交通荷载作用下饱和土-薄壁管桩体系的动力荷载传递机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908070
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Thin-walled pipe piles have been widely used to reinforce the soft subgrade of road engineering in China’s South-East coastal areas, and the Yangtze river and the pearl river delta where there are rich and thick saturated soft soil layers. However, the dynamic load-transfer mechanism between the saturated soil and the pipe pile under traffic loads is not yet clear. To this end, in this project, the Boer’s porous medium theory and elastic shell theory are employed to describe the mechanical behavior of the soil and the pile, respectively, while the traffic load is treated as a moving time-harmonic load. By using the method of boundary integral equation, the rigorous theoretical models for the dynamic response of thin-walled pipe piles embedded in homogenous and multilayered saturated visco-elastic half-spaces are built, respectively. And the semi-analytical solutions of the effective stress, pore-liquid pressure, and displacement at the pile-soil interfaces are presented. With these solutions, the effect of the moving speed and vibrating frequency of the load, and the layered property of the soil on the dynamic response of the soil-pile system is studied. By employing a model mobile load simulator to simulate the traffic load, the model test for the mechanical behavior evolution at the interface of the soil and the pile subjected to the long-term effect of traffic loads is performed. Then the variation of the displacement, effective stress, and pore-liquid pressure at the pile-soil interfaces with different load times is studied, and also their correlation models are established. This study can reveal the dynamic load-transfer mechanism of saturated soils and pipe piles to traffic loads, and provide the scientific reference for the related engineering design and practice.
东南沿海以及长江、珠江三角洲等地区富含深厚饱和软土层,这些地区的道路工程建设广泛采用薄壁型管桩进行软土地基加固,但在交通荷载作用下饱和土和管桩的动力荷载传递机理尚未明确。本项目拟采用Boer多孔介质理论和弹性壳理论分别描述饱和土和管桩的动力学行为,交通荷载视为移动的稳态谐和荷载。采用边界积分方程法建立交通荷载作用下均质和层状饱和黏弹性半空间中薄壁管桩动力响应的严格理论分析模型,得到桩土接触面上有效应力、孔压、位移等的半解析解,在此基础上研究荷载移动速度、振动频率以及土体层状分布特性等对所得动力响应的影响;采用小型移动荷载模拟系统开展交通荷载长期作用下饱和土和管桩接触界面力学行为演变的模型试验,主要研究桩土接触面上位移、有效应力和孔压等动力响应随加载次数的变化规律,并建立其相关关系模型。研究成果揭示了交通荷载作用下饱和土和管桩的动力荷载传递机理,并为相关工程的设计和施工等提供科学依据。

结项摘要

东南沿海以及长江、珠江三角洲等地区富含深厚饱和软土层,这些地区的道路工程建设广泛采用薄壁型管桩进行软土地基加固,但在交通荷载作用下饱和土和管桩的动力荷载传递机理尚未明确。本项目采用Boer多孔介质理论和弹性杆振动理论分别描述了饱和土和桩基的动力学行为,将交通荷载视为稳态谐和荷载。首先考虑桩基的轴向和径向变形,通过叠加原理,提出了饱和土中桩基的动力响应积分解;然后推导得到了埋置荷载作用下刚性地基上有限厚度饱和土层的三维动力Green函数,为建立饱和土桩动力相互作用边界积分方程提供基本解;通过建立描述圆板和饱和土体动力相互作用的第二类耦合Fredholm积分方程,进而得到了饱和土层上刚性圆板的竖向动力柔度系数,为获得桩底土体反力提供基础;采用Hamilton动力学原理,建立了作为二维空心杆结构的管桩的控制方程,并推导得到了交通荷载作用下薄壁管桩竖向动力柔度的解析解,揭示了其动力荷载传递机理;最后结合饱和软土地基处理时桩基的工作环境,开展了桩基承载性能模型试验和浸水试验,揭示了长期浸水条件下其承载性能演变规律。成果丰富了桩土动力相互作用理论,对管桩复合地基的设计和工程应用具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Research on Application of Multi-Channel Selector in Centrifugal Model Test of Anchoring Slope by Frame Beam
多通道选择器在框架梁锚固边坡离心模型试验中的应用研究
  • DOI:
    10.3389/feart.2021.757724
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Frontiers in Earth Science
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Junhui Zhang;Feng Li;Shiping Zhang;Jiankun Zhou;Houming Wu
  • 通讯作者:
    Houming Wu
Vertical time-harmonic coupling vibration of an impermeable, rigid, circular plate resting on a finite, poroelastic soil layer
位于有限多孔弹性土层上的不透水刚性圆形板的垂直时谐耦合振动
  • DOI:
    10.1007/s11440-020-01067-8
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Acta Geotechnica
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Shiping Zhang;Ronald Y. S. Pak;Junhui Zhang
  • 通讯作者:
    Junhui Zhang
Vertical dynamic interactions of poroelastic soils and embedded piles considering the effects of pile-soil radial deformations
考虑桩-土径向变形影响的多孔弹性土和埋入桩的竖向动力相互作用
  • DOI:
    10.1016/j.sandf.2020.10.003
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Soils and Foundations
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Shiping Zhang;Junhui Zhang;Yongbo Ma;Ronald Y.S. Pak
  • 通讯作者:
    Ronald Y.S. Pak

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    赵湛
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘杰
振动气吸盘式穴盘育苗精密排种器无漏播吸嘴的设计与试验
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国农机化学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张石平;赵湛;陈书法
  • 通讯作者:
    陈书法

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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