温度循环下能量群桩的热-力学特性数值分析

来源 :水利与建筑工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MENTAL2010
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以黏土地基中能量群桩作为研究对象,针对能量桩-筏基础建立了简化的二维热-渗流-力(THM)耦合有限元模型,模拟分析了力学荷载与长期冷-热循环共同作用下能量群桩的热-力学特性。研究结果表明:桩头沉降、桩身轴向应力、地基土的温度和超静孔压均随温度循环呈周期性变化。桩头的沉降累积主要发生在第1个温度循环中,边桩桩头累计沉降最大,内部桩头的累积沉降较小。边桩轴向压应力的幅值远大于中心桩。在温度循环中各相邻桩间土的温度相同,筏板外地基土的温度较之桩间土要小得多。温度循环下地基土产生超静孔隙水压力。桩升温时桩间土中的
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利用离散单元法对多级刚网拦阻碎屑流过程进行了数值模拟研究,在采用典型试验对数值计算的正确性和有效性进行数值验证的基础上,进一步研究了刚网间距和网孔尺寸等对各级结构受力的影响。研究结果表明:碎屑流在多级刚网结构的拦阻下逐级减速,形成了反弹、穿透和爬升等运动形式,这些运动形式对应了各级结构受力过程的波动和峰值等特征。在间距有限的条件下,网间颗粒可能会以传力介质的形式实现各级结构受力的关联,从而使各级结构的受力过程变得更加复杂。通过数值模拟不仅可以实现多级刚网拦阻碎屑流过程的模拟,还可以得到不同设置条件下各级结
黄土高填方场地的工后沉降预测结果,是后续地面工程规划布局及建设时机确定的重要依据。针对黄土高填方场地初期获得的工后沉降数据历时较短,采用传统单项模型方法预测效果较差的不足,提出了基于主成分分析(PCA)的工后沉降组合预测方法。该方法的基本思路是:首先对各单项模型的预测结果进行主成分分析求出主成分,接着采用最优模型选择准则(AIC)确定用于建模的主成分数量,其次建立沉降实测值(因变量)与所选取主成分(自变量)之间的多元回归预测模型,然后对模型预测值与实测值进行了比较,评价组合模型的预测效果,最后采用所建立的
采用粉末冶金法制备成分(质量分数)为93W-5Ni-2Fe的高比重钨合金试样,对高比重钨合金试样进行循环1200℃真空热处理+淬火热处理,通过冲击韧性测试和扫描电镜断口形貌分析,研究了同一热处理工艺下,循环热处理次数对高比重钨合金冲击韧性的影响。结果表明:随着循环热处理次数的增加,材料的冲击韧性逐渐升高,第4次循环热处理后冲击韧性达到115 J·cm-2,当进一步增加循环热处理次数后,材料的冲击韧性不再有明显变化;高比重钨合金的冲击断口由第1次热处理后多为钨晶粒解理断裂,逐步过渡为钨
玄武岩机制砂用于制备混凝土是解决河砂资源匮乏的重要途径,其抗压强度与预测方法的研究十分必要。为研究玄武岩机制砂混凝土抗压强度和预测方法,通过室内试验分析了机制砂掺量、钢渣掺量、粉煤灰掺量、水胶比、砂率等因素对其抗压强度的影响;采用三阶非线性函数建立并验证了精度较高的机制砂混凝土抗压强度预测模型。研究表明:随着水胶比、钢渣掺量、粉煤灰掺量的增大和砂率的降低,不同龄期混凝土抗压强度逐渐降低;随着机制砂掺量的增大,混凝土抗压强度呈现先增长后降低的趋势,存在最优掺入量。研究成果可为工程实践提供参考。
变径水泥土搅拌桩加固地基是一种新型的复合地基技术。利用轴对称固结模型并基于等竖向应变假定,推导出其复合地基的固结方程,并得到单面排水条件下复合地基的固结解析解。通过与有限元固结度计算结果的比较,评价了所建立的固结解析解的计算精度。最后,通过参数分析研究了中字形搅拌桩复合地基的固结特性。研究表明:中字形搅拌桩复合地基的固结速率随整个桩体刚度、小直径桩段置换率、扩径桩段刚度和长度的增加而增大,随扩径桩段位置的下移而略微增大。扩径桩段直径的变化对复合地基固结速率没有影响。
以国内首座含V形结构的钢混混合连续梁桥为工程背景,明确其施工阶段和成桥运营阶段下的受力状态,掌握其受力特性和关键部位的应力分布情况;开展参数分析,提出该类桥梁的设计优化建议。结果表明:可采用临时扣索支架联合施工空腹式钢混混合连续梁桥主V形结构,施工过程中结构受力均满足规范要求;施工阶段V形结构下弦整体受压,上弦整体受拉,最不利施工阶段为浇筑上弦混凝土阶段,最大拉应力2.2 MPa,处于下弦中部顶板处;成桥运营阶段V形结构下弦整体受拉,上弦整体受压,上弦顶板最大拉应力2.5 MPa,最大压应力18 MPa;
在计算富水地层中隧道开挖稳定性时,同时考虑开挖面空间效应与渗流场效应具有重要意义,可更加贴合实际施工情况。为了研究在二者同时作用下,隧道稳定性的变化规律,基于统一强度理论推导了考虑渗流体积力影响的隧道开挖弹塑性解答。并运用Hoek拟合方程求解了空间效应影响下隧道的洞壁位移,以此建立了因空间效应而产生的围岩附加位移场、应力场力学模型。进而推导出了在渗流影响下,开挖隧道时渗流体积力、支护阻力、径向位移与掘进面间纵向距离的关系式。根据隧道径向位移以及支护阻力的变化规律,对实际施工中支护时机的选择提供了一定参考。
为了保障川藏铁路高温段隧道安全施工和长久运营,采用RFPA2D-Thermal热-固耦合模型,对低温通风环境下高温隧道的温度场和应力场演化规律以及隧道围岩的损伤破坏机理进行了研究。结果表明:低温通风环境下,高温隧道围岩温度迅速下降,岩体冷却收缩诱发的温度应力会造成岩体自身的损伤,从而萌生损伤裂缝;随着通风时间的增加,损伤裂缝会逐渐向岩石内部扩展;隔热层可以有效减弱低温风流所诱发的损伤作用;增加隔热层厚度和降低隔热层的导热系数,均能增强隔热层的隔热效果。该研究结果可以为川藏铁路隧道隔热层优化设计提供参考。
广义塑性模型(Pastor-Zienkiewicz Model)对遭受不同应力历史的砂土与黏土具有广泛适用性.然而有关黏土广义塑性模型的二次开发研究却鲜有进展,限制了该模型在求解初始边界值
长沙地铁六号线烈士公园南站位于烈士公园园林内,属于植被敏感区,由于植被的特殊性,植被敏感区施工除了需要保证隧道整体施工安全外,还需减少隧道施工对植被的影响。针对该类情况,以保护植被及超大断面隧道施工的安全性为基准,提出了相关植被保护措施及在此基础上所形成的隧道施工工艺,包括如Ф159超前大管棚辅助施工技术、二衬台车拼装预埋吊环技术等措施,同时对现场施工期间进行监控量测,监控量测内容包括土壤张力、地下水位和地表沉降等,并对监测结果进行分析。该研究结果表明采取相关工艺后对现场施工控制隧道位移变形起重要作用,同