎石接触面的平整度、颗粒级配、落管预压荷载以及垫层厚度对垫层的物理力学性质的影响,并在此基础上开展二片石+碎石组合垫层的室内模型试验;2.提出碎石垫层构造方案以及相应的变形模量和承载力等力学指标,以提高沉管结构的受力安全。结论:1.在设计荷载作用下,二片石垫层的荷载-位移曲线呈现越压越密的非线性受力特点,而碎石垫层和碎石+二片石垫层的荷载-位移曲线呈现两阶段线性变化;2.二片石垫层顶部的平整密实度对其沉降和压缩模量有很大的影响,因此在施工时需保证二片石垫层顶部的平整密实度;3.级配和厚度对垫层的压缩性影响不明显,而落管预压荷载对提高垫层初始刚度以及降低初期沉降和总体沉降有明显作用;4.对于预压荷载为30k Pa的0.7m二片石+1.0m碎石组合垫层,压缩模量的取值在0～30 kPa段为48.89 MPa,在30～110 kPa段为10.47 MPa。     

不同垫层型式沉箱基础的水平振动特性研究（英文）

目的:沉箱底部垫层型式对基础的水平振动特性有重要影响。本文旨在探讨不同垫层型式(砂垫层或碎石垫层)对沉箱基础水平动力响应的影响规律,并提出简化的沉箱垫层基础水平动力的非线性分析计算方法。创新点:1.针对不同垫层下的沉箱基础开展室内水平稳态振动模型的试验研究;2.建立沉箱垫层基础的非线性分析计算模型;3.建立沉箱垫层基础模型的动力特性与原型沉箱垫层基础动力特性之间的关系。方法:1.通过室内水平稳态振动模型试验研究,得出不同垫层型式对沉箱基础动力特性的影响规律(图11和12);2.通过理论推导,构建激振力大小与基础振动位移幅值及共振频率之间的关系,并建立相应分析模型(公式(3)和(12));3.通过相似理论,分析模型基础与原型基础之间的动力特性关系(表5)。结论:1.静荷载作用下,基础水平荷载-位移曲线近似于刚塑性发展过程,且基础置于砂垫层时的极限荷载比置于碎石垫层的更大;2.沉箱置于砂垫层或碎石垫层上时,随着激振力幅值的增大,由于土体非线性特性的产生,基础振动响应幅值明显增大,且基础的共振频率呈衰减趋势;3.相对于砂垫层,碎石垫层在动力荷载作用下更易产生塑性变形,从而消耗并阻隔部分能量的传递,进而表现出比砂垫层更好的隔震效应。     

玻璃纤维增强聚氨酯基复合材料圆管弯曲性能试验研究

玻璃纤维增强聚氨酯基(GFRP)复合材料是一种轻质高强的新型材料,GFRP圆管是输电钢塔筒、通讯钢塔筒和钢制路灯杆的有效替代材料,可承受水平荷载作用下的弯剪作用.组成GFRP圆管的材料是玻璃纤维和聚氨酯,配比为(0.60～0.65):(0.40 ～0.35),通过拉挤缠绕方式成型.对GFRP圆管进行直接弯曲试验,研究其弯曲性能,试验结果表明:GFRP圆管在荷载较小时基本保持整体变形,荷载—位移(应变)曲线保持线性增长;荷载达到45 kN后,GFRP圆管在加载点和支点处发生局部屈服,荷载—位移(应变)曲线增长速度加快;荷载达到50 kN后,GFRP圆管出现强化现象,荷载—位移(应变)曲线增长速度减慢;最终破坏模式为复合材料层间剪切分层的局部屈服褶皱破坏,但卸载后屈服变形可以恢复,表明GFRP圆管具有较强的恢复能力.根据美国ANSI/AISC 360-10和澳大利亚AS4100规范对GFRP圆管的局部屈服抗弯承载力进行计算,发现规范计算值和试验值相差小于10％.     

一种可滑移式铅芯橡胶支座的显式数值模拟与试验验证(英文)

目的:随着隔震技术在工程结构中的逐步推广应用,橡胶隔震支座的试验与数值模拟都得到国内外工程研究人员的重视。其中后者因支座大变形时计算较难收敛、铅芯与周边橡胶以及钢板的复杂接触关系较难模拟、采用隐式积分算法时计算规模较难控制等问题,目前仍是这一方向的研究热点。本文旨在探讨基于显式积分算法对一种新型可滑移式铅芯橡胶支座进行准确可行的数值模拟的方法。创新点:1.探究基于显式积分算法的隔震支座数值模拟方法;2.采取多种方法有效地控制了数值模拟计算规模,同时实现了较高的数值模拟精度;3.采用程序中提供的3种接触方式较好地模拟了支座中存在的复杂接触关系。方法:本文主要采用4种方法减小数值模拟计算规模:1.激活程序内置的质量缩放功能;2.合理增大支座中对支座竖向刚度与水平剪切性能影响较小的非关键部件——叠层钢板的厚度;3.合理减小叠层钢板的弹性模量;4.考虑到支座中所有材料均未考虑材料的率变效应,即加载速率对支座的力学性能没有影响,本文数值模拟中所用加载频率为实际加载频率的10倍。此外,本文采用了一般接触、绑定接触与单边接触模拟支座中不同的接触关系。结论:1.显式积分的计算时间步长由2.4×10-7 s增大到3.5×10-6 s;2.与试验结果对比验证了本文提出的基于显式积分算法对该新型可滑移式铅芯橡胶支座进行数值模拟的方法的准确实用性;3.该支座在纯压作用下,部分铅芯发生塑性变形,而在最大剪切位移时,铅芯发生了很大的塑性流动变形;4.与采用隐式算法对该支座进行数值模拟研究所用时间相比,显式算法所用时间少很多。