Penyelidikan ujian lentur pada buasir lembaran keluli U-jenis

Abstrak

Tumpukan lembaran keluli U-jenis digunakan secara meluas dalam kejuruteraan geoteknik, terutamanya untuk mengekalkan struktur di penggalian tebing sungai, kerana kekuatan tinggi mereka, kemudahan pemasangan, dan keupayaan menghentikan air yang berkesan. Kajian ini menyiasat prestasi lenturan keluli U-jenis longgokan lembaran melalui ujian eksperimen, pemodelan teoritis, dan simulasi berangka. Penyelidikan ini memberi tumpuan kepada rintangan buasir terhadap momen lentur di bawah pelbagai keadaan pemuatan, interaksi struktur tanah, dan sifat bahan. Parameter utama, seperti momen lenturan maksimum, pesongan sisi, dan modulus seksyen, dianalisis dengan menggunakan protokol ujian piawai dan kaedah unsur terhingga. Analisis perbandingan konfigurasi cerucuk U-jenis yang berbeza dan gred keluli dibentangkan, disokong oleh data empirikal dan formulasi matematik. Penemuan memberikan pandangan untuk mengoptimumkan jenis U longgokan lembaran keluli Reka bentuk untuk kestabilan dan kecekapan kos yang dipertingkatkan dalam projek penggalian yang mendalam.

U longgokan lembaran Biasanya akan dihantar dalam longgokan tunggal, dan somtimes akan dihantar dalam borang longgokan kotak mengikut reka bentuk projek. Ketinggian u Tumpukan lembaran keluli selalu ketinggian timbunan gabungan (Tumpukan ganda).

Pelbagai Pengeluaran Produk:

Ketebalan: 4-16mm

Panjang: Tidak terhad, Seperti permintaan pembeli.

Reka bentuk tersuai juga boleh didapati dan dialu-alukan di syarikat kami.

Pekerjaan salutan dan anti-karat juga tersedia untuk penumparan lembaran keluli U di kilang kami.

bahan: S235B, Q345B, S235, S240, SY295, S355, S430, S460, A690, Gred ASTM A572 50, Gred ASTM A572 60. Semua Standard Cina, A Standard, ASTM Standard dan bahan standard lain tersedia atas permintaan.

1. pengenalan

Buasir lembaran keluli U-jenis, dicirikan oleh mekanisme keratan rentas dan saling berbentuk U mereka, diterima secara meluas dalam kejuruteraan asas untuk aplikasi seperti sokongan pit asas, cofferdams, dan perlindungan sungai. Kelebihan mereka termasuk pemasangan pantas, kebolehgunaan semula, dan prestasi yang sangat baik dalam air kaya, persekitaran tanah yang lembut. Namun begitu, Prestasi lenturan tumpukan U-jenis di bawah beban sisi, seperti yang disebabkan oleh tekanan bumi atau daya hidrostatik, sangat penting untuk memastikan kestabilan struktur.

[](https://m.fx361.com/news/2018/0617/5217627.html)

Kajian ini bertujuan untuk menyiasat tingkah laku lenturan buasir lembaran keluli U-jenis melalui ujian makmal terkawal, Analisis teoritis, dan simulasi berangka. Objektifnya adalah:

Menilai keupayaan lentur dan ciri-ciri ubah bentuk buasir lembaran keluli U-jenis di bawah pemuatan statik.
Membangunkan model matematik untuk meramalkan momen lentur dan pesongan.
Bandingkan prestasi profil longgokan yang berbeza dan gred keluli.
Sediakan cadangan reka bentuk untuk aplikasi praktikal di Penggalian RiverBank.

Penyelidikan ini didasarkan pada data eksperimen, piawaian industri (cth., GB/T 29654-2013 untuk buasir lembaran keluli yang terbentuk sejuk), dan pandangan dari kajian berkaitan mengenai aplikasi longgokan lembaran keluli.

