国家自然科学基金(51278184)
- 作品数：11 被引量：116H指数：7
- 相关作者：杨明辉赵明华汪罗成龚先兵罗宏更多>>
- 相关机构：湖南大学湖南省交通科学研究院北京交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金湖南省交通科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 附肢土层抗拔锚杆承载性能试验研究被引量：1
- 2015年
- 针对传统抗拔锚杆抗拔性能的不足,研发一种附肢土层抗拔锚杆。该锚杆由锚索及与之呈一定角度的侧边附肢组成,附肢通过锲入周边土体,与土体相互作用而达到提高锚杆承载力的目的。首先开展不同附肢数量、不同附肢角度的附肢抗拔锚杆与传统抗拔锚杆的室内承载性能对比试验。在此基础上,分析附肢抗拔锚杆的承载机理,并提出承载力特征值的估算公式。研究结果表明:附肢抗拔锚杆承载性能明显优于传统抗拔锚杆的承载性能,其承载能力可得到大幅度提升。附肢抗拔锚杆承载过程可分为3阶段,其承载能力主要由锚杆与周围土体间的摩阻力、锚固体自重以及附肢所兜土体与周围土体间的摩阻力三者组成。
- 杨明辉邹航赵明华罗宏
- 关键词：抗拔锚杆附肢抗拔试验
- 考虑荷载P-Δ效应的陡坡段桥梁基桩变形计算
- 2022年
- 位于陡坡段的基桩由于有较长的自由段以及临空面土体抗力的缺失,变形具有明显的P-Δ放大效应.引入变分原理,考虑陡坡段基桩承载的复杂性,假定土体位移是沿基桩径向的非线性衰减模式,建立了陡坡段三维基桩-土体系统总能量控制微分方程.在此基础上,结合不同边界条件及桩土位移协调条件,得出了复杂承载情况下陡坡段基桩变形的半解析差分解答,该解答可充分考虑各项荷载作用下的陡坡段基桩变形的P-Δ效应.为验证理论的正确性,开展了陡坡段基桩的轴横荷载下单桩的室内模型加载试验,将理论计算值与实测值进行了对比.结果表明,理论解答与试验测试结果吻合较好.最后,对影响陡坡段基桩P-Δ放大效应的各影响因素进行了定量分析.分析表明,陡坡段桥梁基桩的P-Δ放大效应随轴横向荷载比与桩顶自由长度增大而显著增大,随着土体刚度的增强而有所减小,同时陡坡坡度角增大对P-Δ效应有明显的提升作用.
- 杨明辉李俊儒付大喜
- 关键词：陡坡桥梁基桩P-Δ效应最小势能原理模型试验
- 基于能量法的基桩变形P-Δ效应模拟分析被引量：5
- 2020年
- 复杂荷载下基桩受力分析是桩基设计计算重要内容之一.引入能量原理,针对基桩荷载倾斜与偏心的特殊情况,并考虑土体的成层特性,建立了三维基桩-土体系统能量控制微分方程.在此基础上,结合不同边界条件及桩土位移条件,基于有限差分方式得出了倾斜偏心荷载下基桩位移的半解析解答,该解答可充分考虑轴向与横向荷载共同作用对基桩变形的P-Δ放大效应.而后,开展了倾斜偏心荷载下单桩的室内模型加载验证试验.对比结果表明,本文理论解答与试验测试结果吻合较好,较好地模拟了组合荷载下基桩变形P-Δ放大效应.最后,对影响基桩P-Δ放大效应的主要因素进行了分析,结果表明,轴、横向荷载相对大小、桩顶自由段长度、桩身刚度及浅层地基土刚度等都对P-Δ放大效应有较大影响.
- 杨明辉李勇智罗宏
- 关键词：单桩最小势能原理变分原理P-Δ效应
- 岩溶区桥梁基桩极限承载力的突变求解方法被引量：16
- 2012年
- 分析了岩溶区桥梁基桩极限承载力组成特性及桩端破坏模式,将其极限承载力分为桩侧土体极限侧阻力、嵌岩段极限侧阻力及端阻力3部分。其中,桩侧土体极限侧阻力由各土层极限摩阻力求和可得,嵌岩段极限承载力则引入Hoek-Brown岩石强度准则,采用岩体质量评价指标进行描述。而后,针对岩溶区基桩工程的特点,结合突变理论的基本概念,建立了岩溶区基桩的力学简化模型及其势能函数的表达形式,并导出岩溶区桥梁基桩桩端极限阻力的尖点突变模型的分叉集方程。在此基础上,根据下伏溶洞顶板失稳破坏条件,求解分叉集方程导得岩溶区桥梁基桩桩端极限荷载的表达式,由此提出了岩溶区桥梁基桩极限承载力的确定方法。工程实例对比分析表明该方法的可行性。
- 龚先兵赵明华杨明辉吴立坚
- 关键词：桥梁工程基桩突变理论极限承载力
- 考虑变形非线性影响的有限土体土压力计算模型被引量：7
- 2012年
- 分析了墙后有限土体的破坏模式及位移特征。对墙后土体梯形滑动楔体进行分区处理,分别采用薄层单元法建立了极限状态土压力强度一阶微分方程,导出了有限土体极限土压力理论公式。在此基础上,考虑土压力的非极限状态与极限状态的关联性,建立了土体位移与土压力的关系式,提出了考虑土体位移非线性影响的有限土体土压力计算模型。该模型可考虑围护结构挠曲变形等非线性位移对土压力发挥的影响,且参数简单物理意义明确。与试验实测数据对比表明,该方法相比规范方法更接近于实测值,可供相关设计计算参考。
- 杨明辉汪罗成赵明华
