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岩土工程学报 2021年第6期43卷 981-990,I0003-I0005页

作者：郑刚朱晓蔚程雪松雷亚伟王若展赵璟璋衣凡天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学土木工程系天津300072

基坑工程的连续垮塌问题已引起工程界和学术界的重视,然而目前尚无相关控制理论。基于悬臂排桩基坑连续破坏机理,提出利用间隔设置连续破坏阻断单元法(简称阻断单元法)控制连续破坏发展,并采用有限差分法对不同开挖深度、不同土质条件... 详细信息

基坑工程的连续垮塌问题已引起工程界和学术界的重视,然而目前尚无相关控制理论。基于悬臂排桩基坑连续破坏机理,提出利用间隔设置连续破坏阻断单元法(简称阻断单元法)控制连续破坏发展,并采用有限差分法对不同开挖深度、不同土质条件和不同加强桩刚度情况下阻断单元的效果进行了分析,进一步结合荷载传递系数曲线总结出不同加强桩刚度情况下的阻断单元设计原则。结果表明,设计合理的阻断单元可以有效地将局部破坏引发的连续破坏控制在设定范围内,而当阻断单元中加强桩数量不足时,连续破坏具有跨越效应,即越过阻断单元继续发展,并转而导致阻断单元破坏。对于支护桩受弯破坏型的连续破坏,冠梁破坏或主动切断冠梁并不能阻断连续破坏的传递,相反可能加剧连续破坏。

关键词：基坑悬臂排桩支护连续破坏阻断单元荷载传递系数

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基坑悬臂排桩支护局部失效引发连续破坏机理研究

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岩土工程学报 2015年第7期37卷 1249-1263页

作者：程雪松郑刚邓楚涵黄天明聂东清天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学土木工程系天津300072

虽然已有很多基坑连续倒塌破坏的工程案例,局部破坏可能导致的连续垮塌规模和造成的后果也越来越大,但是由局部破坏发展为大规模连续破坏的机理还少有研究,也缺乏针对基坑连续破坏的控制方法和设计理论。以排桩支护的长条形基坑为例,采... 详细信息

虽然已有很多基坑连续倒塌破坏的工程案例,局部破坏可能导致的连续垮塌规模和造成的后果也越来越大,但是由局部破坏发展为大规模连续破坏的机理还少有研究,也缺乏针对基坑连续破坏的控制方法和设计理论。以排桩支护的长条形基坑为例,采用显式有限差分法、离散元法及模型试验对局部支护结构失效情况下的基坑进行了模拟,对基坑土压力的重分布和支护结构受力的变化规律进行了分析和相互对比验证,初步揭示了连续破坏在基坑长度方向上的传递机理,提出了荷载传递系数的概念,即临近破坏第一根桩内力的提高倍数,并发现其是决定基坑是否发生连续破坏的重要因素。土体强度越高,荷载传递系数越高。在局部破坏发生之后很短时间内,未破坏部位土压力和结构受力迅速升高达到最大值。排桩顶设置的连续冠梁可以降低传递系数,对提高基坑支护结构抗连续破坏能力有重要作用。

关键词：基坑排桩连续破坏有限差分法离散元

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基坑分级支护的模型试验研究

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岩土工程学报 2017年第5期39卷 784-794页

作者：郑刚聂东清程雪松刁钰刘杰天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 天津大学土木工程系天津300072

对大面积基坑,条件适当时采用多级支护可以取消水平支撑,目前已经有一些应用。而针对多级支护工作机理的研究却相对较少。进行了大型模型试验,研究了两级支护间土体水平距离B及第二级支护桩桩长L_2这两个主要参数对多级支护变形、受力... 详细信息

对大面积基坑,条件适当时采用多级支护可以取消水平支撑,目前已经有一些应用。而针对多级支护工作机理的研究却相对较少。进行了大型模型试验,研究了两级支护间土体水平距离B及第二级支护桩桩长L_2这两个主要参数对多级支护变形、受力及破坏模式的影响。根据B的不同,多级支护存在整体式、关联式和分离式三种破坏模式,3种破坏模式的主要区别在于破坏面的范围及两级支护间土体的应力状态不同。第一级桩的桩顶位移及桩身弯矩分别随B的增加而减小,基坑稳定性增加。而L_2的增加会导致第二级桩转变为主要受力结构,即第二级桩承受更大的弯矩,两级桩桩身弯矩分配更加均匀,L_2的增加同样有利于减小第一级桩桩顶位移。