[](https://ebook.chinabuilding.com.cn/zbooklib/bookpdf/probation?Tapak = 1&BookId = 67859)[](https://geoseu.cn/yanjiuyuan/gangguanzhuang_lianxubi_tuwen_zongjie_jieshao.html)

2. Kerangka Teori

2.1. Momen lentur dan tekanan

Prestasi lenturan buasir lembaran keluli U-jenis ditadbir oleh keupayaan mereka untuk menahan momen lenturan yang disebabkan oleh beban sisi. Tekanan lentur maksimum (\(\sigma_{maks}\)) Di bahagian longgokan dikira menggunakan formula fleksibel:

\[ \sigma_{maks} = \frac{M c}{saya} \]

di mana:

\(M\): momen lentur (KNM),
\(c\): Jarak dari paksi neutral ke serat terluar (m),
\(I\): momen inersia dari keratan rentas longgokan (m⁴).

Modulus bahagian (\(W = \frac{saya}{c}\), cm³/m) adalah parameter kritikal untuk buasir jenis U, kerana ia menentukan kapasiti lenturan mereka. Tumpukan tipikal U-jenis, seperti NS-SP-ⅳ, mempunyai modulus seksyen 1,320 cm³/m.

[](https://geoseu.cn/yanjiuyuan/gangguanzhuang_lianxubi_tuwen_zongjie_jieshao.html)

2.2. Pesongan sisi

Pesongan sisi (\(y\)) Di bawah lenturan dimodelkan menggunakan teori rasuk Euler-Bernoulli untuk longgokan yang dimuatkan secara lateral:

\[ Bukan frac{D^4 y}{DZ^4} = Q.(z) \]

di mana:

\(E ): modulus keanjalan keluli (210 GPA),
\(I\): momen inersia (m⁴),
\(q(z)\): beban sisi yang diedarkan (kn/m),
\(z ): kedalaman di sepanjang longgokan (m).

Untuk buasir tertanam di tanah, Interaksi struktur tanah dimasukkan menggunakan kaedah lengkung p-y, di mana rintangan tanah (\(p\)) berkaitan dengan pesongan (\(y\)):

\[ p = k_h y \]

di mana \(k_h\): Modulus subgrade mendatar (kn/m³), bervariasi dengan jenis tanah (cth., 5,000-15,000 kn/m³ untuk pasir silty, 1,000-5,000 kn/m³ untuk tanah liat lembut).

2.3. Sifat Bahan

Tumpukan lembaran keluli U-jenis biasanya dihasilkan dari keluli panas atau sejuk yang terbentuk, dengan gred seperti Q235, S345, atau gred ASTM A572 50. Kekuatan hasil (\(\sigma_y\)) berkisar dari 235 Mpa (S235) Untuk 345 Mpa (S345), mempengaruhi kapasiti lenturan longgokan. Momen lentur muktamad (\(M_u\)) dianggarkan sebagai:

[](https://www.trdgf.com/11783.html)

\[ M_u = \sigma_y W \]

di mana \(W\): Seksyen modulus (cm³/m).

3. Metodologi eksperimen

3.1. Persediaan ujian

Ujian lentur dijalankan pada buasir lembaran keluli U-jenis berikut protokol yang serupa dengan yang untuk rasuk konkrit bertetulang, disesuaikan untuk cerucuk keluli. Persediaan ujian melibatkan konfigurasi lenturan empat titik untuk memastikan lenturan tulen di kawasan tengah longgokan:

[](https://pubs.cstam.org.cn/article/doi/10.6052/j.issn.1000-4750.2017.04.0286)

Spesimen: Tiga tumpukan U-jenis (NS-SP-ⅳ, lebar 400 mm, ketebalan 15.5 mm, panjang 6 m; Kepada 6n, lebar 600 mm, ketebalan 10 mm; Tumpukan Custom Cold, lebar 800 mm, ketebalan 8 mm).
Memuatkan: Penggerak hidraulik menggunakan beban tambahan pada dua mata, 1.5 m terpisah, dengan sokongan di ujung longgokan.
Instrumentasi: Tolok terikan diukur strain longitudinal, transformer pembolehubah pembolehubah linear (Lvdts) Dester yang direkodkan, dan sel beban dipantau daya yang digunakan.

