地基沉降计算的新方法

根据原位土压板试验的P-S曲线来建立沉降计算的新方法.在假设压板试验P-S曲线为双曲线方程时,建立双曲线模型方法,同时通过双曲线求得土体的切线和割线模量,把所求得的模量用于分层总和法进行基础的沉降计算,建立原位土的双曲线切线和割线模量法.在假设压板试验P-S曲线为双曲线方程时,所需要参数只是土体的初始切线模量Es0、土体内摩擦角(及黏聚力c.对压板试验P-S曲线为其他任意曲线时,建立土体切线模量与荷载水平的关系,用于分层总和法进行基础的沉降计算,建立一般曲线的切线模量法.由于切线或割线模量是随着荷载水平的不同而呈现非线性特点的,新的计算方法可以计算接近地基极限承载力时的沉降,由此形成以原位土切线和割线模量法的地基非线性沉降全过程计算新方法.由于这样确定的土体变形参数能较好地考虑地基土的原状性和非线性性,因而可以较准确地计算基础的非线性沉降过程,同时该方法所需土体参数较少.将该方法分别应用于桩基、筏基以及复杂的路堤地基和复合地基的沉降计算,通过实际工程的检验,验证该方法的实用性和有效性,这可能是地基沉降计算的一个重大进展.     

割线模量法在沉降计算中存在的问题及改进探讨

割线模量法是近几年获得青睐的计算地基沉降的新方法。分析了割线模量法与e-p 曲线法在沉降计算中产生差异的原因,主要在于定义应变的参考构形跟自重应力状态不同,以及压缩应变与压力呈双曲线关系的假定两个因素。提出一修正系数用以改进割线模量法的计算结果。针对8 个试验土样,得到修正系数随埋深逐渐减小的变化规律。结合某工程,探讨了e-p 曲线法、割线模量法和改进法的沉降计算值的差别及原因。对于符合双曲线模型的地基土体,改进的割线模量法不仅便于电算,还能提高计算精度,值得推广。     

考虑地基土非线性固结的桩侧负摩阻力计算方法研究

针对软土地基因固结沉降在桩侧引发的负摩阻力问题,从桩土相互作用机理出发,首先,根据软土压缩曲线性质,采用双曲线应力应变模型考虑地基土固结非线性特性,推导了桩侧土沉降随深度和时间变化的计算公式;其次,引入Gibson地基理论考虑地基土的非均质性,结合桩土界面剪应力–剪应变双曲线模型,建立了反映桩土界面剪切刚度系数随深度非线性增长的荷载传递函数。在此基础上,联立桩体平衡方程,获得了桩侧摩阻力、桩身轴力分布和中性点位置。最后,将理论计算曲线与工程实测曲线进行对比,并进一步分析了压缩试验参数、固结度、桩径及桩长、地表堆载对桩侧负摩阻力及中性点位置的影响,结果表明计算方法是可行的,可为类似工程提供参考。     

以地基变形指标确定地基加固方法

基础沉降和差异沉降是决定工程安全的重要因素，在地基加固中应提高天然地基的变形指标（压缩模量或变形模量）且使各处变形指标尽量近，以满足工程对沉降的要求。     

岩土工程实践中几个问题的思索

通过对岩土工程实践中出现的一些问题，如：多层住宅超限的不均匀沉降，桩基承载力差异，地基加固深度及改良土的物性确定，渗流固结边界条件影响等等，引起对岩土工程一些基本问题的思考，也是对未来岩土工程理论发展的期望。１、深入对土层构造研究，应用横观各向同性介质模型计算；２、从研究土层微观结构出发探索土体变形宏观计算方法；３、将地基与基础非线性研究推向实用阶段；４、开展三维固结理论的应用研究，并考虑实际边界条件的影响；５、改性后的土体物理力学参数确定是了解地基加固效果的前提；６、原位试验是对自然历史产物的物性了解的重要手段。     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

刚性基础下复合地基桩长计算方法

由于刚性基础下的复合地基没有考虑桩土变形协调和土的沉降位移,桩土相对位移计算偏大,导致计算桩侧摩阻力值偏大而设计桩长偏小。针对复合地基传统设计方法的不足,建立了一个考虑桩土变形协调和土的压缩变形对桩体荷载传递影响的双曲线模型函数,以及建立了荷载从桩顶向下传递计算的方法,可更准确计算桩侧摩阻力及桩端荷载,桩底土层沉降采用切线模量法计算,以桩体压缩量及桩端土体沉降量为控制要求,进而可以确定满足复合地基承载力及沉降要求的单桩长度。通过工程实例验证,该方法计算得到的复合地基桩长与实际工程中桩长基本一致,为今后复合地基桩长设计提供参考。     

