高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究     

薛彦瑾  王起才  马丽娜  张戎令  代金鹏  王强 《岩土力学》2020,41(9):3109-3118

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩，其含有微量黏土矿物，易遇水软化、失水崩解，具有一定膨胀性，是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素，故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此，选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标，通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料，提出了泥岩膨胀等级分级标准，采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重，基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明：直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化，克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷；室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。  相似文献   

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应     

代云云  周晶  李志刚 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(1):145-153

触地段(Touchdown zone, TDZ)是在役钢悬链线立管(Steel catenary riser, SCR)的关键部位,在复杂载荷作用下,极易形成损伤缺陷,其载荷寿命的评估是深海结构工程中的一个关键问题。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台,运用损伤管道实体单元与土弹簧阻尼单元相互作用的模型模拟触地段损伤海底管道在复杂载荷作用下的动力响应,数值计算考虑了管-土相互作用过程中的材料非线性、几何非线性以及接触非线性。讨论了单一环向体积损伤位于触地段管道的不同位置时,触地段损伤管道在不同载荷作用下的动力特性及特征点的动力响应。结果表明,管道所受内外压力以及管道提升端的竖向位移载荷会影响结构的自振频率;体积损伤部位的动力响应较完好部位更剧烈;体积损伤的位置和动力载荷频率对管道动力放大系数的影响很大;当动力载荷的激励频率越接近结构基频时,损伤管道的动力响应及动力放大系数越大。  相似文献   

Critical Top Tension for Static Equilibrium Configuration of A Steel Catenary Riser     

Chainarong ATHISAKUL  Karun KLAYCHAM  Somchai CHUCHEEPSAKUL 《中国海洋工程》2014,(6):829-842

This paper aims to present the critical top tension for static equilibrium configurations of a steel catenary riser（SCR） by using the finite element method. The critical top tension is the minimum top tension that can maintain the equilibrium of the SCR. If the top tension is smaller than the critical value, the equilibrium of the SCR does not exist. If the top tension is larger than the critical value, there are two possible equilibrium configurations. These two configurations exhibit the nonlinear large displacement. The configuration with the smaller displacement is stable, while the one with larger displacement is unstable. The numerical results show that the increases in the riser＇s vertical distances, horizontal offsets, riser＇s weights, internal flow velocities, and current velocities increase the critical top tensions of the SCR. In addition, the parametric studies are also performed in order to investigate the limit states for the analysis and design of the SCR.  相似文献   

季冻土区临水内、外拱护墙结构冻胀特征分析及治理     

孙洪伟  翟利杰  任望忠  傅汝进 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(6):1833-1843

为厘清季冻土区临水内、外拱护墙结构冻胀平位移冻害机理，测试隔离层防冻害装置的有效性，在20101110-20110531、20131110-20140531、20171110-20180531三个观测年内，以长春某湖泊临水内、外拱护墙结构为研究对象，选择内、外拱护墙结构和设隔离层防冻害装置的试验内拱护墙结构三者相对比，用钢尺量距法观测三者寒期的平位移状态。结果表明：内拱护墙结构出现倾斜、裂缝导致的内向冻胀平位移冻害，其内向平位移曲线随气温均呈"半驼峰型"，对应观测年持续降温-持续低温-持续升温-正温时段，内向冻胀平位移呈减小-增大-减小-稳定残余的位移运动，诱因是平冻胀应力的生成-增长-减弱-消失作用；外拱护墙结构出现较小的外向冻胀平位移，外向冻胀平位移曲线均呈"波浪型"，无冻害发生，冰凸拱平冻胀应力推动外拱护墙结构压缩冻土凹拱形成外向冻胀平位移，冻土凹拱限制了外向冻胀平位移发展；设隔离层防冻害装置的试验内拱护墙结构未发生平位移冻害，其内向冻胀平位移较自然冻胀的内拱护墙结构减小83.92%，较外拱护墙结构减小51.74%，表明隔离层防冻害装置防治冻胀平位移冻害有效。  相似文献   

沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力影响研究     

冯忠居  王思琦  王溪清  王泽国  潘放  成圆梦  李军 《岩土力学》2023,44(1):119-130

沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同沟谷宽度B、沟谷坡度α下的拱涵涵周土压力及涵顶土压集中系数Ks的分布规律,并与最新涵洞设计规范进行了对比,阐述了沟谷地形下高填方拱涵土压力形成机制。研究表明：（1）沟谷宽度B对涵顶土压力集中系数Ks影响显著,沟谷宽度B为4D～6D,D为拱涵的净跨径,涵顶土压力集中系数Ks增幅较大;（2）沟谷宽度B小于4D时,可发挥沟谷地形对涵洞的减载作用;（3）沟谷坡度α在45°～60°时,涵顶土压力及其Ks变化最显著;（4）填土高度为20m,α>70°时,Ks≤1。填土高度为40m,α>50°时,Ks≤1;(5)我国最新涵洞设计规范推荐的Ks与离心模型试验、数值模拟规律存在一定差异,当α=45°时,沟谷宽度B较小时,规范的涵顶土压力集中系数Ks较为保守;（6）沟谷地形下高填方拱涵Ks与拱顶压密区、等压面的形成有关。拱顶压密区可引起拱涵涵顶土压力集中,并引起压密区周边土体...  相似文献   

