陈慧芸
- 作品数：16 被引量：76H指数：5
- 供职机构：长安大学公路学院更多>>
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- 相关领域：建筑科学交通运输工程文化科学更多>>
- 高压旋喷帷幕注浆预加固法在超大型岩溶区桩基础施工中的应用被引量：5
- 2020年
- 岩溶发育区桥梁桩基础在修建过程中经常出现漏浆、卡钻、地表开裂塌陷等工程病害,针对这些工程病害,常见的处治措施主要有回填法以及钢护筒跟进法。针对超大型岩溶区桩基础施工过程中采用常规处治措施反复处理仍不能顺利成孔的问题,结合福建莆炎高速公路跨省道204分离桥桩基础施工,提出了高压旋喷帷幕注浆预加固法处治超大型溶洞的施工工艺,有效控制了桩基础施工过程中渗漏问题,保证了桩基施工过程的安全性,确保了成桩质量。研究成果可为类似工程提供施工参考,具有很大的经济效益和社会效益。
- 夏承明冯忠居袁川峰赵亚婉陈慧芸李铁
- 关键词：桩基础岩溶发育区
- 桩-土-断层耦合作用下桥梁桩基竖向承载特性被引量：33
- 2019年
- 基于海南铺前大桥,采用室内模型试验与数值仿真,分析了断层-桩-岩土相互作用时桥梁桩基的距离效应与承载特性。研究结果表明:在模型试验中,对于直径为6.3 cm,长度为60 cm的桩基,当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时,承载力增幅为26.7%,当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时,承载力增幅仅为3.8%,断层与桩基水平距离对桩基承载力影响度降至6.5%,可以忽略;当桩长一定,荷载相同时,断层与桩基水平距离越小,桩身轴力变化越小;当断层与桩基水平距离由9.45 cm增加到22.05 cm时,桩身30 cm处桩侧阻力增大了0.059 kN,水平距离对桩侧阻力影响度降低了44.5%,当水平距离由22.05 cm增加到31.50 cm时,桩侧阻力增大了0.029 kN,水平距离对桩侧阻力影响度降低了8.3%。在数值仿真中,在桩基直径为1.5 m,长度为30 m,覆盖层厚度为10 m的工况下,当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时,承载力增幅由11.0%减小到6.5%,当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时,承载力增幅减小到4.9%;当断层与桩基水平距离由7.5 m减小到1.5 m时,桩身轴力沿桩长方向减小趋势逐渐变缓,当桩长一定,荷载相同时,断层与桩基水平距离越小,桩身轴力变化越小;当断层与桩基水平距离由1.5 m增加到6.0 m时,桩身16 m处桩侧阻力增大了1.90 MN,水平距离对桩侧阻力影响度降低了28.0%,当水平距离由6.0 m增加到7.5 m时,桩侧阻力增大了0.33 MN,水平距离对桩侧阻力影响度降低了5.0%。模型试验与数值仿真结果均表明,在5倍桩径范围内,桩基竖向承载特性受断层与桩基水平距离的影响较大;超出5倍桩径后,水平距离的影响较小,甚至可以忽略;断层与桩基水平距离对承载力、桩侧阻力的影响度与桩侧阻力占比的仿真值均减小较快,在水平距离为5倍桩径时,较模型试验值分别降低了2.2%、6.0%、0.174,结果较理想化,可用作工程参考。
- 冯忠居陈慧芸袁枫斌尹洪桦李孝雄刘闯张福强王蒙蒙李少杰
- 关键词：断层室内模型试验侧阻力影响度
- 公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制试验研究被引量：4
- 2023年
- 为探明公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制,开展回填法施工的25.5 m溶洞的桩基受力现场试验;结合数值仿真方法,研究采用回填法处治溶洞时,穿越不同高度溶洞的桩基竖向承载特性和荷载传递机制,重点探明回填材料固结引起的负摩阻力最大值及范围占比变化规律。结果表明:采用回填法处治溶洞后,荷载较小时,穿越超大型溶洞桩基的轴力在一定范围内增大,桩侧产生负摩阻力;桩基的竖向极限承载力随洞高增加呈减小趋势;洞高由5 m增至30 m时,极限荷载作用下负摩阻力最大值增幅达102.7%,其范围占比由0%增加至24%,洞高超过25 m后,负摩阻力范围占比超过20%。若采用回填法处治溶洞,建议当洞高为5~10 m时,可忽略负摩阻力的影响;为超大型溶洞时,需考虑负摩阻力对桩基竖向承载特性的不利影响;洞高为15,20,25,30 m时,溶洞顶面下0.092 H,0.145 H,0.213 H,0.240 H(洞高)范围内按负摩阻力计算桩基承载力。
