波浪作用下临海基坑非等长双排钢板桩受力性状研究

临海基坑工程考虑波浪作用影响,常采用非等长双排钢板桩进行支护,现有双排桩计算模型不适用于此类结构内力变形的计算.为探究波浪作用对此类支护结构内力变形的影响,根据其受荷及布置特点,对现有计算模型中桩土作用力计算方法、前后排桩土压力分配模式及约束形式进行改进,提出非等长双排钢板桩计算模型,与有限元结果进行对比验证,并分析波浪作用对非等长双排钢板桩结构内力变形的影响规律.结果表明:(1)无波浪作用时,基坑侧(前)排桩的弯矩峰值约为临海侧(后)排桩的2倍,前、后排桩弯矩分别呈“抛物线”和“S”型分布;(2)无波浪作用时,前、后排桩水平位移峰值相等且均出现在桩顶,分别呈“对数函数”与“线性函数”型分布;(3)波峰作用下,前、后排桩弯矩及水平位移变化规律与无波浪作用时基本一致,但弯矩及水平位移最大值分别增大121%和87%左右;(4)波谷作用下,前、后排桩弯矩及水平位移最大值显著减小,但两者分布规律相较于无波浪作用时亦无较大差异.     

桩靴抗拔承载特性模型试验及理论研究

为了研究桩靴抗拔承载特性, 通过自行设计桩靴抗拔模型试验装置, 测量桩顶向上位移量和桩身不同截面处的应变, 研究了桩靴的抗拔承载特性和荷载在桩身的传递规律. 以及对桩靴上拔过程中的弹性变形进行理论分析, 并与模型试验结果进行对比. 结果表明: 在上拔荷载作用下, 桩靴的轴力沿着桩身先递减, 最后在桩端处仍有部分轴力; 随着上拔荷载的逐渐增加, 桩靴在桩端处的阻力缓慢增加, 当上拔荷载达到一定阈值后, 突变为指数增长; 弹性理论分析方法预测的桩体上拔位移可适用于上拔荷载较小的情况.     

近接基坑施工对既有隧道气囊桩的保护效果研究

为研究高压气囊桩的布设方式对既有隧道的保护效果,以JD08地块基坑施工对宁波轨道交通3号线区间隧道的影响为例,通过建立基坑开挖对隧道影响的二维计算模型,计算分析了气囊桩与隧道距离、气囊桩埋深、气囊桩加载压力对隧道水平和竖向位移以及其整体结构的影响,并与实测结果进行对比.结果表明:计算结果与实测结果较为接近,基坑设计方案满足地铁保护要求;气囊桩加载后,隧道出现挤压回弹,基坑开挖引起的隧道水平位移有所减小;随着气囊桩长度的增加,挤压作用更为明显,隧道水平位移减小,隆起增大,横向收敛增大;气囊桩与隧道间距以3 m为宜,气囊压力以800 kPa为宜.     

软土场地热固结对能源桩受力特性的影响研究

能源桩具有较好的节能减排功效, 但软土场地能源桩的热交换会使桩周土产生明显的热固结沉降, 从而影响桩-土荷载传递规律及其承载特性. 本文根据温度效应的一维固结理论, 计算任意时刻桩周土体的热固结沉降, 结合佐腾悟双折线负摩阻力公式, 建立考虑桩周土温度效应的能源桩荷载传递模型. 算例分析表明 桩周土体的升温导致桩侧负摩阻力和桩身轴力增加, 中性点位置下移; 温度变化所产生的热固结沉降是影响桩身侧摩阻力的主要原因; 由升温导致的土体黏聚力和内摩擦角的下降对桩身侧摩阻力变化影响较小.     

考虑承压水降水的深基坑施工变形规律研究

以宁波市轨道交通仇毕站深基坑工程为例,考虑⑧_3层承压水降水的影响,开展了深基坑开挖施工变形特性研究.首先设计了减压降水方案,然后利用Plaxis3D有限元软件对仇毕站深基坑开挖施工进行数值模拟,分析减压降水对深基坑工程变形特性的影响.结果表明:考虑基坑承压水降水的深基坑变形规律与不降水条件下的变形规律基本一致,⑧_3层承压水减压降水可导致地表沉降增大,坑底隆起减小.     

谐波减速器中波发生器不同安装深度下柔轮变形与应力研究

柔轮作为谐波减速器中的核心部件,其性能直接决定着整个减速器整机的传动性能.因此为了探究波发生器不同安装深度对其性能影响的基本规律,从而能够更好地控制性能,本文在建立谐波减速器三维模型基础上,采用有限元法分析了波发生器在不同安装深度下柔轮的变形规律与应力分布.分析结果表明:波发生器安装深度从0.35 mm增加到1.15 mm时,柔轮最大变形量相对增加了3.43%左右,最大应力相对增加了3.80%左右.波发生器安装深度的变化对柔轮在长轴和短轴处的变形影响较大,并且对柔轮长轴处、短轴处、齿圈前端和筒底过渡区的应力影响较大,而其他位置影响较小.该结果也为其他相关研究提供了有益参考.     