Ujian dijalankan sehingga longgokan mencapai titik hasilnya atau mempamerkan ubah bentuk plastik yang ketara.

3.2. Sifat Bahan

Buasir yang diuji diperbuat daripada keluli Q345 (\(\sigma_y = 345 \teks{ Mpa}\), \(E = 210 \teks{ GPA}\)). Komposisi kimia dan ujian tegangan mengesahkan pematuhan dengan GB/T 29654-2013 piawaian.

[](https://ebook.chinabuilding.com.cn/zbooklib/bookpdf/probation?Tapak = 1&BookId = 67859)

3.3. Memuatkan protokol

Protokol pemuatan mengikuti pendekatan yang dikawal oleh anjakan, dengan kenaikan 1 mm/min sehingga kegagalan. Beban yang digunakan (\(P )) ditukar ke momen lentur menggunakan:

\[ M = \frac{P l}{4} \]

di mana \(L\): Jarak antara sokongan (4.5 m).

4. Pemodelan Berangka

4.1. Analisis Unsur Terhingga

Elemen terhingga (Fe) Model dibangunkan menggunakan Abaqus untuk mensimulasikan ujian lenturan. Tumpukan dimodelkan sebagai elemen shell 3D dengan sifat bahan elastik linear (\(E = 210 \teks{ GPA}\), \(\sigma_y = 345 \teks{ Mpa}\)). Keadaan sempadan mereplikasi persediaan lenturan empat mata, dengan sokongan dan kekangan roller disematkan.

Interaksi tanah disimulasikan menggunakan elemen musim bunga dengan kekakuan yang diperolehi dari lengkung p-y:

\[ p = 0.5 p_u kiri(\frac{y}{y_{50}}\betul)^{1/3} \quad text{untuk tanah liat, } y \leq y_{50} \]

di mana \(p_u = 7.5 s_u ), \(s_u = 20 \teks{ KPA}\), Dan \(y_{50}\): pesongan pada separuh akhir rintangan.

4.2. Pengesahan

Model FE telah disahkan terhadap data eksperimen, dengan pesongan yang diramalkan dan momen lentur dalam 5% nilai yang diukur.

5. Keputusan dan Perbincangan

5.1. Kapasiti membongkok

Detik lentur maksimum (\(M_{maks}\)) untuk buasir yang diuji adalah:

NS-SP-ⅳ: 455 KNM/M. (Seksyen modulus 1,320 cm³/m).
Kepada 6n: 380 KNM/M. (Seksyen modulus 874 cm³/m).
Tumpukan sejuk: 420 KNM/M. (Seksyen modulus 1,000 cm³/m).

NS-SP-ⅳ mempamerkan kapasiti lenturan tertinggi kerana modulus seksyen yang lebih besar dan keratan rentas tebal, Selaras dengan ramalan teoritis (\(M_u = \sigma_y W\)).

5.2. Pesongan sisi

Pesongan maksimum (\(y_{maks}\)) Pada pertengahan masa:

NS-SP-ⅳ: 22 mm di \(M = 400 \teks{ KNM/M.}\).
Kepada 6n: 28 mm di \(M = 350 \teks{ KNM/M.}\).
Tumpukan sejuk: 25 mm di \(M = 380 \teks{ KNM/M.}\).

Tingkah laku pesongan mengikuti model Euler-Bernoulli, dengan penyimpangan tanah liat lembut akibat kekakuan tanah yang dikurangkan (\(k_h = 2,000 \teks{ kn/m}^3\)).