- 冯忠居陈慧芸白少奋蔡杰夏承明袁川峰黄骤屹
- 关键词：桩基础桩侧负摩阻力
- 穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法研究
- 2024年
- 为准确计算岩溶区桥梁桩基嵌岩深度,依托莆炎高速公路岩溶区桥梁桩基工程,分别考虑桩基竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量,提出3种穿越溶洞桥梁桩基嵌岩深度计算方法,并验证3种方法的可靠性。选取34根代表性桩基对比嵌岩深度设计值与所提方法计算值,并选取1根试桩对比规范值与所提方法计算值。结果表明:34根代表性桩基中,1根桩基的嵌岩深度设计值小于考虑全寿命周期内溶洞溶蚀量的嵌岩深度计算值,占比2.9%;10根桩基的嵌岩深度设计值同时满足竖向极限承载力、桩身稳定性和桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量要求,且安全储备合理,占比29.5%;23根桩基存在安全储备较高问题,占比67.6%,其中14.7%的桩基嵌岩深度设计安全储备高达5倍。各规范关于桩基嵌岩深度的取值差异较大,为确保桥梁桩基承载安全,同时降低施工难度和成本,建议设计穿越溶洞桥梁桩基的合理嵌岩深度时,充分考虑桥梁全寿命周期内溶洞溶蚀量。
- 陈慧芸陈慧芸冯忠居赵瑞欣蔡杰
- 关键词：桩基岩溶区嵌岩深度竖向极限承载力
- 强盐沼泽区干湿循环作用下桥梁桩基腐蚀损伤
- 2023年
- 为探明干湿循环与强盐沼泽腐蚀作用下桥梁桩基混凝土材料损伤机理,通过室内模拟试验,研究了不同材料质量比的混凝土浸入不同浓度复合盐溶液,经干湿循环后的质量损失率、相对动弹性模量和抗侵蚀系数;基于扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和化学成分分析相结合的方法,研究了桩身混凝土抗腐蚀微观机理。研究结果表明:经干湿循环后混凝土质量增长是因为在材料内部生成了钙矾石、Friedel盐等膨胀性晶体,氯盐的存在能够抑制硫酸盐对于桩基混凝土的侵蚀作用;复合盐溶液浓度不同时,经过120次的干湿循环后,水泥、碎石、砂子、水、粉煤灰、减水剂、硅灰、膨胀剂质量比为327∶1103∶767∶170∶87∶7∶22∶44(质量比Ⅲ)的桩基混凝土试件的相对动弹性模量为92.7%,抗侵蚀系数最小为0.91,而在未添加硅灰和膨胀剂的质量比与仅添加硅灰的质量比下桩基混凝土试件的相对动弹性模量最大为89.7%,抗侵蚀系数最小为0.80,质量比Ⅲ的桩基混凝土试件的抗侵蚀性能较好,桩基混凝土试件受到膨胀力但内部未产生裂缝,说明添加硅灰和膨胀剂提升了桩基混凝土的抗侵蚀能力且可以确保桩基混凝土不产生裂缝。可见,实际工程中可综合考虑区域内腐蚀性离子类别等因素,在质量比Ⅲ的基础上进一步优化桩基混凝土的质量比。
- 冯忠居陈慧芸王富春王富春胡海波姚贤华
- 关键词：桥梁工程
- 跨越强降雨区公路桥梁U型槽防排水设计型式与计算被引量：1
- 2022年
- 为改善强降雨区传统桥梁排水设施设计型式单一、间距设计保守及排水能力不足等缺点,以广东省湛江市环城高速南三岛大桥(坡头至南三岛段)工程中的夹流大桥为例,提出了一种新型的以U型槽为主的防排水设计型式,计算并验证了U型槽的排水能力,分析了U型槽的设计及施工工艺。结果表明,夹流大桥桥面所需排泄的最大设计径流量Q为0.014573 m^(3)/s,U形槽的泄水量为0.015358 m^(3)/s,U型槽排水系统的排水能力满足桥面排水要求,该排水设计型式可在强降雨区推广应用。
- 田强春冯忠居陈杰全超文吴登睿武敏陈慧芸
- 关键词：桥梁工程防排水设计
- 串珠状溶洞影响下桩基竖向承载特性离心试验被引量：4
- 2023年
