砌体结构倒塌全过程的颗粒流数值模拟

为研究砌体结构在地震作用下的倒塌机理,本文通过PFC2D(Particle Flow Code, PFC)颗粒流软件建立一个三层两跨砌体模型,输入地面震动波,模拟砌体结构在地震作用下的倒塌。结果表明：通过设置合理的模型参数,使用PFC2D软件可以较好地模拟砌体倒塌的全过程。通过对模型的裂纹分布、应力应变及位移等进行分析,较好地反映出砌体结构在地震作用下构件开裂、失效、局部倒塌到整体倒塌的全过程。可以定性了解砌体结构在强震作用下的薄弱部位：边缘墙破坏更严重,底层墙体比上层严重,砌体房屋门窗洞口四角处更易发生破坏。PFC2D颗粒流软件有计算速度快和易实现大规模计算的优点,应用范围广泛。使用该软件并将其应用于建筑物的动态灾变过程研究,能够找出结构的易损部位,方便设计人员采取针对性措施来提高其抗震性能,也能为多层砌体结构建筑的抗震加固提供依据。     

大区域粗粒填土地基土浸水载荷崩塌概率数学建模分析

大区域粗粒填土地基在受到土浸水后颗粒离散元的致密性和颗粒级配出现土体渗流,随着载荷的增大,产生崩塌。研究大区域粗粒填土地基土浸水载荷崩塌概率数学模型,采用二维Voronoi技术建立大区域粗粒填土浸水的宏观本构模型,在基坑外侧与坑底之间,考虑区域粗粒填土地基发生的土体颗粒流离散滞回特性,在PFC3D软件中分析地基土浸水后载荷的荷载能量传递模型。采用基底应力附加固结法进行粗粒填土地基施工,结合地基径向固结的渗流模型,进行大区域粗粒填土地基土浸水载荷的孔隙率变化分析。采用孔隙率来评价粗粒填土地基土浸水载荷崩塌的概率分布,通过优化夯击施工,土颗粒接触紧密,表层位移的显著性降低,降低了地基浸水后的崩塌的可能性。     

集料组成对沥青混合料均匀性影响的试验分析及数值模拟

为分析集料组成及其粒径分布对沥青混合料均匀性的影响,采用自制设备模拟沥青混合料生产中集料从料仓中下落,对单一粒径和AC-13混合料的集料下落试验,采用PFC2D颗粒流程序对AC-13集料级配范围的上限、中值及下限的数值模拟,结果表明混合料中≥9.5 mm及≤2.36 mm粒径级配变异是导致沥青混合料不均匀的关键粒径范围,在沥青路面设计及施工中,严格控制级配可提高的路面工程质量。     

黏土的三轴试验及模拟验证

通过对黏土试样的三轴剪切试验,获得了合理的应力应变关系曲线及损伤破坏参数。基于RFPA理论的应力应变理论和损伤破坏假设,并使用RFPA2D软件对黏土试样剪切破坏过程进行数值模拟,还原了黏土的三轴试验,证明了RFPA理论方法当中应力应变规律、损伤破坏假设对黏土材料进行剪切数值模拟是可行的。     

基于PFC3D模型的岩石宏细观力学参数相关性研究

颗粒流模型的细观参数无法直接从室内试验获取,需对比大量数值结果与物理试验的响应进行标定。为快速、合理的确定岩石材料的细观参数,利用PFC~(3D)模拟室内单轴试验并对结果进行回归分析,建立起单个细观参数与宏观参数间的经验公式,分析岩石颗粒流模型中宏细观参数的关系,结果表明:岩石的泊松比与Kn/ks呈幂函——数增长关系;弹性模量与Ec呈线性增长关系,与kn/ks呈幂函数减小关系;抗压强度主要受平行黏结参数σc、c和φ的影响且与它们均呈正相关关系,同时受kn/ks的影响较弱。最后给出细观参数的匹配步骤,以室内试验为基础进行细观参数标定。模拟结果与试验相近,验证了岩石单轴压缩PFC~(3D)模拟的可行性。     

动静荷载耦合作用下路基土力学特性研究

依据荷载叠加理论,建立了动、静荷载耦合作用下的荷载加载模型,通过ANSYS有限元分析软件建立路基有限元模型,并运用弹塑性理论和有限元动力学基本原理进行瞬态动力反应分析,得出了动、静荷载耦合作用下路基土的应力、变形变化规律,通过改变静载大小或动载幅值,研究不同组合荷载作用下路基土的应力、位移变化规律。     