关键词：模型试验基坑多级支护变形土压力破坏模式

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开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析

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岩土力学 2011年第10期32卷 3089-3096页

作者：郑刚张立明刁钰天津大学土木工程系天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

基坑开挖对坑内工程桩的影响不可忽视。基于工程试桩实测资料验证的有限元参数,对地面加套管试桩及基坑开挖条件下不同长度单桩进行有限元计算,研究了深厚软土地区在以常规试桩法得到的单桩极限承载力设计的桩基础的承载及变形性状。计... 详细信息

基坑开挖对坑内工程桩的影响不可忽视。基于工程试桩实测资料验证的有限元参数,对地面加套管试桩及基坑开挖条件下不同长度单桩进行有限元计算,研究了深厚软土地区在以常规试桩法得到的单桩极限承载力设计的桩基础的承载及变形性状。计算结果表明,基坑开挖条件下坑底工程桩侧阻和端阻异步发挥的现象明显。设计工作荷载下,长度超过40 m的桩的端阻比几乎为0。同时,桩身侧阻呈"R"形分布,长度大于80 m的单桩桩身下部甚至还存在一定的拉力,桩身下部存在较大范围的负摩阻区。考虑开挖条件下侧阻分布特点的沉降计算值要较Geddes假设分布模式下的沉降值更接近于实测结果。

关键词：基坑开挖荷载传递有限元分析沉降计算

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考虑软土结构性损伤的柱形孔扩张理论分析

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岩土力学 2012年第10期33卷 3059-3066页

作者：雷华阳丁小冬张万春天津大学土木工程系天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型,针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应,得出改进的柱形孔扩张理论解,并与已有模型进行对比分析,结果表明,简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近,提出了四折线模型中各直线段和相应参数的... 详细信息

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型,针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应,得出改进的柱形孔扩张理论解,并与已有模型进行对比分析,结果表明,简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近,提出了四折线模型中各直线段和相应参数的确定方法。采用Mohr-Coulomb屈服准则和相关联流动法则,提出了桩周不同区域内土体的应力、应变计算公式,给出了极限软化半径、极限破坏半径和极限扩张压力的计算方法。结合工程实例,通过对比分析发现,四折线模型的位移计算值与实测值最为接近,能更好地符合管桩挤土效应的实际情况。

关键词：软土结构性损伤柱形孔扩张管桩四折线模型

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单层双向偏心结构振型影响参数推导分析

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振动与冲击 2017年第15期36卷 104-110,132页

作者：姜忻良韩阳天津大学建筑工程学院滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

为了深入分析单层双向偏心结构平扭耦联参数的影响规律,建立单层双向偏心结构(3自由度)的动力方程,并采用数学领域中三次方程求解的盛金公式,推导出单层双向偏心结构的动力特性显式解析解。根据所得显式解的形式及其对应的判定条件,在... 详细信息

为了深入分析单层双向偏心结构平扭耦联参数的影响规律,建立单层双向偏心结构(3自由度)的动力方程,并采用数学领域中三次方程求解的盛金公式,推导出单层双向偏心结构的动力特性显式解析解。根据所得显式解的形式及其对应的判定条件,在合理范围内提取出不同于单向偏心体系的影响参数,分别为:相对偏心距、偏心角、主扭平频率比以及次扭平频率比。根据盛金公式推导所得的显式解析解,总结出结构的主要动力特性指标(频率和振型),进而分析了每个参数对双向偏心结构的平扭耦联特性的影响。结果表明,双向偏心结构平扭耦联参数与单向偏心结构有相似之处,但更为复杂,会涉及到主扭平频率比与次扭平频率比,且两者影响程度也有明显区别。

关键词：双向偏心结构解析解影响参数偏心距偏心角扭平频率比

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考虑桥墩强震损伤的连续梁桥半主动控制策略

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地震工程与工程振动 2013年第1期33卷 140-145页

作者：孙松建姜南李忠献天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

在连续梁桥的智能控制研究中,大多以控制梁的加速度和墩顶与梁间的相对位移为目的,而忽略了对桥墩损伤的控制。本文提出一种改进的半主动控制策略,通过在限界Hrovat最优半主动控制算法中引入桥墩的损伤指数,使桥梁的地震反应和桥墩的损... 详细信息