- 为探明串珠状溶洞对桩基竖向承载特性的影响,采用离心模型试验,研究桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,不同溶洞顶板厚径比下桩基荷载-沉降特征,竖向极限承载力变化规律,桩身轴力、桩侧阻力及分项荷载变化规律,与下伏无溶洞时进行对比,提出合理顶板厚径比取值方法。结果表明:桩基穿越溶洞后,下伏溶洞顶板厚径比对其竖向承载特性影响较大,与下伏无溶洞相比,厚径比由0.5增大到3.0时,桩基竖向极限承载力影响度由57.4%降至4.0%,厚径比大于2.5后,竖向极限承载力影响度小于5.0%;厚径比增大时,桩基所穿越的溶洞范围内桩身轴力几乎不衰减,上、中层溶洞顶板范围内桩身轴力衰减速度减慢,传递至溶洞顶的荷载较大;在溶洞内桩侧阻力几乎不发挥,随厚径比增大,在上层和中层溶洞顶板范围内桩侧阻力减小;厚径比增加时桩侧阻力和桩端阻力占比分别呈逐渐减小和增大的趋势,逐渐向摩擦端承桩转化,厚径比大于2后,与下伏无溶洞时相比,桩侧阻力减幅小于10%。建议串珠状溶洞区的桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,顶板厚径比大于2.5即可忽略下伏溶洞对桩基竖向承载特性的影响,可根据桩基承载需求确定合理的顶板厚度。
- 陈慧芸冯忠居蔡杰夏承明董建松
- 关键词：桥梁工程离心模型试验
- 强震作用下嵌岩群桩时程响应振动台试验
- 2023年
- 地震动荷载作用下,由于“群桩效应”,群桩基础表现出不同于单桩的动力时程响应规律.通过大型振动台模型试验,选取强度均为0.35g人工合成的5002波、5010波,以及典型的Kobe波、El-Centro波,探明嵌岩群桩基础的动力时程响应规律及基频损伤情况.振动台试验结果表明,地震波频谱特性对嵌岩群桩基础的各动力响应参数具有显著影响;El-Centro地震波作用时嵌岩群桩加速度峰值较大,桩顶峰值出现时刻较为滞后;Kobe波作用下,桩顶水平相对位移、弯矩峰值较大,但在El-Centro波时均出现最早;弯矩峰值均没有超出其抗弯极限承载力,且基频未发生明显变化,说明强震作用下群桩基础未发生损伤破坏;因此,可通过不同频谱特性的地震波对嵌岩群桩的抗震性能进行优化设计,并提出相应工程建议.
- 张聪冯忠居王富春马晓谦陈慧芸
- 关键词：岩土工程强震作用振动台试验时程响应抗震设计
- 溶洞型基桩承载特性离心试验及承载力计算方法被引量：2
- 2023年
- 为确定溶洞对基桩荷载传递规律和承载特性的影响,通过离心模型试验,研究了4种洞高、4种洞跨和3种溶洞层数下基桩的荷载-沉降规律、竖向承载力、荷载分担比、轴力和侧阻的变化;引入敏感分析模型,研究了基桩竖向承载力对两因素的敏感性;采用荷载传递法建立了穿过溶洞的基桩荷载-沉降计算公式。结果表明:洞高、洞跨、层数的增加会削减基桩竖向承载力,洞高对承载力的影响大于洞跨;两因素变化下溶洞处桩身轴力几乎不衰减,单位侧阻骤减至接近零;采用改进的荷载传递法和双曲线模型建立了基桩承载力计算公式,计算结果与试验结果相比,最大误差5.96%,具有较高吻合度。研究成果可为岩溶区基桩竖向承载力和沉降计算提供参考。
- 陈慧芸冯忠居夏承明刘旭照王逸然
- 关键词：岩溶区基桩离心模型试验荷载传递法
- 桥梁桩基穿越溶洞的荷载传递机制试验研究被引量：10
- 2023年
- 为探明公路桥梁桩基穿越溶洞的荷载传递机制,开展了回填法处理溶洞时桩基荷载传递机制现场试验,结合数值仿真方法,研究了回填法处治溶洞时穿越不同高度溶洞的桩基竖向承载特性和荷载传递机制,提出了不同洞高下回填材料引起的桩侧负摩阻力最大值及其分布范围占比的变化规律。结果表明:岩溶区桩侧负摩阻力的产生受溶洞类型的影响,填充型溶洞桩侧土体沉降较小,可为桩基提供较小的正摩阻力;非填充型溶洞桩侧土体沉降较大,桩侧表面会产生负摩阻力;采用回填法处理溶洞后,穿越溶洞桥梁桩基的竖向极限承载力随洞高增加而逐渐减小;洞高由3 m增加至12 m时,桩基竖向极限承载力对应的桩侧负摩阻力分布范围占洞高的比例由0%增加至27.14%。建议在实际设计中采用回填法处理溶洞时,应考虑穿过溶洞桥梁桩基在溶洞范围产生的桩侧负摩阻力对桩基竖向承载特性的影响;洞高为3~12m时,建议在溶洞顶面以下0、0.106H、0.214H、0.271H(H为洞高)范围内按负摩阻力计算桩基承载能力,以确保溶洞处治后回填材料固结沉降期间桥梁桩基承载安全。
- 陈慧芸陈慧芸冯忠居董建松夏承明蔡杰
- 关键词：桥梁工程溶洞负摩阻力
