碎石桩加固可液化场地数值模拟与分析

采用砂土液化大变形模型模拟饱和砂土及等效非线性增量模型模拟碎石桩,对碎石桩加固约19 m厚饱和砂土场地的动力离心模型试验进行数值模拟,在加固区与非加固区不同部位的加速度和超静孔隙水压响应时程与试验数据符合较好。在试验验证的基础上,对不同震动强度下碎石桩的排水与加密效应对加固可液化场地的动力响应影响进行了模拟研究,包括:超静孔压累积与消散,土体液化变形的发展,及加固区内部与外部响应差异等。结果表明:碎石桩加固可明显改善土体抗液化能力,在所分析的0.2 g震动强度工况,碎石桩加固区除桩间土浅层1 m~2 m少量部位外未出现土体液化,基本达到加固消除液化的目的。碎石桩抗液化的有效影响范围约为2.5倍~3倍桩径,在浅层小而随深度增加;外围桩发挥着加固区排水屏障和非加固区排水通道的作用;碎石桩加固加密土体时,会提高土体的剪应力比峰值。     

液化侧向扩展场地刚性排水管桩群桩振动台试验研究EI北大核心CSCD

地震作用下土体发生液化侧向扩展对建筑物极具破坏性,特别是对建筑物的桩基、高架桥梁等,消除和减小土体液化扩展引起的对结构安全的危害具有极大的意义。刚性排水管桩由圆形空心刚性桩与排水体结合而成,其在具有排水功能的同时,又具有较大的承载力,但是目前针对刚性排水管桩群桩抗液化性能的研究仍十分有限。基于振动台试验,开展了桩顶承台竖向荷载作用下刚性排水管桩群桩与普通桩群桩处理液化侧向扩展场地的振动响应对比研究,分析了地基土的超孔压比、加速度、平均沉降、承台位移、挡板位移以及桩身弯矩等。研究结果表明:刚性排水管桩地基与普通桩地基相比,超孔压、桩身弯矩、地基沉降、承台位移、岸壁位移明显减小,而加速度增大,充分表明刚性排水管桩的抗液化效果显著。     

水泥土桩加固不同干密度液化土孔隙水压力分析

该文通过室内模拟地震荷载,对水泥土桩加固不同干密度液化土进行振动台试验,得出不同干密度条件的未加固或加固地基土在相同埋深处的孔隙水压力变化规律,探讨水泥土桩在不同干密度条件下抗液化效果,揭示出水泥土桩加固液化土复合地基的排水效果不明显,抗液化性能不佳,提示在工程应用中要慎重选择。     

运用FLAC~(3D)对水泥土桩加固液化砂土地基的分析

该文运用三维有限差分软件FLAC3D(Fast Lagrangian Analysis of Continua)对水泥土桩加固的液化砂土地基建立模型并进行地震响应分析,从计算机数值模拟的角度对水泥土桩加固模型地基竖向位移、超静孔隙水压力、孔压比、剪应变增量、接触面剪力及表面加速度作了较系统地分析,总结了这些参数的变化规律,得到了一些有价值的结论,对实际工程有一定的指导意义。     

可液化地基-非规则截面地铁车站地震变形研究

以上层为五跨和下层为三跨的非规则截面地铁地下车站结构为原型,在可液化场地条件下进行土与地铁地下结构动力相互作用振动台试验。试验提出适用于液化地基-地下结构振动台模型试验的柔性传感链结合水沉法的模型地基制备方法,采用阵列式位移计测试了地基水平变形;分析了孔压发展、消散及空间分布规律,地震动强度与孔压关系,地表震陷与地基变形等。结果表明:饱和砂土振动孔压主要在地震过程中完成累积过程,振动孔压比与地震动Arias强度表现出显著的相关性;强震作用下地下结构存在改变了地基孔压空间分布模式;模型结构地震过程中出现了显著上浮现象,上浮不仅仅发生在孔压累积段,孔压消散段仍存在惯性上浮效应。随着液化区的扩展以及饱和砂土液化程度的增大,变截面地下结构不均匀沉降和倾斜现象显著,地下结构抗浮设计中应考虑截面结构形式差异性。     

挤密碎石桩地基加固原理及实例

挤密碎石桩适用于软土、人工填土和松散砂土的挤密加固地基，它可以加速饱和软粘土的排水固结，挤密周围软弱或松散土层，使碎石桩与挤密后的土共同组成持力层，从而提高地 承载能力，减少地基的变形，还可以增加砂土地基抗液化能力。     

列车荷载作用下混凝土排桩主动隔振研究

为了研究混凝土排桩作为地基中主动隔振屏障时，桩屏障后地基深处隔振变化规律，运用有限元软件建立轨道-路基-地基三维模型；以振幅降低比作为隔振效果评价指标，将排桩的桩长、埋深及桩间距作为影响地基深处隔振效果的研究变量，分析结果表明：通过增加桩长、减小埋深以及减小桩间距等方式是降低路基边坡处振动的有效措施；随着桩长增加，地基深度方向隔振效果变好，桩长为15 m时，地基深度方向整体隔振效果已较优；埋深变化对地基深度方向隔振效果影响较明显，埋深越大，地基深处隔振效果越差，当埋深为5 m时，深度方向隔振效果已较差，减小埋深是提升深度方向隔振效果的有效措施；随桩间距越大，地基深度方向隔振效果越差，布置桩时，适当减小桩间距有利于降低列车诱发的深度方向的振动。     

