摘要：目前现浇X形桩(XCC桩)的研究主要集中于黏土地基,而对于砂土中XCC桩的相关研究却很少;此外,在研究XCC桩贯入问题时,主要分析的是沉桩挤土效应,而忽略了实际工程施工中挤土位移荷载会对邻近既有桩产生附加桩身响应这一关键问题。为此,利用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)大变形数值技术,建立了相邻贯入XCC桩-砂土-既有XCC桩的整体CEL有限元数值模型,并且将数值结果与室内模型试验测量数据进行比较,验证了CEL数值技术在分析相邻XCC桩-土体-既有XCC桩相互作用的可行性和有效性。然后,开展了一系列参数研究,探讨了贯入深度、相邻桩与既有桩的间距、既有桩桩头边界条件等因素对既有桩侧向响应的影响。最后,基于参数分析的结果,编制了一套可用于岩土工程师在设计初期阶段评估相邻XCC桩贯入引起的既有XCC桩最大侧向响应的设计图,以减轻桩基施工带来的相关风险。

摘要：相似材料设计是保证试验模型与原型力学性质匹配的关键环节之一。依托滇中引水工程的香炉山隧洞,基于相似理论和量纲分析法,推导跨断层隧洞拟静力缩尺试验物理量的相似关系,进而以重晶石粉、河砂为骨料,以石膏、石灰为胶结材料,研制混凝土及岩体的模型相似材料,并通过一系列试验研究各组分对模型材料物理力学参数的影响。试验结果表明:高强石膏含量、水胶比可显著改变相似材料的强度、弹性模量和密度;当砂胶比取0.8~1.2时材料的强度变化较小,当砂膏比取3~12时材料的强度显著降低;以高强石膏、低强石膏、重晶石粉、河砂制配的相似材料可较好地模拟C30混凝土的弹塑性性能及脆性破坏模式;以高强石膏、石灰、河砂制配的相似材料可较好地模拟IV级、V级围岩的张拉劈裂破坏及斜剪破坏模式。该相似材料的研制过程和配比可为类似模型试验及数值模拟提供重要的参考依据。

摘要：活动断层的运动和与其相交山岭隧道的震害密切相关,是隧道抗震设计所面临的严峻挑战之一。为此,以滇中引水工程香炉山隧洞为研究背景,运用断裂力学中的黏性界面模型结合有限元方法模拟正断层破裂过程。通过震害调查和试验结果对三维自由场的响应进行验证。进一步建立跨断层隧道三维数值分析模型探讨了不同断层错动量和倾角对隧道响应的影响规律,并引入损伤指数建立隧道安全评价的分类标准对结构的震害进行初步评估。结果表明:正断层错动所引起的地表破裂机制主要有弯曲陡坎和断裂陡坎;隧道衬砌的轴向拉应变和环向剪应变在其与断层滑动面相交位置处达到最大;断层错动量和倾角的变化对隧道不同震害状态沿纵向分布有明显影响;随断层倾角的增大,隧道衬砌处于严重损伤和完全损毁状态的长度要明显减小,断层倾角在50°~70°时对结构安全更为不利。

摘要：建立了轨道车辆“惯容器-弹簧-阻尼”(Inerter Spring Damper,ISD)悬挂结构垂向振动的动力学模型,采用强迫振动理论进行了振动响应特性以及隔振性能分析。研究发现:ISD结构的振幅、振幅放大因子、速度放大因子和加速度放大因子相对质量比存在极小值点,此最优质量比是频率比和阻尼比的函数;阻尼比和质量比建议取值范围为ξ<0.2及0.1<μ<0.3,此时隔振性能可得到最大程度提升;质量比越大,相位差越小。推导了临界频率比、共振点频率比与质量比的关系,质量比越大,临界频率比和共振点频率比越小,共振点处的振幅放大因子以及共振区宽度也明显减小。该结果对轨道车辆ISD悬挂结构的减隔振性能分析和轻量化研究提供了一种新的思路,并对ISD结构设计中关键参数的选取提供了参考。

摘要：耐震时程分析法是基于给定的目标反应谱构造地震动强度随持时不断增大的人工加速度时程曲线,并用于工程结构非线性动力时程分析,有效反映结构从弹性进入塑性直至发生破坏的全过程,进而对结构抗震性能进行综合评价。为研究该方法在地下结构抗震性能评价中的适用性,以大开地铁车站为原型,建立土–地下结构相互作用有限元模型,基于中国抗震规范的设计反应谱生成3条耐震加速度时程曲线作为地震输入,同时选择15条天然地震动进行增量动力分析,对比研究了地铁车站的地震响应特征。研究结果表明:耐震时程分析结果处于增量动力分析结果的包络线之内,并与增量动力分析结果的均值曲线吻合较好,因此,耐震时程分析方法可以作为地下结构进行抗震性能评价的一种新的高效率方法;此外,场地基本自振周期对应的加速度反应谱强度比输入地震动峰值加速度更适合作为预测地下结构地震响应的地震动强度指标。