基于静力试验荷载的自锚式悬索桥受力分析

本文以哈尔滨市阳明滩自锚式悬索桥为背景,通过建立其成桥初始平衡状态有限元模型,对其进行加劲梁典型静力试验荷载理论分析,以了解结构静力特性。再将各试验工况下的理论计算结果与对应荷载试验实测值进行对比分析,根据荷载试验基本原理对结构实际工作状态作出判定,结果表明大桥吊杆和加劲梁等试验测试构件能够满足设计荷载要求,并且桥梁结构具有较好的整体性。     

基于修正的偶应力理论的双层粘弹性纳米板双轴屈曲分析

基于修正的偶应力理论、Kelvin-Voigt模型,研究微观结构旋转影响下简支状态的双层粘弹性纳米板屈曲分析。首先,结合考虑修正的偶应力弹性理论和弛豫理论,将粘弹性微观结构、局部旋转和应力松弛分别纳入了经典粘弹性板理论中。通过分析粘弹性纳米板,得到了偶应力张量。基于达朗贝尔原理和Kirchhoff板理论,采用变分方法求出了粘弹性纳米板的尺寸相关微积分方程及其边界条件。该模型利用Boltzmann叠加原理,利用积分型本构关系对线性非老化材料的粘弹性行为进行了研究。利用Navier的方法 Laplace变换得出了简支的粘弹性双层板的屈曲荷载。根据解析解,分析发现介质的温克尔模量和剪切模量,极限弹性模量与初始弹性模量比值等因素对系统的屈曲荷载有一定的依赖关系。     

黄土隧道围岩破坏模式离散元分析

为系统研究黄土隧道围岩破坏模式,采用颗粒流程序PFC2D进行离散元分析,离散元分析与现场实际的破坏模式基本吻合.对于黄土围岩而言,随着模型荷载逐渐增大,拱顶处先出现破坏,然后初始塌落拱出现,同时破坏向拱脚蔓延;塌落拱进一步向围岩深部发展.埋深是影响塌落拱发展的关键因素.当埋深较小时,形成蔓延至地表的贯通性裂缝甚至塌陷坑;当埋深足够大时,形成稳态塌落拱,与普氏理论类似.压力拱的发展与塌落拱相对应,隧道形成稳态的塌落拱,同时围岩的压力拱亦达到稳定,且拱部压力拱范围扩展较快;反之,即为破坏延伸至地表无法形成压力拱.离散元模型揭示了V级围岩条件下大断面黄土隧道围岩破坏模式,对隧道支?护参数的确定具有重要意义.     

线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型

研究线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型,对筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分布,构建钢筋混凝土柱状结构下的应力损伤模型,实现对混凝土梁抗拉强度幂值函数预测,对提高建筑物的强度具有重要意义。进行混凝土抗拉强度线性徐变的本构关系分析,综合考虑混凝土的材料非线性效应与时间非线性效应,根据低短期荷载模型设计混凝土结构的非线性徐变多块结构化网格,得到线性荷载下的混凝土梁多块结构化网格模型。试验采用4点弯曲分级加载方式,分别是试件DSHCW-1、试件DSHCW-2、试件DSHCW-3和试件DSHCW-4,进行幂值函数预测。得到不同等级地震作用下的剩余抗拉强度与承载力数值分析,构建混凝土的抗拉强度滞回曲线,实验结果得出,采用该试件模型,能有效提高混凝土梁的抗拉强度,通过对幂值函数准确预测,对混凝土梁结构的强度提高有较大贡献,为高层建筑抗震设计计算或加固提供数学模型和理论基础。     

浅谈钢管桩在防渗墙导墙基础加固中的运用

斜卡水电站大坝工程防渗墙导墙下部为软弱的粉土质砂层,为提高导墙的稳定性和基础承载力,特对导墙下部的基础采用了钢管桩进行加固。本篇主要介绍钢管桩的施工方法和钢管桩对防渗墙导墙基础处理后的优越性。     

浅谈沿海地区水泥搅拌桩对结构物软土地基处理效果

文章介绍了在连云港疏港航道整治工程施工过程中水泥搅拌桩对软基处理的效果。软基处理水泥搅拌桩是软基处理的有效方法,但其在作为重力式挡墙的基础时对桩体的无侧限强度有更高的要求,而对于地质差异性很大、含水量超过75％、压缩性高的沿海淤泥层,水泥搅拌桩的效果会受到很大的影响。     

正交实验法分析外窗系统对建筑能耗的影响

选定夏热冬冷地区的典型城市杭州的一公共建筑,利用建筑能耗分析软件DeST对其逐时建筑能耗进行了模拟.选取外窗系统节能的关键因素:外窗朝向(A)、玻璃种类(B)、窗墙比(C)、外遮阳(D),利用正交实验法研究了各个因素对建筑全年能耗的影响.研究结果表明夏热冬冷地区外窗朝向对公共建筑全年负荷影响最大,其次为玻璃类型、窗墙比和外遮阳,并得到了建筑总能耗最小的优化组合方案.     

