弹性地基梁

摘要： 根据弹性地基梁张有龄法,建立了基坑围护墙体的扰曲微分方程,求得了其解析解,表示出墙体侧向位移与开挖深度、墙体插入深度及墙体厚度的数学关系式,进而通过算例分析了不同插入比与墙体厚度对墙体侧向位移的影响。研究结果表明:在一定开挖深度内插入比为1~1.4比较经济合理,墙体水平位移在此后开始骤增,如继续开挖应加设横撑、斜撑等支撑结构,以保证基坑安全;墙体厚度取1~1.5m比较经济合理。研究结果与FLAC3D模拟结果一致,并成功应用于实际基坑支护工程中。

摘要： 剪力连接件是装配式钢-混凝土组合梁的关键部件,其荷载-滑移曲线大致分为四个阶段,即滑移前摩擦阶段、滑移阶段、滑移后弹性阶段、滑移后塑性阶段。该文通过弹性地基梁理论和材料力学平面应力理论,建立了高强螺栓剪力连接件的受力模型,对前三个阶段的受力行为进行了理论解析分析,并通过多组试验数据对理论结果进行了验证,二者吻合良好。研究表明:剪力连接件在整个受力过程同时受弯矩、剪力和轴力的耦合作用,该文提出的力学模型能较为准确的模拟螺栓弹性阶段的极限值,能初步解释螺栓在弹性段抗剪性能随预拉力变化的原因;并得出了螺栓弹性段弯矩对其屈服极限影响有限的结论。

摘要： 为了研究圆砾地层中深基坑双排桩支护结构的受力与变形,采用Winkler弹性地基梁模型,对规程计算模型中未能充分考虑基坑变形后的桩土作用形式使得计算位移偏大等不足进行改进。根据一类圆砾地层开挖破坏滑移面,应用能量法计算桩间土压力,以及考虑弹性附加应力理论计算桩后土压力的改进模式,利用弹性支点法分别建立前、后排桩滑移面上下挠曲微分方程,再引入相关边界条件,对双排桩支护结构的内力和变形进行求解。结合圆砾地区南宁市地铁四号线那洪立交站深基坑工程案例,求得了前、后排桩桩身沿深度各点处的弯矩和水平位移值,通过与规程计算结果与现场监测数据对比可得,改进模型计算的桩体弯矩最大值、桩体水平位移与监测数据比较吻合,验证了改进模型的合理性。

摘要： 将闸室结构简化为作用在地基上的框架结构,通过对框架结构地基梁单元的细分,采用弹性地基梁法计算完建期工况和蓄水期工况下,闸室底板不设置悬挑和设置不同长度的悬挑时闸室底板内力,得到设置悬挑时可明显降低闸室底板弯矩、剪力和地基反力值,且随着悬挑长度的加大,弯矩、剪力和地基反力值的减小量近似趋于稳定值的结论。

摘要： 对于隧道结构的设计,工程设计人员往往通过有限元数值分析结果再结合以往工程设计经验对结构进行验算。为确保有限元计算结果较真实地反应结构受力情况,基于荷载-结构模型,从基础理论出发,对隧道结构进行拆解分析,为有限元建模提供理论基础,并引入弹性地基梁计算理论对有限元方法进行补充,在此基础上提出两种基于Midas Civil的有限元建模方法,并以广州某过江隧道工程为背景对两种方法进分析计算。通过理论和有限元计算结果表明,有限元模型和理论模型无法准确计算特定工况下真实的结构响应,此时可将底板按弹性地基梁进行受力分析,对于隧道底板底边缘受压的情况,提出的两种有限元模拟方法均能满足设计要求,基于保守原则,对于隧道底板底边缘受拉的情况,在结构验算时,有必要考虑采用弹性地基梁计算得到的结构响应。

