斜拉钢-混凝土组合楼盖施工过程现场监测和数值模拟

为研究软土区地铁深基坑围护结构变形及周边土体位移特性，运用abaqus软件对软土区某地铁深基坑施工过程进行建模分析和安全监测，并将计算结果与实测数据进行对比分析.结果表明：采用摩尔库伦模型模拟基坑施工过程得到的地连墙水平位移结果准确，墙体最大水平位移的平均计算误差为实测值的15%，周边土体沉降计算值与实测值相比偏小；开挖最后一层土体且开挖面附近无支撑作用时，墙体水平变形明显增大，长边中点断面及端部断面变形增量分别为9.1和10.5mm，安全监测应以开挖面附近地连墙水平位移变化速率为控制指标;狭长型深基坑长边中点断面及端部断面地连墙变形差异较大，应针对不同位置分别制定变形监测预警值;支撑轴力在开挖下一层土体时会出现较大突变，设计应充分考虑该突变对支撑安全储备的影响，监测应重点关注突变前后支撑轴力的变化.

在快速的发展的今天,经济水平不断的提高,加快了我国的基础建设,其中隧道工程建设有了进一步的发展,特别是在经济发达的地区,湖底隧道、城市地下交通轨道等等都已经普遍存在。我国的地形复杂,在山岭丘陵区较多的地区,公路建设也有了一定的规模。但是山区公路的隧道建设选址等都是一个重要的工程,隧道施工安全就是重点研究的问题。本文主要对山区公路隧道进行探究,对监控量测和数据进行分析,确保安全,同时利用先进的技术,实现隧道施工的现代化。

以北京地区某地铁深基坑工程为研究对象,介绍该工程场区的地质条件,支护形式及施工工序;并根据施工过程的监测结果,分析该基坑在开挖过程中围护桩体和桩顶的位移、钢支撑轴力及基坑周围土体地表沉降的变化,借助有限元软件对基坑开挖进行数值模拟,并将计算结果与实测结果进行比较分析,二者结果基本吻合,并且通过进一步研究得到了基坑尺寸、桩体嵌固深度及施工工况对基坑变形规律的影响结果,为该支护形式下的深基坑设计与施工提供一定参考。

通过对某一山区公路隧道施工过程进行数值模拟,对模拟数据进行了分析,现场同时进行施工监测,对监测数据进行采集,模拟数据与实测数据进行比较,得出隧道和周边围岩的变化规律,对改善隧道的施工方法,提高工程质量,确保工程安全,具有重要的理论意义和工程实用价值。

北京地铁5号线立水桥-立水桥北站段第2联组合梁桥首次综合施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法对负弯矩区混凝土施加预压应力,施工工序复杂,须保证其施工过程安全。以ansys有限元软件为工作平台,采用一次性建立全桥模型,利用单元生死技术,实现了对桥梁施工过程中每一施工阶段变形和应力的数值模拟。该组合梁桥具有良好的力学特性,桥经过多次体系转换,组合梁桥施工过程安全,可行。与现场实测数据比较,采用现有通用有限元软件可很好地对实际施工过程进行仿真分析;施加强迫位移、预加静荷载和张拉高强钢筋三种方法综合使用可有效为负弯矩区施加预应力,其中预加静荷载法最有效,但对钢梁内力及变形影响较大。

津塔建筑高度336.9m,基坑面积19764m2,大面积开挖深度-22.5m(最深-32.1m)。采用\"两墙合一\"的地下连续墙作为围护结构,内支撑采用双圆环形钢筋混凝土体系。施工监测表明:围护结构、支撑体系的受力、变形均比较理想;通过数值模拟,对监测数据作进一步分析。

以phc管桩加固某物流加工二期标准仓库、厂房项目为依托,进行了吹填土地区phc管桩的挤土效应研究。利用预先埋设的孔压计和测斜计,借助沉桩过程的现场测试手段,研究了phc管桩在沉桩过程中桩周孔压变化和土体位移分布特征,发现沉桩过程中超孔隙水压力随距桩心距离的增加而近似呈线性规律衰减,影响范围约为10倍桩径,土体水平位移不仅与地基土性质有关,而且其分布特征也与深度有很大关系,表现为0.2～0.4倍桩长处土体水平位移较大。采用数值模拟有效地模拟了现场测试结果,进而将结果推广,得到了沉桩引起的桩周土体位移随深度和距桩心距离的变化规律。数值模拟结果表明:桩-土界面摩擦特性和桩径对土体位移场的影响较大。