长江漫滩区深大异形基坑施工对紧邻特大型桥梁影响及变形控制研究     

史建升  徐源  李慧  阎长虹  侯珏  俞良晨  赵华新  崔王洪  徐成华  刘刚 《地质论评》2024,70(1):2024010005-2024010005

随着地下空间资源的开发利用,越来越多深基坑呈现出开挖深、规模大、形状不规则等特点,其支护结构设计复杂,施工难度大,具有明显的空间效应。本文以南京地铁某基坑工程为例,分析基坑施工对邻近桥梁的影响。其场区位于长江下游漫滩相二元结构地层分布地段,上部软土层厚度大,下部承压含水层地下水位高、水量丰富,地质条件复杂,该基坑为典型的深大异形基坑,距离某大桥的双曲拱引桥仅为7. 2 m,由于之前桥梁已遭受其他地下工程施工产生的较大变形,所以后续工程对其影响变形控制要求极高。为此,该车站基坑支护结构设计基于地下空间实际功能采用设置分隔墙分区开挖及MJS超深工法墙综合变形控制方案。本文通过有限元数值模拟计算,开展复杂环境下基坑开挖引起的围护结构及桥梁桩基的变形预测分析,计算结果显示,该深大狭长异形基坑开挖对邻近桥梁沉降变形影响显著,通过设置分隔墙分区开挖及MJS工法墙进行变形控制,能够较好地控制基坑的空间效应,减少“长边效应”、“异形效应”等对桥梁沉降变形的影响。通过现场基坑开挖过程实际监测结果,验证这一综合变形控制方案的可行性。该研究成果对于类似复杂地质条件下深大狭长异形基坑的支护及施工设计具有很好的借鉴意义。  相似文献   

自由站立式立管总体运动疲劳分析     

康庄  李辉  孙丽萍  冯玮  贾旭 《海洋工程》2011,29(4):43-50

由于良好的疲劳特性,自由站立式立管(FSHR)正广泛应用于深海油气田的开发当中。首先根据设计参数建立FSHR详细的有限元模型,然后利用谱分析方法对FSHR进行总体运动疲劳分析,以确定FSHR总体设计参数是否满足运动疲劳要求。最后对工作于相同环境下的钢悬链立管(SCR)进行总体运动疲劳分析,探讨哪种立管系统的疲劳性能更为优良。计算结果表明FSHR系统中刚性主管最大运动疲劳损伤出现在刚性主管顶部,FSHR总体设计参数满足规范要求;FSHR总体运动疲劳寿命要远大于SCR,体现了FSHR系统对浮体运动与刚性主管之间具有良好的解耦作用。  相似文献   

大跨径钢管混凝土拱桥减震控制装置参数的研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

周锐  王浩  宗周红  陈政清 《地震学刊》2011,(5):535-541

大跨度桥梁结构的减震控制研究对于桥梁结构的抗震安全具有重要意义。本文以主跨368m的茅草街大桥为研究对象,基于ANSYS建立了该桥的三维有限元模型,并采用子空间迭代法分析了该桥的动力特性。在此基础上进行了大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应及减震控制研究,重点进行了弹性连接装置和粘滞阻尼器减震效果的参数敏感性分析,并对比分析了不同位置布设减震装置时的效果。结果表明,纵飘振型对该桥肋纵向相对位移的贡献最大;弹性连接装置和阻尼器均能有效减小地震作用下该桥的肋梁纵向相对位移;综合考虑各关键部位的地震响应时,同时采用两类减震装置并将其分散布置时的减震效果最佳。结论可供大跨度中承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计参考。  相似文献   

Review and enhancement of 3D concrete models for large‐scale numerical simulations of concrete structures     

B. Valentini  G. Hofstetter 《国际地质力学数值与分析法杂志》2013,37(3):221-246

The present paper focuses on selected plasticity and damage‐plasticity models for describing the 3D material behavior of concrete. In particular, a plasticity model and a damage‐plasticity model are reviewed and evaluated. Based on the results of the evaluation, enhancements are proposed, aiming at improving the correspondence between predicted and observed material behavior and aiming at implementing a robust and efficient stress update algorithm in a finite element program for performing large‐scale 3D numerical simulations of concrete structures. The capabilities of the concrete models are demonstrated by 3D numerical simulations of benchmark tests with combined bending and torsional loading and combined compression and shear loading and by a large‐scale 3D finite element analysis of a model test of a concrete arch dam. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

高拱坝施工初-中期导流风险模型及应用          下载免费PDF全文

张超  胡志根 《水科学进展》2019,30(1):102-111

面向工程设计阶段,采用高拱坝施工动态仿真技术获取施工初-中期挡水度汛面貌数据,综合考虑水文、水力随机性因素,构建高拱坝施工初-中期导流风险模型,提出采用Monte Carlo方法耦合挡水度汛面貌数据和主要随机因素进行风险模型求解的方法。基于风险分析原理提出了导流洞设计的风险判别方法,给出导流洞尺寸设计优化的数学模型和具体步骤。通过金沙江上游某高拱坝工程案例分析的结果表明:所提风险模型及求解方法是适用的、有效的,该模型能够得到整个施工初-中期导流风险率,较为客观地反映高拱坝施工中期度汛可能存在的两种挡水情况,克服了初期导流风险模型的局限性;施工中期导流风险率随导流洞尺寸增大而减小,导流洞尺寸设计的可行方案集存在界限,即优化方案。研究成果可为高拱坝施工导流的风险决策和设计优化提供理论支撑。  相似文献