摘要： 在福州罗源湾港区某工程矿石散货堆场拟建设4条斗轮堆取料机基础,因平面布局限制,斗轮堆取料机基础跨越深厚软土区和开山区,且矿石堆高14m,堆矿存在单侧堆载的可能,下部软土处于大应力状态及存在侧向变形的可能性,整体呈现出复杂的空间分布特点,而斗轮机在运营过程中对沉降、变形的要求较高,基础结构型式选择需综合使用要求、地质、技术、经济等因素。本文针对该斗轮机基础处于软硬分明、深厚、大应力下的软土工况,通过计算分析及结合工程经验与案例,对轨枕道砟、桩基轨道梁以及弹性地基梁方案进行比选,最后推荐全软土区采用轨枕道砟,跨越软土区和开山区采用桩基轨道梁、无软土区和开山区采用弹性地基梁的组合方案。另外,计算分析了负摩阻效应对桩基长度的影响,并给出桩身长度的优化建议。本文的研究成果可供类似复杂地质条件下的轨道基础结构选型提供参考。

摘要： 为揭示主梁竖向截面温差作用对施工阶段斜拉桥的影响机理,准确预测斜拉桥结构的截面温差效应,将斜拉桥主梁视为一根连续弹性支承的地基梁,其支承刚度取决于斜拉索的竖向抗拉刚度。对主梁微段进行内力分析,建立微段的内力平衡微分方程;结合温差变形和支承边界条件,对方程进行求解,获得结构应力和变形,由此提出一种斜拉桥结构主梁截面温差效应的解析方法。通过与实桥算例的有限元数值分析结果对比,发现所提出的方法能够准确预测竖向截面温差作用下斜拉桥主梁的结构应力与变形,并进一步分析结构响应在斜拉桥施工过程中的变化规律,以及斜拉索刚度变化对该效应的影响。研究结果表明:截面温差作用只会在主梁悬臂端引起较大结构变形;而主梁其他部位受到拉索和桥塔的约束作用,变形量很小,但由于约束作用的存在,其温差应力较大,尤其在塔梁连接处应力值达到最大;而且温差应力随着施工悬臂长度的增加而增大,当桥梁施工至大悬臂状态下,主梁的底板与腹板均会出现较大的拉应力,应通过增加预应力等措施抵消或减小这部分拉应力;但温差效应受斜拉索支承刚度的影响较小,因此采用中间索的平均支承刚度作为计算模型的支承刚度,能够满足工程需求,也减少了计算量,便于工程设计。

摘要： 以取得圆形基坑环梁等效弹性支撑刚度为出发点,运用支撑弹簧来模拟支撑环梁的空间环向效应,通过理论分析阐述了圆环撑刚度推导过程,但该过程并未考虑实际工程中因施工因素导致的圆环梁呈非理论状态圆形的现象。基于上海某市政工程工作井项目,对圆环梁支撑刚度计算目前存在的问题,将理论标准圆环撑简化为多边形支撑,并按照平面竖向弹性地基梁进行支撑刚度计算。将计算结果与标准圆环支撑计算结果进行对比,对比结果显示,标准圆环支撑刚度计算结果约是近似圆环多段线支撑刚度的10倍;随着圆环多段线分段数增多,多边形趋于圆形,等效弹性刚度值趋于平缓,而最优分段数量需根据圆形基坑环梁半径来确定;利用多段线支撑刚度进行基坑剖面计算,与标准圆环支撑计算方法相比,考虑了弯矩及剪力的影响,更加贴合工程实际,确保基坑围护设计安全可靠。在设计过程中,将圆环梁简化为多边形环梁的设计理念可为今后类似圆环撑刚度计算提供了参考,具有一定的借鉴意义。