应用数值分析软件对一三层板柱混凝土结构的施工全过程进行了模拟分析,并将模拟结果与1∶1的实际试验[1]结果相对比,验证了数值分析的可靠性。以此为基础进行的进一步研究发现,模拟值与试验值的变化趋势是一致的,其绝对值也比较接近,但模拟值要小于实际值;此外,模拟分析也证实,在施工期间,施工荷载不断在支撑和楼板之间发生重分配,随着楼板混凝土强度的增加,楼板分担的荷载越来越大,支撑分担的荷载越来越小。

文章以成都天府新区的中电建金属结构研发中心项目为工程背景,对采用液压整体提升的钢结构连廊整体提升过程进行模拟分析,并对整个从提升到装修完成过程进行拱度监测。利用有限元软件midasgen对提升过程的同步状态和不同步状态分别计算,通过分析得出结构在提升过程的变形、应力比。结果表明,在整体提升过程中,钢结构连廊的构件满足强度和刚度的要求,保证了整体提升过程的安全性和稳定性。拱度的监测结果表明,钢连廊整体提升过程是安全的；在装修完成后,其使用性能满足要求。

通过混凝土劈裂实验和氯离子渗透实验,得到了微裂隙对氯离子渗透性能影响的相关结论。为验证和解释实验现象,采用有限元数值模拟方法模拟混凝土劈裂及裂纹扩展的全过程,探讨裂纹扩展趋势及其分布规律。数值模拟再现了微裂纹萌生、扩展、贯通直至失稳的全过程,其破坏位置、形式均与实验结果一致,验证了数值模拟的可行性;同时,通过对横向位移、微裂纹扩展以及等效应力分布变化过程的模拟分析,验证并解释了试验中的相关结论。可见,数值模拟方法对混凝土耐久性研究具有一定的指导价值。

现代气压沉箱工法以自动化挖排土、地面遥控操作区别于传统气压沉箱工法,在大深度、近距离地下工程建设中有着广泛的应用前景。针对气压沉箱特殊的施工工艺及流程,从现场监测和数值模拟,对上海某气压沉箱竖井施工对周边地层变形的影响进行研究。根据气压沉箱分节下沉特点,对其下沉过程进行力学分析,在仅考虑沉箱竖向受力平衡的前提下,提出用于分析施工全过程的周边地层变形力学模型,并介绍其有限元数值模拟的实现方法。土体采用hardening-soil弹塑性模型,可以模拟土体初次加载–卸载–再加载之间的刚度差异。通过对气压沉箱工程实例施工全过程的有限元数值模拟,结合现场监测数据,给出气压沉箱周边土体地面沉降和深层水平位移的分布形式及地表影响范围,同时也证实该力学模型及所采用土体参数的合理性和有效性。最后提出一个适合上海软土地区气压沉箱施工周边地表沉降计算模式,并与其他支撑开挖引起的地表沉降特征进行比较分析。

以武汉市凯德广场深基坑工程为依托,采用midasgtsnx有限元软件和现场监测对双排桩进行受力变形研究,经对比分析可知:前后桩桩身位移、应力随深度变化曲线基本呈\"s\"形或反\"s\"形;桩间土体加固可减小桩身位移、应力,但不改变桩身受力机理及位移、应力随桩身的变化规律;前后桩受力相似,上端都受到向坑内的弯矩作用,单桩桩身坑内侧主受压,坑外侧主受拉,而桩底端受力刚好相反;桩中心线轴向应力不为零,桩身受土体侧摩阻力和连梁轴向拉压荷载作用;桩间土加固后,桩、土间整体性更强;双排桩桩间连梁主受拉;坑内预留土体深层水平位移随深度基本呈线性变化。

采用有限元分析软件plaxis对上海市某深基坑工程的围护结构及开挖过程进行数值模拟,计算出围护结构的内力和变形、临近地下管线的位移等结果。对现场监测数据进行了分析,并将计算值与实测值进行相应的对比分析,得到了基坑围护体、土体的水平位移变化规律等结论。结论可用于深基坑的设计优化和变形预测。

探究公路隧道设计中,仰拱的优化对于改善隧道的受力和变形条件的影响。以三车道ⅳ2级围岩段隧道为研究对象,借助flac3d有限差分软件,采用hoek-brown屈服准则,对替代仰拱的新型支护方案进行了分析,并结合赤承高速公路的典型隧道断面,现场监测了锚杆轴力、初衬压力以及二衬与初衬的接触压力等项目。通过对现场监测数据与数值模拟进行分析,提出ⅳ_2级围岩下替代仰拱的条件,底部加基础梁的新型支护体系下隧道整体稳定性满足要求,研究成果可以为其他类似工程提供借鉴与指导。

采用单元死活技术,以贵州省境内的清水大桥为工程背景,对预应力桁式组合拱桥的施工过程进行了数值模拟,以了解成桥过程中的应力、位移变化情况。计算结果显示,该桥体系转换之前力学性能良好,竖向位移较小;体系转换之后局部区域拉应力高于c50混凝土的抗拉极限强度,此为造成该区域产生裂缝的主要原因。