- 关键词：土压力有限土体非极限状态
- 高填方段波纹管涵垂直土压力试验及计算被引量：12
- 2014年
- 基于原位观测试验与理论研究,对高填方段波纹管涵的涵顶垂直土压力的分布特征与变化规律进行了探讨。首先,开展了高填方段波纹管涵垂直土压力现场观测试验。试验结果表明,高填方段管涵顶部存在土拱效应,规范的土柱法计算土压力值误差较大,偏于保守,而管涵顶部平面的土压力值并非均匀分布,存在明显的应力集中区域。在此基础上,结合试验规律及马斯顿理论,考虑由于土拱效应造成的应力集中现象,建立了高填方段波纹管涵垂直土压力计算模型,并进行了理论求解,从而提出了高填方段波纹管涵垂直土压力计算方法。最后,依据此模型对涵顶填土重度、土体内摩擦角、黏聚力、管径大小等主要影响因素进行了参数分析。结果表明,土体重度对管涵垂直土压力数值影响较大,而内摩擦角及黏聚力的影响较小。
- 杨明辉方天云赵明华罗杰
- 关键词：道路工程土拱效应垂直土压力
- 双排抗滑桩承载机理及土拱效应模型试验研究被引量：7
- 2013年
- 设计并完成小比例边坡双排抗滑桩室内模型试验,通过在模型桩桩身粘贴应变片及在部分桩周土体内埋置土压力盒,量测加载过程中桩身的内力与桩周土体抗力的分布情况,进一步分析探讨不同推力荷载条件下双排抗滑桩结构的承载机理和内力位移特性。结果表明:桩顶水平位移与推力的变化曲线呈凹曲线状,随着推力的增加,水平位移加速增大;前后排桩的弯矩分布曲线呈S交变性,且桩顶弯矩值不再为零,随着水平推力荷载的增加,桩顶弯矩越来越大,桩身的正负弯矩绝对值也越来越大;双排抗滑桩在抵抗水平推力荷载时,桩间会产生明显土拱效应,出现弧形的裂缝。这些结论可为双排抗滑桩的理论研究与工程设计提供有益参考。
- 万智杨明辉汪罗成
- 关键词：边坡加固双排抗滑桩桩侧土压力土拱效应模型试验
- 考虑黄土结构性的浅埋隧道松动压力极限分析被引量：1
- 2022年
- 隧道围岩松动压力值是隧道设计计算的重要参数之一,而黄土区浅埋隧道的围岩松动压力计算必须考虑黄土强度的结构性特点。首先针对现有描述强度参数和结构性参数的方法存在的问题,引入结构性发挥度的概念,对黄土强度描述方法进行了改进。根据黄土区浅埋隧道的工程特点,构建出浅埋黄土隧道的破坏模式。在此基础上,引入考虑黄土结构性发挥度的强度,基于改进的摩尔-库伦准则和极限分析上限法,导出了浅埋黄土隧道上覆松动围岩压力计算公式,并通过Matlab算法求得了最优上限解。将计算值与现场试验值进行了对比。分析了相关参数对隧道松动支护压力和破坏模式的影响规律。黄土在不同含水量和围压下的应力应变关系表明:黄土的抗剪强度指标黏聚力和结构性发挥度之间近似呈线性关系,而内摩擦角基本不随结构性发挥度的变化而变化。对比分析结果表明:浅埋隧道围岩松动压力受黄土的结构性发挥度影响明显,其随结构性发挥度的增大而减小;该值随着隧道埋深和围岩重度的增加而线性增长,但随着侧压力系数的增加,松动围岩压力呈非线性减小的趋势,且减小趋势先快后慢,这说明前期侧压力系数的变化对支护压力影响更大;计算值与实测值吻合良好,验证了该方法的可行性。
- 靳正付付大喜杨明辉胡珍宝
- 关键词：隧道工程浅埋隧道
- 有限土体主动土压力计算的土拱效应分析被引量：20
- 2013年
- 基于墙后土体为半无限土体假定的经典土压力理论不适用于有限土体土压力计算。分析了墙后有限土体的破坏模式及位移特征,并考虑应力偏转现象分析了有限土体中的成拱效应。在此基础上,基于水平薄层法分析了有限土体主动土压力分布特征,给出了有限土体主动土压力强度的理论计算方法。该方法可较好地考虑有限土体宽度及土拱效应对土压力分布造成的影响。与试验实测数据对比表明,相比经典土压力理论,该方法的计算值更接近于实测值,可供相关设计计算参考。对影响有限土体土压力分布的主要参数进行了初步研究,如土体计算宽度、土体黏聚力及内摩擦角。结果表明:不同参数取值并未改变有限土压力沿深度的分布规律;同一深度处,土压力值随计算宽度与土体摩擦角的增大而增大,但随土体黏聚力的增加而减小。
- 杨明辉汪罗成赵明华
- 关键词：有限土体主动土压力土拱效应模型试验
- 挡墙后有限宽度土体土拱效应分析及土压力计算方法被引量：14
- 2020年
- 重点分析了在墙后填土宽度较小情况下,墙后土体土拱效应的形成机理,并假定小主应力拱为圆弧线,考虑挡墙与土体摩擦点的极限平衡条件,导得了大小主应力的偏转角表达式.在此基础上,考虑刚性挡墙平动变位模式情况,结合水平微分单元法,建立了墙后有限宽度土体的主动土压力合力及强度的理论表达式.与室内试验数据及前人方法的对比表明,该方法得到的土压力值具有较好合理性.最后,分析了不同填土宽高比n下的主动土压力分布规律,结果表明,主动土压力随n增加而逐渐增加,但n达到0.5后于稳定,该值可作为墙后土体有限宽度的界限值.
- 杨明辉吴志勇赵明华
- 关键词：主动土压力有限土体土拱效应