植被护坡中植物根系的阻裂增强机理研究

本文从复合材料的角度对植物根系的加固机理进行了分析,将含根系的岩土体看成一特殊的复合材料,其中岩土体为基体相材料,根系为增强相材料,根系犹如纤维,将对根土复合体起到阻裂增强作用.并运用能量原理对根系的阻裂增强作用进行了分析研究,得出根土复合体中某点的抗剪强度增量的计算公式及该点处根系的抗拔力和最大拔出长度的计算公式,得出某点抗剪强度增量主要与该点处根的面积比、面密度、长径比、抗拉强度、根士间的黏聚力及摩擦系数有关,及如果根系深入某点以下锚同段长度大于该点处的最大拔出长度,根系将被拉断的结论.     

激振面积对低应变动测法影响的数值研究

利用ABAQUS有限元软件建模, 分析了基桩横向尺寸对低应变检测的影响. 结果表明: (1)在建模过程中, 当桩端土厚度及桩周土半径达到桩长的1/2以上时, 计算所得数值解可以收敛稳定; (2)基桩横向尺寸对低应变法检测有显著影响, 具体与施加激振面积相关, 当激振面积较大时, 横向尺寸影响能有效弱化; (3)通过实测曲线与数值解比较, 二者较为吻合, 本文所述规律和方法对工程实践具有一定指导意义.     

镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的有限元分析研究

利用有限元分析方法探究镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的生物力学特性, 旨在为临床治疗股骨颈骨折提供一种新的思路. 选取一例青年健康志愿者的下肢CT数据建立股骨三维模型, 在Mimics插件3-matic中建立股骨网格并赋予网格材料属性, 利用Solidworks 17.0软件建立空心螺钉模型, 将上述2个三维模型导入Workbench 2020软件中, 分别赋予空心螺钉镁合金、钛合金材料属性, 进行对比分析, 记录股骨及空心螺钉的峰值、应力分布值和股骨位移. 结果表明, 钛合金螺钉内固定模型最大应力为357.27MPa, 最大位移为0.034mm; 镁合金螺钉内固定模型最大应力为311.27MPa, 最大位移为0.034mm; 2组不同材料的空心钉结果数值差异不大. 研究表明镁合金空心螺钉和传统钛合金空心螺钉力学性能相似, 且镁合金更加亲和人体, 在临床方面可以镁合金空心螺钉代替钛合金空心螺钉治疗股骨颈骨折.     

软土地基扩径桩竖向承载性能研究

扩径桩作为一种软土地基新型处理技术,它的存在使其承载性能优于传统桩基.本文通过在砂土中进行一系列尺寸相似比为10的扩径桩模型试验和PLAXIS 3D建模计算,研究扩径桩在抗压、抗拔条件下的承载性能与扩径体在荷载传递过程中的作用机制.研究结果表明:在良好持力层中,扩径体能显著提高等直径桩的抗压极限承载力1.76倍、抗拔极限承载力2.47倍,明显降低桩顶位移.扩径桩桩身轴力和侧摩阻力在扩径段均发生显著突变,但扩径体两端存在侧阻弱化现象.在下压荷载下,扩径桩表现出多支点摩擦端承桩特性;在上拔荷载下,扩径段的侧摩阻力表现出强化效应.修正了《建筑桩基技术规范》中单桩抗压、抗拔极限承载力参数取值,计算结果与试验值基本吻合,适用于预估扩径桩的竖向承载力.该研究结果可应用于软土地基中良好持力层的桩型选择.     

安装高度对水平轴潮流能水轮机尾流特性的影响

为探究水轮机的安装高度对水轮机尾流场的影响,本文以水平轴潮流能水轮机为研究对象,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法对水轮机尾流特性进行分析.分别设置水轮机的中心距离海底高度为1.5D、2.0D、2.5D(D为水轮机直径),对水轮机尾流场的轴向、径向上的速度亏损以及涡量结构图进行分析.研究结果表明:安装高度为1.5D时,约在下游轴向位置X/D=15(X为轴向距离)处,梢涡与海底碰撞导致涡结构发生破损,这也使得该工况在下游X/D=15后的速度亏损明显大于安装高度2.0D和2.5D,而安装高度为2.0D和2.5D工况的速度变化基本一致.同时从3种工况不同轴向位置速度亏损图可以看出,从下游X/D=10开始,最大亏损速度均出现在中心轴线的位置.因此在考虑到对下游流场的影响和安装的成本时,建议安装高度为2.0D.     

一类具有媒体效应和追踪隔离的SIQR时滞传染病模型

建立了一类具有媒体效应和追踪隔离的SIQR时滞传染病模型,给出了模型的基本再生数R_{\mathrm{0}},并从稳定性、持久性和分支角度对该模型进行了理论分析和数值模拟。研究结果表明,由媒体报道产生的时滞\tau在各影响因子的临界值处出现Hopf分支。当\tau固定时,随着媒体的广泛报道,易感者对疾病信息认识的偏差程度\delta不断增加,模型由周期性振荡转为平衡;随着有效接触率最大削减作用{\beta }_{\mathrm{0}}和{\beta }_{\mathrm{00}}的不断增加,模型又由平衡状态转为周期性振荡。还研究了\delta,{\beta }_{\mathrm{0}},{\beta }_{\mathrm{00}}以及被追踪隔离者相关信息的媒体报道准确率\sigma对传染病发展的影响。结果表明,媒体对传染病信息的广泛报道以及提高报道信息的准确率可降低疾病传播,有利于控制传染病。