摘要： 针对边坡工程中可能出现的普通抗滑桩嵌固段顶端前侧地层抗力不足的问题,提出嵌固段顶部拓宽型抗滑桩结构。基于水平受荷的弹性地基梁模型,推导滑床为多层岩土体的嵌固段顶部拓宽型桩的内力、位移、地层反力计算公式。实例分析表明,当桩体局部拓宽宽度为原桩宽度2倍时,嵌固段顶端地层反力可减小约25%,桩体最大弯矩及剪力减少5%~10%。讨论了拓宽宽度与深度、桩体嵌固深度、桩间距等主要因素对拓宽型桩内力与位移的影响,结果显示:普通桩经嵌固段顶部拓宽后,桩身水平位移与嵌固段顶端前侧地层反力显著降低;拓宽宽度与深度、嵌固段深度的增加均能增强拓宽型抗滑桩的水平承载能力,但当拓宽宽度达到原桩2倍、拓宽深度超过嵌固段深度40%后,继续拓宽对桩体水平承载能力的增加效果不显著。

摘要： 为克服已有梯形渠道弹性地基梁模型未考虑土体连续性及需要预先假定切向冻结力分布的不足,该研究在Winkler模型的基础上,用土弹簧的伸缩来描述法向冻胀力与法向冻结力,引入剪切层和接触界面层构建了梯形渠道双参数冻土地基梁模型。通过引入剪切层考虑土弹簧间的相互作用,引入接触界面层把切向冻结力计算纳入模型中一体化求解。以甘肃省靖会总干渠梯形渠道为例,计算了衬砌板法向冻胀位移,并将计算值与Winkler模型、有限元法计算结果及试验值进行对比分析,最后对衬砌板各点切向位移及切向冻结力分布进行计算。结果表明:本文模型计算值与Winkler模型、有限元法计算结果的总体变化趋势一致,且与试验值更加接近,当剪切系数g=0时双参数模型则退化为Winkler模型,验证了模型合理性;衬砌板各点切向位移及切向冻结力呈非线性分布,且随切向刚度增大,各点切向位移总体呈减小趋势,与实际相符。本研究可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。

摘要： 为解决地铁盾构在不良地质条件区施工中遇到软弱地基土层的地埋结构-土相互作用的力学问题,基于土体弹性假设及Winkler地基模型,分析了盾构与岩土体相互作用机理,探讨地基弹性系数确定的方法,提出盾构与土相互作用的弹性地基梁模型控制方程,并推导出近似解析解,编制Matlab计算程序进行盾构内力计算,分析盾构与周围岩土体相互作用机制;最后将该模型应用于深圳地铁盾构遭遇大跨度软弱地基的内力计算中,探讨了土性参数,例如凝聚力和内摩擦角,对结构内力和挠度的影响,为优化盾构的结构设计提供了科学依据.

摘要： 将地基视为多层各向同性弹性体,对Euler-Bernoulli梁进行有限单元离散分析,对地基-梁接触面采用边界积分法求解,根据地基-梁接触面的竖向位移协调和光滑接触条件,应用有限元与边界元耦合的方法推导出各向同性成层弹性地基上的Euler-Bemoulli梁的半数值半解析解.基于文中理论,编制了相应的程序,通过与现有文献对比,验证了文中理论的正确性,对比分析了分层地基与等效均匀地基两种模型上的弹性地基梁.研究结果表明,分层地基与等效均匀地基两种模型上弹性地基梁性状差异较大,实际弹性地基梁计算中应采用分层地基模型.

摘要： 针对于利用连链杆法原理求解弹性地基梁问题,可以归结为求链杆内力X、各分段中间的地基反力D、各梁段中间截面的弯矩M、各梁段中间截面的剪力Q、各梁段中间截面处的沉陷量Y的问题.对于链杆法而言,关键在于求n个方程的解Xi,其难点也是在于求解n个方程n个未知的链杆反力Xi,通过利用Excel的规划求解可以解决此以链杆法为原理求解弹性地基梁的问题.