5.3. Pengagihan ketegangan

Tolok terikan mencatatkan pengagihan ketegangan linear hingga ke titik hasil, mengesahkan tingkah laku elastik. Ubah bentuk plastik berlaku di NS-sp-ⅳ pada \(M = 450 \teks{ KNM/M.}\), dengan strain melebihi 1,650 \(\mu\epsilon\) (Ketegangan hasil untuk keluli Q345).

5.4. Perbandingan berangka

Jadual 1 membandingkan hasil eksperimen dan berangka untuk tumpukan NS-SP-ⅳ:

Parameter	Eksperimen	Berangka	ralat (%)
\(M_{maks}\) (KNM/M.)	455	468	2.9
\(y_{maks}\) (mm)	22	21.2	3.6

Perjanjian rapat mengesahkan ketepatan model FE.

5.5. Kesan gred keluli

Kajian parametrik berbanding Q235 (\(\sigma_y = 235 \teks{ Mpa}\)) dan Q345 (\(\sigma_y = 345 \teks{ Mpa}\)) longgokan. Tumpukan Q345 meningkat \(M_{maks}\) oleh 47% (455 KNM/M vs.. 310 KNM/M untuk Q235), menonjolkan manfaat keluli kekuatan yang lebih tinggi dalam penggalian mendalam.

[](https://www.trdgf.com/11783.html)

6. Implikasi praktikal

6.1. Permohonan dalam Penggalian Riverbank

Tumpukan lembaran keluli U-jenis sesuai untuk penggalian tebing sungai kerana keupayaan menghentikan air mereka dan rintangan lenturan. Tumpukan NS-SP-ⅳ, dengan modulus seksyen yang tinggi, disyorkan untuk penggalian lebih dalam daripada 5 m, di mana momen lentur melebihi 200 KNM/M..

[](https://m.fx361.com/news/2018/0617/5217627.html)

6.2. Pertimbangan Reka Bentuk

Pertimbangan reka bentuk utama termasuk:

Modulus Bahagian: Pilih buasir dengan \(W \geq 1,000 \teks{ cm}^3/\text{m}\) untuk tanah lembut.
Berlabuh: Gunakan sistem beransur-ansur untuk mengurangkan pesongan oleh 64%, seperti yang ditunjukkan dalam kajian terdahulu.
Perlindungan Kakisan: Sapukan salutan untuk memanjangkan hayat perkhidmatan dalam persekitaran yang kaya dengan air.

Catatan Berkaitan

Adakah kaedah longgokan paip tersedia yang sesuai untuk tanah lembut?

Penggunaan cerucuk paip dalam pembinaan asas telah menjadi pilihan popular selama bertahun-tahun. Buasir paip digunakan untuk memindahkan beban struktur ke lebih dalam, lapisan tanah atau batu yang lebih stabil.

cerucuk paip | cerucuk tiub Bahan gred keluli

Faedah Kekuda Paip Penggunaan kekuda paip dalam pembinaan menawarkan beberapa kelebihan yang ketara: Kekuatan dan Kapasiti Menanggung Beban: Kekuda paip terkenal dengan nisbah kekuatan kepada berat yang tinggi. Paip yang saling bersambung mengagihkan beban secara sama rata, menghasilkan struktur yang kukuh dan boleh dipercayai. Ini membolehkan pembinaan rentang yang besar tanpa memerlukan tiang atau rasuk sokongan yang berlebihan.

Apakah Piawaian Bendalir menyampaikan paip dan aplikasi lancar?