在连续梁桥的智能控制研究中,大多以控制梁的加速度和墩顶与梁间的相对位移为目的,而忽略了对桥墩损伤的控制。本文提出一种改进的半主动控制策略,通过在限界Hrovat最优半主动控制算法中引入桥墩的损伤指数,使桥梁的地震反应和桥墩的损伤同时得到控制。本文以一设置了磁流变(MR)阻尼器的两跨连续梁桥为研究对象,采用MATLAB进行数值模拟分析,对所提出的半主动控制策略进行了多种工况下的验证。计算结果表明,采用考虑损伤的半主动控制策略,能够在较好控制桥梁地震反应的同时,有效降低桥墩在强震过程中的损伤指数。

关键词：连续梁桥桥墩地震损伤磁流变阻尼器半主动控制相对位移

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多振源激励下站房结构振动响应分析方法

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工程力学 2013年第2期30卷 163-168页

作者：丁阳米仓天津大学建筑工程学院/滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

立体式、现代化铁路站房结构处于列车行驶、人行及设备运行等多振源共同激励的复杂振动条件下,目前国内外尚无合理的多振源激励下站房结构振动响应分析方法。通过分析列车行驶、人行及设备运行单独激励下站房结构振动响应的时频域特性... 详细信息

立体式、现代化铁路站房结构处于列车行驶、人行及设备运行等多振源共同激励的复杂振动条件下,目前国内外尚无合理的多振源激励下站房结构振动响应分析方法。通过分析列车行驶、人行及设备运行单独激励下站房结构振动响应的时频域特性和频带交叠情况,提出了基于均方根加速度、考虑加权功率相干叠加的多振源激励下站房结构振动响应分析方法,并对方法的合理性和适用性进行了论证。以天津西站站房结构为例,分别采用非相干叠加方法和加权功率相干叠加方法对站房结构进行三振源激励下振动响应分析。结果表明,考虑加权功率相干叠加的振动响应均方根加速度区间可以包络三振源激励下非相干叠加的站房结构振动响应均方根加速度值。

关键词：站房结构多振源列车行驶激励人行激励设备运行激励功率叠加

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考虑接头力学特性的盾构隧道地震响应分析

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地震工程与工程振动 2012年第6期32卷 166-173页

作者：李忠献王洪龙李宁天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

盾构隧道衬砌属装配式结构,衬砌环间接头对整环刚度的影响不容忽视。目前常用的接头计算模型普遍过于简单,不能准确模拟接头的工作状态。为此,本文提出了一种力学模型,将接头处衬垫和螺栓抽象成非线性弹簧,该模型可以准确模拟不同构造... 详细信息

盾构隧道衬砌属装配式结构,衬砌环间接头对整环刚度的影响不容忽视。目前常用的接头计算模型普遍过于简单,不能准确模拟接头的工作状态。为此,本文提出了一种力学模型,将接头处衬垫和螺栓抽象成非线性弹簧,该模型可以准确模拟不同构造形式的接头。随后将该接头模型应用于整环衬砌结构的动力有限元分析中,采用ABAQUS有限元软件以天津地铁盾构隧道工程为背景,进行了隧道横断面的地震响应分析,研究了接头模型对管片内力的影响,进而验证了该接头模型在动力分析中的适用性。分析结果表明,这种方法可较精确地模拟接头对衬砌结构的影响,同时具备较高的计算效率。

关键词：盾构隧道接头模型地震响应动力有限元分析

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免蒸免烧粉煤灰多孔砖墙体抗震性能试验研究

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地震工程与工程振动 2012年第4期32卷 125-130页

作者：李忠献周晓洁夏多田许小波刘泽锋天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

免蒸压免烧结粉煤灰多孔砖是一种新型承重墙体材料。本文通过三片墙体低周反复荷载试验,系统研究了粉煤灰多孔砖墙体的力学性能和抗震性能,包括墙体的破坏特征、滞回曲线、刚度、延性、骨架曲线及受剪承载力等。试验结果表明,免蒸压免... 详细信息

免蒸压免烧结粉煤灰多孔砖是一种新型承重墙体材料。本文通过三片墙体低周反复荷载试验,系统研究了粉煤灰多孔砖墙体的力学性能和抗震性能,包括墙体的破坏特征、滞回曲线、刚度、延性、骨架曲线及受剪承载力等。试验结果表明,免蒸压免烧结粉煤灰多孔砖墙体的破坏形态与普通黏土砖墙体相似,主要呈剪切破坏;墙体具有较高的受剪承载力、延性和耗能能力,适宜在地震区村镇建筑中推广应用。

关键词：免蒸免烧粉煤灰多孔砖墙体抗震性能模型试验

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