摘要： 基于Winkler地基模型的弹性地基梁挠度初参数表达式，根据梁端内力特征，分析并得到了两段自由弹性地基梁在任意集中力，弯矩及线性分布线荷载作用下的梁挠度公式。

摘要： 固体密实充填采煤是当前解放"三下"压煤的一种有效技术手段,其衍生的地表沉降规律与全部垮落法采煤有着本质区别.为实现对固体密实充填开采后地表沉降进行科学准确地预计,结合相似材料模拟试验和数值模拟试验总结了其上覆岩层的变形特征及基本顶上覆荷载的分布规律,试验结果表明以煤壁为分界点,荷载变化规律呈分段函数分布.在上述研究的基础上,借助Winkler和Vlazov两类弹性地基梁建立了基本顶力学模型,得到了基本顶弯曲下沉方程,并基于概率密度函数思想推导出固体密实充填采煤地表沉陷的计算公式.最后将研究成果应用于山东某矿,取得了较好的工程实践效果.

摘要： 简介闭合框架是一种常见的工程结构形式,如城市地下综合管廊就是闭合框架结构.现有闭合框架施工方式为现浇式和预制装配式,在进行结构内力计算时,通常将其简化为闭合框架模型.以常见的两舱室闭合框架为例,边界条件一般简化处理为在底板上有竖墙的位置增加铰支座,并将地基反力均匀的加在底板上,忽略地基变形的影响.对于现浇式的闭合框架,其结构在受力方向外连续,整体性好,地基不均匀变形的影响相对较小,采用反力法简化算法的结果对结构质量影响较小;而对于装配式的综合闭合框架,在地基刚度有变化的地方,由于地基的沉降不同,可能会使拼缝处产生错动导致漏水,影响接缝质量和水密性能.在地下结构的计算时，为了考虑地基变形对结构内力的影响，可以采用弹性地基梁的方法。采用弹性地基梁的方法，反力分布不再是均匀分布，而是考虑了底板本身的实际弹性变形与地基刚度以后的反力分布，更接近实际情况。由于两种计算模型在边界考虑和地基作用的考虑上存在一定的差异，所以计算得到的内力结果也有所差别，有必要量化的分析比较两者之间差异。

摘要： 基于弹性地基梁理论,考虑三维立体筋水平-竖向筋材中竖筋及水平筋的约束作用,根据弗拉曼解求得了水平-竖向加筋地基中的竖向附加应力.并将计算结果与有限元模拟所得结果进行了对比,发现理论计算所得的趋势和数值模拟结果一致,吻合良好.

摘要： 场地沉陷是导致埋地管道破坏的重要原因之一.应用弹性地基梁理论,建立了沉陷作用下管轴向应力计算模型,并通过算例将本文方法计算结果与文献的数值计算结果了对比分析.通过在沉降区管道上施加不同沉降压力,分析了管道壁厚、采空沉陷区长度、最大沉降量等复杂因素作用下对管道轴向应力的影响规律,进而评估管道的安全性.算例分析结果表明,该方法能够较好地沉降管道的受力情况,可为沉陷区域埋地管道完整性管理提供理论依据.

摘要： 箱涵广泛应用于库区公路建设,具有适用于软土地基、施工工期短、工程造价低等优点.在地质条件较差和蓄水期限逼近的情况下,利用大跨径箱涵替代小跨径桥梁,可以达到降低成本、满足工期和使用功能要求的效果.箱涵一般视为支承在半无限弹性地基梁上的空间结构,本文利用弹性链杆模拟弹性地基梁对箱涵进行空间结构分析.通过计算对比箱涵底板刚性支撑在地基和用弹性链杆支撑在地基上的两种情况，得出前者计算结果偏不安全、后者更接近实际受力状况的结论，同时还研究了箱涵受力随链杆刚度变化而变化的情况。本文是基于地基均匀沉降的假设，实际很难保证这一点，而地基的不均匀沉降使得箱涵受力更为复杂，这一方面值得更深一步的研究。

摘要： 基于经典Winkler地基模型及Euler-Bernoulli梁理论,考虑梁的几何非线性效应,运用Newton第二定律建立了弹性地基上有限长梁的非线性运动方程.运用Galerkin方法对运动方程进行一阶模态截断,得到离散的非线性振动方程,然后利用多尺度法求得该系统自由振动的一阶近似解,并分析系统发生主共振时的幅频响应特性.分析了长细比及地基刚度系数等参数对系统固有频率及其主共振幅频响应的影响.