一种新型复合支护技术在软土基坑工程中的应用

近几年,土钉结合水泥搅拌桩或旋喷桩的复合土钉墙支护技术在深基坑工程的应用中得到了较多的应用,而土钉结合沉管灌注桩的复合技护形式在基坑工程中的应用未见报道。沉管灌注桩与土钉的刚度相差较大,两者综合运用时协同工作效果如何有待检验。在杭州绿洲花园二期基坑支护工程中,土钉结合沉管灌注桩的复合支护得到了成功应用,本文介绍了该基坑工程支护方案与施工、监测情况及应用效果。     

成层非饱和土中桩的纵向振动特性分析

基于Bishop有效应力公式,单相流固结理论,以及阻抗函数递推方法研究了三维轴对称条件下成层简化的非饱和土中变截面桩的纵向振动特性。在频域中,求得了桩顶位移和速度的响应函数。利用傅里叶逆变换,得到了瞬态半正弦脉冲荷载作用下桩顶时域响应的半解析解。通过数值计算,分析了土层模量变化、土层饱和度变化以及桩身截面变化对桩顶频域和时域响应曲线的影响。结果表明,土层模量变化对桩顶频域和时域响应有一定的影响,土层饱和度变化基本没有影响,桩身截面变化影响较大。     

“全回转钻机＋多头抓爪”清桩处理工艺在工程中的应用

“全回转钻机＋多头抓爪”是一种新型的处理地下障碍物（主要是清除桩基）工艺,其适用于多种复杂环境下操作。与原有地下障碍物（主要是桩基）处理工艺相比,有着多方面的优势,其一是该工艺对周边的环境影响较小;其二是处理深度深其三是能够直接切割大规格钢筋和其他钢材;其四是在处理深度较深的桩基及其他障碍物时与传统处理方法有着巨大优势。上海世纪大道2-4地块项目地下连续墙围护及桩基工程中就多次使用了“全回转钻机＋多头抓爪”的处理工艺,处理效果显著。“全回转钻机＋多头抓爪”是地下障碍物处理的一种新型工艺、新方法,处理能力强,在今后的工程施工中必将得到更广泛的推广应用和发展。     

深基坑支护结构的稳定性分析方法及应用

对基坑的失稳形态进行了归纳分析,总结了桩式、墙式支护结构的稳定性验算方法,并以某基坑钻孔灌注桩支护结构为例,对其稳定性进行了验算,得到了相应的安全系数,结果表明:该钻孔灌注桩整体稳定性安全系数最小,为1.4,入土深度合理,基坑稳定,建议在基坑开挖中及时进行监测。     

单桩荷载——沉降计算的一种方法

以荷载传递函数法为基础,考虑桩土共同作用,建立了合适的双曲线模型来反映桩侧和桩端的荷载传递情况,推导了单层地基条件下的荷载-沉降解析解,进而将其应用于成层地基。为今后单桩沉降的计算提供了一种新方法。文中通过对一算例进行了分析验证,得出了一些规律性的结论。     

某公路滑坡的稳定性分析及防治

公路滑坡治理对保护人民的生命财产、保证交通畅通具有重要意义,目前治理公路高陡边坡的措施有SNS柔性防护技术、喷锚网支护技术、抗滑桩墙体系等。而抗滑桩工程则由于抗滑桩具有适应性强、特别适用于滑面较深的大型滑坡,因有滑坡稳定性和地质环境干扰小、可多桩同时施工、工期较短、抗滑能力强等多方面的突出优点成为滑坡地质灾害治理中一种主要的方法。本文将介绍某公路滑坡的治理经验,阐述了滑坡的形成原因,重点分析了滑坡的地质情况,提出了”抗滑桩＋削坡＋锚杆支护＋挡土墙＋截、排水工程”的滑坡体综合治理方案。     

浅谈劲性水泥土搅拌连续墙(SMW工法)施工

随着我国城市建设的快速发展,天津地区随着滨海新区的开发开放,大量高层建筑物不断涌现,地下空间工程不断增加,相应的深基坑工程越来越多,劲性水泥土搅拌连续墙(SMW工法)被普遍应用。尤其天津市的地基土以粘土及粉性粘土为主,更适合SMW工法施工。SMW工法是在水泥搅拌桩中插入型钢或其他芯材形成的同时具有承载力与防渗两种功能的支护形式等多项优点。