摘要：管廊燃气爆炸效应严重危及城市发展和社会生活稳定,研究燃气爆炸冲击波荷载特征及作用效应对管廊结构优化设计具有重要指导价值。设计开展了城市管廊燃气爆炸相似模型试验研究,分析了不同甲烷浓度情况下燃气爆炸冲击波时程曲线与压力分布特征。理论推导了燃气爆炸荷载作用下结构顶板位移响应峰值计算公式,并结合模型试验结果和数值仿真结果对位移响应理论计算结果进行了验证。结果表明:甲烷浓度为9.5%时,燃气爆炸超压峰值高于10%浓度,在此情况下,超压峰值大小取决于燃气爆炸时的浓度条件;在试验条件下燃气爆炸超压时程曲线升压时长为500~700 ms,超压作用时间约1500 ms,爆炸超压作用时间与模型大小有直接关系;仓内各测点超压峰值分布均匀,可近似看作时变均布荷载。研究结果反映出,理论推导给出的顶板位移响应计算公式切实有效,可用于计算燃气爆炸荷载作用下的顶板最大位移值。

摘要：为给黄土地下洞穴区域的桥梁桩基在设计计算方法和施工技术等方面研究提供依据,针对实际桥梁桩基遇到黄土地下洞穴时,往往盲目地对洞穴先处理再施工,既无法保证桩基安全,也不够经济合理等问题,基于铝管模拟桩体、可发性聚乙烯(expandable polyslyrene,EPE)塑料泡沫模拟黄土地下洞穴的离心模型试验,开展了黄土地下洞穴对桥梁桩基竖向承载特性的影响研究,分析了竖向荷载作用下桩与洞穴水平间距、洞穴发育深度及桩底与洞穴垂直间距等因素对桥梁桩基竖向承载力、桩身轴力和桩侧摩阻力的影响。研究结果表明:洞穴发育深度小于20m且桩与洞穴水平间距大于1.0倍桩径,桩与洞穴水平间距大于桩径的20%且洞穴发育深度小于5m,洞穴距桩底超过8m时,桩基竖向极限承载力受洞穴的影响均较小;随着桩与洞穴水平间距的增大,桩基竖向极限承载力逐渐提高,水平间距越小,桩侧摩阻力越小,桩身轴力有所增大;随着桩底与洞穴垂直间距的逐渐增大,桩基竖向极限承载力逐渐增大,垂直间距越小,桩侧摩阻力发挥越完全,桩身轴力衰减越快;相同荷载作用下,桩与洞穴水平间距越小,洞穴发育深度越深,桩侧摩阻力越小;桩顶荷载较小时,桩底与洞穴垂直间距越小,桩侧摩阻力越大。研究成果可为黄土地下洞穴区域桥梁桩基础的设计提供技术依据。

摘要：结合广中江高速公路跨江桥梁钢管混凝土复合桩工程实际,采用数值仿真方法,对滨江大桥X3-15桩基础竖向承载特性进行数值仿真计算,并与现场试验成果进行对比分析,验证了有限元模型及参数的可靠性。在此基础上,深入研究了不同钢管埋深下钢管混凝土复合桩竖向承载特性的变化规律,计算结果表明,增大钢管埋深能有效提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,钢管埋深在12m范围内增加时,桩基竖向极限承载力增加较快,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅2.0% ~2.2% ;钢管埋深超过12m后继续增加钢管埋深,桩基竖向极限承载力增加幅度较小,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅1.3% ~1.4% ;钢管混凝土复合桩竖向极限承载力由钢管段侧摩阻力、钢管段以下钢筋混凝土段侧摩阻力、钢管端部变截面处端阻力和桩端阻力组成;随着刚管埋深增大,钢管混凝土复合桩总侧阻力逐渐增大,总端阻力则均有所减小,钢管埋深由4 m增加至24 m时,桩基总侧阻力增大了6 382.8kN,增幅9.3% ,桩基总端阻力减小了6 382.8kN,减幅29.8% 。