摘要： 一种弹性地基上的空心钢筋混凝土梁、板，钢筋混凝土梁、板体的断面为任意形状，断面中有任意形状的孔。本发明可以减少钢筋混凝土梁（板）的材料，即减轻其自重，以便适合软土地基，减少混凝土（即节省水泥、砂、石、水）及钢筋用量，节省材料、节省人工、省能、节约造价。且空心钢筋混凝土梁、板的截面惯性矩比实心钢筋混凝土梁、板更大、有受力性能更好的优点。此外，由于混凝土用量减少，浇筑混凝土的时间也减少了，从而减少了浇筑混凝土振动时间，减少了噪音。

摘要： 一种弹性地基上的空心钢筋混凝土梁、板，钢筋混凝土梁(板)体的断面为任意形状，断面中有任意形状的孔。本实用新型可以减少钢筋混凝土梁、板的材料，即减轻其自重，以便适合软土地基，减少混凝土(即节省水泥、砂、石、水)及钢筋用量，节省材料、节省人工、省能、节约造价。且空心钢筋混凝土梁、板的截面惯性矩比实心钢筋混凝土梁、板更大、有受力性能更好的优点(指在消耗相同材料时)。此外，由于混凝土用量减少，浇筑混凝土的时间也减少了，从而减少了浇筑混凝土振动时间，减少了噪音。

摘要： 本发明属于土木工程技术领域，具体涉及考虑剪切效应的弹性地基梁的结构计算方法，用于弹性地基梁的弯曲变形、剪切变形和内力的计算。本发明所述方法考虑剪切效应的弹性地基梁的结构计算方法，根据梁的长短、端部条件以及荷载的作用位置和分布范围，推导出梁变形和内力的计算公式，包括在集中力、满布分布荷载、局部均布荷载作用下弹性地基有限长梁和无限长梁之弯曲挠度、剪切挠度、弯矩和剪力的计算公式。由此可评价弯曲和剪切对梁变形的不同贡献，使结构计算更加精细，有利于准确制定控制梁变形的措施，具有明显的技术经济合理性。

摘要： 本发明公开了一种基于弹性地基梁的矩形巷道挤压流动性底臌防治方法，包括步骤：一、巷道开挖；二、围岩基本力学参数确定；三、巷道支护方案确定：对巷道帮部支护体系和底板支护体系的支护结构进行确定时，过程如下：巷帮极限平衡区宽度确定、巷道底板最大破坏深度及巷道底板最大破坏深度处至相邻巷道帮壁的水平距离确定和巷道帮部支护体系与底板支护体系确定；四、巷道围岩支护施工；五、下一节段开挖及巷道围岩支护施工；六、多次重复步骤五，直至完成矩形巷道的全部开挖及巷道围岩支护施工过程。本发明方法步骤简单、实现方便且投入成本低、使用效果好，能有效解决矩形巷道的挤压流动性底臌问题，避免了巷道返修工作，且施工成本低。

摘要： 本发明公开了一种跨越复杂溶洞群多跨预应力弹性地基梁结构及施工方法，属于溶洞群隧道施工技术领域，地基梁结构，包括垫台和预应力梁，垫台设置在预应力梁的底部，预应力梁设置在仰拱的底部，探测选取溶洞完整基岩区域作为垫台的基桩，预应力梁沿隧道路线方向设置，垫台包括承台和水平传力构造板，承台设置在基桩上，水平传力构造板设置在承台上，预应力梁设置在水平传力构造板上。在梁底布置临时支撑，为梁体浇筑混凝土提供竖向支撑力。在张拉预应力前，清除梁底临时支撑和四周浇筑模板，为张拉预应力时梁体纵向变形提供空间，在原临时支撑位置处注入自膨胀水泥砂浆充填，使梁体与梁底岩体紧密接触，发挥梁底岩体承载能力。