Piawaian untuk paip lancar penyalur bendalir bergantung pada negara atau wilayah anda berada, serta aplikasi khusus. Namun begitu, beberapa piawaian antarabangsa yang digunakan secara meluas untuk paip lancar penghantar bendalir adalah: ASTM A106: Ini ialah spesifikasi standard untuk paip keluli karbon lancar untuk perkhidmatan suhu tinggi di Amerika Syarikat. Ia biasanya digunakan dalam loji kuasa, kilang penapisan, dan aplikasi perindustrian lain yang mempunyai suhu dan tekanan tinggi. Ia meliputi paip dalam gred A, B, dan C, dengan sifat mekanikal yang berbeza-beza bergantung pada gred. API 5L: Ini adalah spesifikasi standard untuk paip talian yang digunakan dalam industri minyak dan gas. Ia meliputi paip keluli yang lancar dan dikimpal untuk sistem pengangkutan saluran paip, termasuk paip untuk menghantar gas, Air, dan minyak. Paip API 5L boleh didapati dalam pelbagai gred, seperti X42, X52, X60, dan X65, bergantung pada sifat bahan dan keperluan aplikasi. ASTM A53: Ini adalah spesifikasi standard untuk paip keluli tergalvani hitam yang lancar dan dikimpal dan dicelup panas yang digunakan dalam pelbagai industri, termasuk aplikasi penyampaian bendalir. Ia meliputi paip dalam dua gred, A dan B, dengan sifat mekanikal yang berbeza dan kegunaan yang dimaksudkan. DARI 2448 / DALAM 10216: Ini adalah piawaian Eropah untuk paip keluli lancar yang digunakan dalam aplikasi penghantar bendalir, termasuk air, gas, dan cecair lain. Baca lagi

Apakah jenis kakisan yang paling biasa yang direka bentuk untuk menahan paip lancar penghantar bendalir?

Paip lancar penghantar cecair direka bentuk untuk menahan pelbagai jenis kakisan bergantung pada bahan yang digunakan dan aplikasi khusus. Beberapa jenis kakisan yang paling biasa yang direka bentuk untuk menahan paip ini termasuk: kakisan seragam: Ini adalah jenis kakisan yang paling biasa, di mana seluruh permukaan paip terhakis secara seragam. Untuk menahan kakisan jenis ini, paip selalunya diperbuat daripada bahan tahan kakisan, seperti keluli tahan karat atau dilapik dengan salutan pelindung. Kakisan galvanik: Ini berlaku apabila dua logam yang tidak serupa bersentuhan antara satu sama lain dengan kehadiran elektrolit, membawa kepada kakisan logam yang lebih aktif. Untuk mengelakkan kakisan galvanik, paip boleh dibuat daripada logam yang serupa, atau mereka boleh diasingkan antara satu sama lain menggunakan bahan penebat atau salutan. Kakisan lubang: Pitting adalah bentuk kakisan setempat yang berlaku apabila kawasan kecil di permukaan paip menjadi lebih mudah diserang., membawa kepada pembentukan lubang kecil. Hakisan jenis ini boleh dicegah dengan menggunakan bahan dengan rintangan pitting yang tinggi, seperti aloi keluli tahan karat dengan tambahan molibdenum, atau dengan menggunakan salutan pelindung. Kakisan celah: Hakisan celah berlaku di ruang sempit atau jurang antara dua permukaan, sebegitu Baca lagi

Apakah jenis skrin wayar baji yang berbeza?

Skrin wayar baji, juga dikenali sebagai skrin wayar profil, biasanya digunakan dalam pelbagai industri untuk keupayaan penyaringan yang unggul. Mereka dibina daripada dawai berbentuk segi tiga,

Apakah perbezaan antara selongsong berlubang dan paip selongsong berlubang ?

2 7/8dalam J55 K55 Paip Selongsong Telaga Berlubang adalah salah satu produk utama kami abter keluli, mereka boleh digunakan untuk air, Minyak, medan penggerudian telaga gas. Ketebalan boleh dibekalkan dari 5.51-11.18mm berdasarkan kedalaman telaga pelanggan dan sifat mekanikal yang diperlukan. Biasanya mereka disediakan dengan sambungan benang, seperti NUE atau EUE, yang akan lebih mudah dipasang di tapak. Panjang paip selongsong berlubang 3-12m tersedia untuk ketinggian pelantar penggerudian berbeza pelanggan. Diameter lubang dan kawasan terbuka di permukaan juga disesuaikan. Diameter lubang yang popular ialah 9mm, 12mm, 15mm, 16mm, 19mm, dan lain-lain.