基于Duncan-Chang模型的地基沉降分层总和 分析方法探讨

地基沉降分析方法是土力学研究的重要内容。该文在地基沉降变形力学机理研究基础上,首先考虑埋深或初始地应力即先期固结应力对地基土变形模量的影响,并将其区分为初始地应力的体积应力和偏应力影响两部分,引进分级加载思想,建立出不同埋深地基土变形模量的确定方法;其次,将地基沉降区分为附加体积应力和附加偏应力引起的沉降两部分,建立出地基沉降分析计算模型;然后,考虑地基变形的非线性变化特征,引进增量分析方法、虎克定律和Duncan-Chang模型,建立出附加体积应力和附加偏应力引起的地基压缩层变形的分析方法,并利用地基沉降分层总和法分析原理,建立出基于Duncan-Chang模型的地基沉降分析新方法。该方法不仅可以反映初始地应力和附加应力对地基土变形模量的影响,而且,可避免地基土压缩试验曲线和地基静载试验曲线的使用;最后,通过工程实例计算与分析,并与实测沉降值和现有分析方法的计算结果进行比较,表明了该方法可以满足工程计算精度要求,具有一定的合理性与可行性。     

建筑地基沉降计算方法的评价

对建筑地基沉降计算的几种方法进行了评价.指出压缩模量计算地基沉降存在着剪刀型错误;关于本构模型,由于土性参数的获得非常困难,因而在工程中难以应用;弦线模量法经过工程实践检验,是计算地基沉降较为可靠的方法.     

用离心模型研究港区软基变形特性

利用目前国内土工离心机中最大的内净空尺寸模型箱和 4 0 0gt大型离心机进行了港区软弱地基离心模型试验研究 ,模拟了堆场 (与码头连接段 )及下卧层在厚达 2 8m吹填粉细砂和 5 5kN m2 使用荷载作用下的沉降量、沉降差及沉降量与时间的关系 ,并测试吹填砂本身的压缩沉降量及不同深度的密实度、压缩模量和承载力变化等。试验结果表明 ,大型离心机模型试验是研究上述工程问题的有效手段 ,所得结论对合理确定地基处理方案、加固处理深度和加固程度以及吹填砂所需方量具有参考价值和指导意义。     

Analysis of ground surface settlement in anisotropic clays using extreme gradient boosting and random forest regression models

Excessive ground surface settlement induced by pit excavation (i.e. braced excavation) can potentially result in damage to the nearby buildings and facilities. In this paper, extensive finite element analyses have been carried out to evaluate the effects of various structural, soil and geometric properties on the maximum ground surface settlement induced by braced excavation in anisotropic clays. The anisotropic soil properties considered include the plane strain shear strength ratio (i.e. the ratio of the passive undrained shear strength to the active one) and the unloading shear modulus ratio. Other parameters considered include the support system stiffness, the excavation width to excavation depth ratio, and the wall penetration depth to excavation depth ratio. Subsequently, the maximum ground surface settlement of a total of 1479 hypothetical cases were analyzed by various machine learning algorithms including the ensemble learning methods (extreme gradient boosting (XGBoost) and random forest regression (RFR) algorithms). The prediction models developed by the XGBoost and RFR are compared with that of two conventional regression methods, and the predictive accuracy of these models are assessed. This study aims to highlight the technical feasibility and applicability of advanced ensemble learning methods in geotechnical engineering practice.     

考虑侧向变形的软土地基非线性沉降计算的简化法

软土地基侧向变形占总沉降的比例大,通常的计算方法采用有侧限的一维压缩状态下的压缩模量应用于分层总和法来计算,这样的方法不能反应侧向变形对总沉降的影响,而规范方法则在该方法计算结果的基础上乘以1.1~1.7的经验系数,以修正计算误差。但经验系数的选取具有较大的人为性。为此,在广义胡克定律的基础上推导出可考虑侧向变形的计算方法,把软土地基沉降分为有侧限的压缩沉降S_c和侧向变形产生的沉降S_d两部分,前者采用传统的e–p曲线分层总和法计算,后者采用基于e–p曲线和邓肯–张(Duncan–Chang)本构模型的概念求取非线性割线模量E_p应用于分层总和法计算,这样就可以由e–p曲线进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算。另外,鉴于工程中初始孔隙比e_0和压缩模量Es1-2(压力为100 kPa和200 kPa对应的压缩模量)是常用的参数,相对稳定且可较好反映软土的特性,建立了由e_0和E_(s1-2)求e–p曲线和e–lgp曲线的方法,从而可以求出不同应力水平下的压缩模量Esi,由Esi进行S_c和S_d的计算,实现可由初始孔隙比e_0和压缩模量E_(s1-2)进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算,为工程计算带来极大的方便。最后通过案例说明方法的可行性。     