摘要：传统水平集方法通过在初始设计中布置一定数量的孔洞来克服其不能自动开孔的缺陷,但孔洞布置方式的差异造成了强烈的初始设计依赖性,改进的参数化水平集方法可以自动开孔,但初始设计对优化结果仍存在一定的影响。水平集带方法可以将水平集方法与变密度法相结合,在零水平集附近引入一个水平集带区域,区域内的材料密度通过水平集函数进行插值。在迭代过程中通过减小水平集带宽度可以逐渐去除中间密度材料,使结构最终收敛到0-1解。引入水平集带可以通过结合变密度法思想提高目标函数和约束函数在拓扑变化中的连续性,从而减轻初始设计对优化结果的影响。通过柔顺度最小化问题验证了该方法可以有效减轻优化结果的初始设计依赖性,并且能够得到更优的目标函数值。此外还探究了水平集带带宽减小速度对优化结果的影响,并将该方法拓展到不规则设计域优化问题中,得到了合理的优化结果。

摘要：针对地下综合管廊受邻近工程施工扰动时的功能完整性问题,基于管廊接口附近节段发生刚体转动假定,针对典型综合管廊接口止水失效模式建立了管廊接口转角与细部尺寸的几何关系式,初步探究不同横截面尺寸管廊在正常使用极限状态下接口止水失效所对应的管廊接口转角限值。以廊内管线极限拉伸和压缩应变量为依据,给出管廊内不同直径的管线达到承载能力极限状态时所对应的管廊转角限值。分析结果表明:管廊接口止水失效对应的转角限值与接口密封形式及管廊横截面几何尺寸有关;廊内管线破坏时的管廊接口转角限值主要受管廊横截面宽度和管线直径影响;当管廊横截面宽度小于10 m、廊内管线直径小于公称直径DN500时,管廊接口止水失效对管廊功能完整性能起控制作用;当管廊截面宽度大于10 m且内部管线直径大于DN500管径,廊内管线破坏先于管廊接口止水失效。综合考虑管廊接口止水失效和廊内管线破坏两种失效模式所给出的管廊接口转角限值,可为管廊接口防水及结构安全设计提供参考。

摘要：土坯砌体短柱加固选用GFRP格栅和钢丝网两种材料,对3种GFRP格栅及2种钢丝网的8种加固方式进行了轴压试验,发现GFRP格栅和钢丝网加固能够提高试件的抗压强度,格栅加固试件的抗压强度平均值提升12.33%~37.0%,钢丝网加固试件的抗压强度平均值提升29.33%~56.67%,试件的变形能力和整体性也得到了显著改善;GFRP格栅的单双层加固的效果近似,刚度大的钢丝网比刚度小的加固效果要好,GFRP格栅单层加固效果比单层钢丝网要好;所有加固方法中双层钢丝网加固效果最好。

摘要：采用2种材料组成的8种加固方案对土坯砌体进行加固,加固材料分别采用3种不同规格的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)格栅和2种径宽的钢丝网。通过对角抗剪试验发现:采用对拉螺栓的加固施工的可操作性良好;分析试验数据得出:加固组的抗剪强度均得到较大提高,与未加固组相比,试件的平均抗剪强度提高了337.5%,平均剪应变提高了530.8%;不仅试件的延性得到改善,而且整体性也得到了显著的提升。复合片材泥浆加固改变了试件的破坏模式,但加固材料的力学性能没有得到充分的发挥。通过综合考虑,推荐采用1号GFRP网片双层加固方法。

摘要：影响地铁车站动力响应的地震动强度参数有多种,研究地震动强度参数和结构地震响应指标的关联性对地下结构抗震设计具有重要的现实意义。为了研究近场地震动作用下适用于评价地铁地下车站的地震动强度参数,以大开地铁车站为原型,基于非线性时程分析结果,通过对22个地震动强度参数与结构地震响应指标进行双对数线性回归分析,从有效性、实用性和效益性对地震动强度参数与结构地震响应指标进行分析评价。研究结果表明:以地表峰值加速度PGA为代表的加速度型地震动参数以和加速度谱强度ASI为代表的谱相关型地震动参数更适合用于研究单层地铁车站结构,适合用于预测结构在地震作用下的动力响应;顶底板层间位移角、中柱底部剪力和中柱底部弯矩适合作为预测地铁地下结构的动力响应指标。