【目的】针对浅埋黄土隧洞顶覆土薄,自稳能力差,特别是开挖初期变形增长较快,极易产生坍塌的特征,利用有限元方法模拟隧洞不同施工工序的施工过程,通过比较得出较为合理的施工工序,以指导工程施工。【方法】结合某工程输水隧洞具体施工问题,利用有限元分析计算软件adina,建立该隧洞的施工过程数值模拟模型,对上行法和下行法2种开挖过程进行数值模拟,分析2种施工过程中硐室周围土体所产生的应力、应变、屈服区以及位移等。【结果】通过对隧洞施工工序的模拟分析,得到上行法开挖时的拱脚压应力是下行法开挖时的1.5倍,对于拱顶位移和塑性区范围,上行法开挖均大于下行法。【结论】虽然该黄土隧洞埋深较浅,断面较大,采用人工分层开挖,下行法和上行法2种工序均是稳定的,但下行法优于上行法。

为研究火灾下钢-混凝土组合楼盖的损伤机理,利用声发射技术对组合楼盖不同位置处的声发射信号进行监测.通过声发射系统采集的振铃计数、幅值、能量和持续时间等基本参数,结合试验宏观现象,对声发射进行振铃计数分析、ra-af关联分析和b值-能量分析.研究表明:根据振铃计数信号,可判断构件的裂缝开展密集程度及内力变化,在降温阶段,次梁会对钢筋混凝土板产生剪切裂缝,使结构产生二次破坏；ra-af关联分析能准确地判断出组合楼盖的失效模式,可根据其失效模式进行相应的内力分析；b值-能量分析可反映出试件破坏时的能量变化及试件的损伤程度,并推断出构件是否达到相应的破坏状态.

某超高层为大悬臂转换钢桁架结构体系,悬挑钢结构施工支撑采用钢桁架胎架,胎架在悬挑部分安装焊接后拆除.为确保施工安全及结构质量,对整个施工过程在施工前进行有限元模拟分析,对结构受力变化规律进行分析,进行变形检测.

为研究不同设计参数对山岭隧道浅埋盖挖段支护结构承载变形特性的影响规律,以宁波309省道改线工程中的杜鹃谷隧道浅埋盖挖段为依托,采用ansys分析软件进行隧道开挖支护数值模拟分析,探讨不同围岩特性、隧道埋深与盖拱拱脚底板尺寸等不同设计参数对盖拱内力、初衬与二衬内力以及拱脚底板沉降量的影响规律,揭示不同工况下隧道浅埋盖挖段支护结构的承载变形特性,获得各设计参数的建议取值范围,为今后类似工程设计提供借鉴。

本文采用基于lagrangian理论的三维线性有限单元方法模拟了预应力混凝土内现存应力的钻孔法释放过程.通过外加载荷应力场模拟现存应力,用应力释放率描述释放规律,用单元生死技术模拟钻孔过程,研究了局部应力状态及应力水平、钻孔直径、钻孔间距等因素对弹性应力释放规律的影响.结果表明:应力释放值依赖于应力初值、钻孔直径和深度;完全释放深度随孔径增大而增大,但与应力初值无关;而用应力释放率和相对钻进深度(h/d)描述的释放曲线不受钻孔直径、释放区域的应力状态和初值变化的影响,具有广泛适用性.最后,通过试验验证了本文计算结果的正确性.

采用土工格栅加筋处理路堤填土可有效解决路堤填土压缩变形过大的问题,从而减小路桥过渡段桥台与路堤的差异沉降以及缓解桥头跳车的现象.通过现场试验对加筋路堤中格栅上、下表面土压力与格栅变形进行了监测分析.采用有限元方法对比分析路堤在加筋与未加筋2种工况下路桥过渡段路堤变形的差异.结果表明:路堤加筋技术在桥台附近减载作用明显,随着距桥台距离的增加,减载作用逐渐减弱;路堤加筋技术有效减小了桥台与路堤的差异沉降.最后,对桩体弹性模量、桩径、筋材抗拉刚度、路堤填土黏聚力和路堤填土内摩擦角进行了参数分析.

近年来,双向钢-混凝土组合楼盖逐渐在大跨度结构体系中得到应用。与普通钢筋混凝土楼盖相比,双向钢-混凝土组合楼盖能提高延性和整体性能,并且降低结构高度、大大减轻结构自重和加快施工进度。针对工程设计和施工难点,介绍双向钢-混凝土组合楼盖的适用范围、尺寸选择、计算方法、节点设计、裂缝控制和施工方法,并结合工程实例进行较详细的阐述,同时对比了双向钢-混凝土组合楼盖与其他形式楼盖的经济技术指标。