摘要： 本发明属于土木工程技术领域，具体涉及考虑剪切效应的弹性地基梁的结构计算方法，用于弹性地基梁的弯曲变形、剪切变形和内力的计算。本发明所述方法考虑剪切效应的弹性地基梁的结构计算方法，根据梁的长短、端部条件以及荷载的作用位置和分布范围，推导出梁变形和内力的计算公式，包括在集中力、满布分布荷载、局部均布荷载作用下弹性地基有限长梁和无限长梁之弯曲挠度、剪切挠度、弯矩和剪力的计算公式。由此可评价弯曲和剪切对梁变形的不同贡献，使结构计算更加精细，有利于准确制定控制梁变形的措施，具有明显的技术经济合理性。

摘要： 公开了一种类弹性地基梁式内力自平衡千斤顶静载试验台，包括测力传感器、两个固定横梁、连接结构、移动横梁、多个弹性部件、调节千斤顶和定位件，弹性部件设置在移动横梁和一个固定横梁之间，使移动横梁模拟为弹性地基梁，在试验过程中，试验载荷在试验千斤顶、固定横梁、弹性部件、移动横梁、连接结构和测力传感器之间传递，实现了试验千斤顶和试验台的内力自平衡，通过调节弹性部件的刚度和布置，模拟不同刚度结构件的变形特征，使试验千斤顶能够有不同的行程，从而可以同时测试多个千斤顶在不同载荷情况下的加载力值，实现对多个千斤顶进行快速准确的静载调试。

摘要： 本发明公开了一种基于弹性地基梁的矩形巷道挤压流动性底臌防治方法，包括步骤：一、巷道开挖；二、围岩基本力学参数确定；三、巷道支护方案确定：对巷道帮部支护体系和底板支护体系的支护结构进行确定时，过程如下：巷帮极限平衡区宽度确定、巷道底板最大破坏深度及巷道底板最大破坏深度处至相邻巷道帮壁的水平距离确定和巷道帮部支护体系与底板支护体系确定；四、巷道围岩支护施工；五、下一节段开挖及巷道围岩支护施工；六、多次重复步骤五，直至完成矩形巷道的全部开挖及巷道围岩支护施工过程。本发明方法步骤简单、实现方便且投入成本低、使用效果好，能有效解决矩形巷道的挤压流动性底臌问题，避免了巷道返修工作，且施工成本低。

摘要： 公开了一种类弹性地基梁式内力自平衡千斤顶静载试验台，包括测力传感器、两个固定横梁、连接结构、移动横梁、多个弹性部件、调节千斤顶和定位件，弹性部件设置在移动横梁和一个固定横梁之间，使移动横梁模拟为弹性地基梁，在试验过程中，试验载荷在试验千斤顶、固定横梁、弹性部件、移动横梁、连接结构和测力传感器之间传递，实现了试验千斤顶和试验台的内力自平衡，通过调节弹性部件的刚度和布置，模拟不同刚度结构件的变形特征，使试验千斤顶能够有不同的行程，从而可以同时测试多个千斤顶在不同载荷情况下的加载力值，实现对多个千斤顶进行快速准确的静载调试。

摘要： 本实用新型介绍了一种弹性地基梁钢筋混凝土结构，它包括下层框架梁板和上层框架梁板，在下层框架梁板和上层框架梁板之间连接有填充墙，下层框架梁板、上层框架梁板和填充墙是由支撑钢筋填充混凝土后构成，支撑钢筋为一体成型的工字型结构，支撑钢筋包括两根主筋，两根主筋均由上、中、下三个支撑部构成，上支撑部和下支撑部均为横向设置的钩形结构，中支撑部竖向设置并将上支撑部和下支撑部连接；左侧主筋的上、下支撑部均朝向左侧，右侧主筋的上、下支撑部均朝向右侧，两根主筋的中支撑部相互平行，在两根主筋的中支撑部之间还横向连接有若干根连接筋。本实用新型提高了地基梁结构强度，增强了钢筋的抗拉伸能力，提高了抗震性。