地基非线性沉降计算的原状土割线模量法

地基的沉降计算如何较准确而又简便是工程实践中一直未很好解决的问题。为较好解决地基沉降计算这一重要难题,提出一种原状土割线模量法,就是利用原状土的压板试验曲线,假定压板试验曲线符合双曲线方程,利用Bussinesq解,建立不同荷载水平下土体的等效割线模量。对于实际基础,则根据土体不同深度的应力水平,从压板试验曲线确定原状土的割线模量,然后用于分层总和法进行地基非线性沉降计算,通过试验曲线的验证和实际工程的应用,证明该方法效果较好,可较准确计算地基的沉降。     

条形基础下地基非线性沉降的改进计算方法

 针对地基土体孔隙压缩性导致其变形力学参数变化的特征,对条形基础下地基的非线性沉降计算方法进行改进。首先,通过深入探讨附加应力和应力历史对地基土体模量影响的力学机制,分别建立地基土体变形力学参数随附加应力和应力历史变化的分析模型;然后,利用地基沉降计算的传统分层总和法,考虑地基沉降计算的非线性特征,并引入分级加载的思想,提出条形基础非线性沉降的新型计算方法,该方法不仅反映地基土体变形力学参数随附加荷载变化的特征,也反映地基土体由于初始应力水平或应力历史不同而引起的土体模量不同对地基沉降计算的影响,而且可有效地避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用;最后,通过工程实例计算与分析,并与实测沉降值和其他方法计算结果进行比较,表明方法的合理性与可行性。     

基于自钻式旁压仪的残积土原位力学特性试验研究

残积土属区域性特殊土,准确获得其力学性质指标是各类工程场地地基处治及承载力评价的必要条件。针对典型花岗岩残积土层,在20 m深度范围内开展自钻式旁压试验,获得表征土体原始水平应力、强度与刚度的相关指标,类比分析深度与水平方向土体力学性质的差异性,并论证了土体刚度在不同应变水平下的衰减规律。结果表明,该场地浅层土体刚强度指标差异性较大,存在明显的风化壳,导致剪切模量及变形参数沿深度呈先减小后增大的趋势;土体割线剪切模量Gs,切线剪切模量Gt随剪应变变化关系具有明显的非线性特性,在小应变范围(γc≤0.3%)内Gs,Gt快速衰减,在γc=2.0%~3.0%时,趋于平稳,采用非线性分析方法得到的模量值较为合理,认为在该类场地工程设计中,剪切模量的选取宜基于自钻式旁压试验结果,根据不同应变水平确定,采用线性割线法得到的剪切模量Gur偏于冒险。同时发现,小应变时剪切模量值相对于土体差异较为敏感,为准确获得土性参数,可适当增加浅层土体测试数量。     

区域场地近地表速度结构建模研究

近地表速度结构是全面考虑城市区域场地地震效应,精细模拟地震动场及建筑群震害的基础.针对复杂交错沉积的区域场地,建立了先基于工程地质先验信息限定交错土体边界,利用序贯指示模拟求解各类交错土体空间概率分布,再依据剪切波速与工程地质结构的空间相关关系,借助序贯高斯模拟构建波速结构模型的方法;在搜集分析钻孔波速资料基础上,构建...     

多层土中的单桩沉降

将剪切位移法推广用于计算多层土中的单桩沉降,推导出相应的理论计算公式。利用该公式可方便地计算多层土中的单桩沉降以及桩身轴力、位移和桩侧摩阻力。     

固化粉土小应变剪切模量与强度增长相关性研究

小应变剪切模量和无侧限抗压强度是表征固化土刚度和强度特性的两个重要参数。简要介绍了弯曲元测试技术的原理及其在试验中存在的问题,采用压电陶瓷弯曲元测试技术对水泥和木质素固化剂固化粉土试样在不同养护龄期下的小应变剪切模量进行了测试,同时对相应龄期下试样进行了常规无侧限抗压强度试验,通过引入归一化参数G28和UCS28对不同固化土的小应变剪切模量和无侧限抗压强度之间的相关关系进行分析,提出了固化土刚度与强度的相关性模型,可为地基处理中固化土的无损测试与加固效果评价提供新的方法。结果表明,水泥、木质素固化粉土的小应变剪切模量随养护龄期增加而增加,养护龄期28 d内增长显著,28 d后增长趋于平稳;相同类型固化土不论固化剂掺量多少,其小应变剪切模量随养护时间的发展在本质上是相同的;固化土归一化无侧限抗压强度表现出与小应变剪切模量相似的发展趋势;提出的固化土归一化模型可作为一种土体强度无损检测的新方法。