碎石排水桩抗地震液化的试验研究与理论分析

振冲碎石桩处理砂土液化地基,通过挤密土体以及依靠桩体的排水减压和桩体减震共同作用来减轻或消除砂土液化的影响,取得较好的效果。该文利用小型振动台模型试验,重点研究碎石桩加固后的排水减压作用和理论分析。试验表明采用碎石桩加固可液化砂土,由于其良好的透水性抗液化效果明显优于其它方案。     

两种碎石桩处理软弱地基比较

本文探讨了两种碎石桩加固软弱地基土的工程实例，文中介绍了各自的施工工艺，处理扣地基强度的增长规律和加固机理，从力学和土力学的角度两种碎石桩处理软弱土地基的加固效果及其影响因素等，供同仁们参考。     

桩-土复合地基抗液化数值试验分析

在自由场中设置群桩基础,改变桩基间距,应用FLAC3D作系列三维桩基础非自由场液化数值模拟试验,从桩对液化土的反作用这一方面,研究群桩设置对场地液化分布的影响,揭示群桩抗液化效应。试验结果显示,群桩改变了自由场的特性,群桩非自由液化场水平向不再同性。相对于自由液化场,群桩约束了内部土体自由应变,加大了桩-土结构复合地基的整体抗剪刚度,适当间距的群桩抑制下部土液化的效应较明显,超孔压比降低20%,群桩对上部土体的抗液化效应不大。桩基间距越小对近处场地液化的抑制作用越大,对远处液化的强化作用也越大,桩间距越大抑制作用越小,对远处的强化作用也越小。桩间距相同,桩径加大,桩间场液化度降低。研究成果为桩-土结构复合地基抗液化设计提供理论及试验基础。     

可液化砂土中群桩基础地震响应的振动台试验研究

为研究可液化砂土地基中桩基体系在地震力作用下的动力特性,进行室内振动台天然地基、3D、3.5D、4D桩间距桩基加固地基四种工况模型试验。通过布设传感器对各工况下特定深度的初始有效应力、振动过程中超静孔隙水压力时程、沉降时程进行测定,对桩基加固地基振动前后竖向承载力进行分析。结果表明,桩基加固后的地基土发生液化滞后于天然地基,且桩间距为3D、3.5D的加固地基提高抗液化强度较明显。随桩间距的加大,提高程度会减弱;据不同工况振动过程中发生的最大沉降量,3D桩间距加固的桩基竖向动承载力较高;模拟地震力振动达稳定后桩基的竖向承载力均高于振动前同工况竖向承载力。试验分析可对饱和砂土在地震力作用下PSSI效应进一步理解, 为桩基优化设计提供参考。     

浅谈振冲碎石桩复合地基处理方法

振冲碎石桩是利用一个产生水平向振动的管状设备,以高压水流边振冲边冲在软弱粘性土地基中成孔,在孔内分批填入碎石加以振密制桩,与削围粘性土形成复合地基,又可称为振冲置换法,这种方法的优点是加周期短,可以采用快速连续加载方法施工路堤,对缩短工基十分有利。本文结合工程实例,介绍了振冲碎石桩法处理软土地基的施工工艺及注意事项。     

碎石桩处理液化软土地基工程的应用

介绍南京农业大学江浦农场实验厂房采用碎石桩处理液化地基,着重探讨碎石桩的加固原理、施工方案、检测。     

基于CFG桩复合地基施工技术的质量控制及问题处理

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘接强度桩，并和桩间土、褥垫层一起形成复合地基，CFG桩复合地基粘结强度桩是复合地基的代表，是在碎石桩加固地基法的基础上发展起来的一种地基处理技术。本文主要研究CFG桩复合地基中施工质量控制问题，例如，长螺旋钻成孔孔斜、卡管、堵管、窜孔、先提钻后泵料、断桩等问题，本文的研究旨在更好地控制CFG桩复合地基质量问题，对现代地基施工具有指导性意义。     

重型设备-桩箱基础-砂卵石地基体系动力稳定性振动台试验

设计并完成了重型设备-桩箱基础-砂卵石地基体系地震反应的大型振动台模型试验,分析了设备结构位移和转角反应特征以及桩箱基础和砂卵石地基的动力稳定性。试验结果表明:设备结构位移反应峰值呈上大、下小的三角形分布,位移和转角反应受结构振动方向第一振型控制;振动过程中基底两侧土反力增量不均,由上部重型结构水平惯性力引起的基础转动效应明显,这也是基础发生倾斜的主要原因;箱形基础振动对周围地基土产生挤密作用,基础转动显著影响侧墙土压力分布形态;强震作用下,砂卵石地基持力层振动孔压比能达到0.3~0.5,振动孔压的累积和消散可引起基础附加沉降。试验结果可为砂卵石地基箱形基础抗震设计提供参考和借鉴。     

饱和砂土中直群桩及土体地震动力响应特征研究

为了更好地研究地震作用下饱和砂土中群桩及土体动力响应特征,设计了饱和砂土液化场地2×2直群桩动力响应离心机振动台试验,获得承台、土体加速度以及孔压动力时程曲线。为了更深入地分析群桩及土体地震动力响应特征并满足对比研究的需要,在试验基础上,基于ABAQUS有限元软件平台,通过引入砂土液化大变形本构模型,采用有限元网格自适应调整技术克服大变形畸变问题,建立液化场地群桩基础静动耦合非线性相互作用的二维有限元模型进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比验证。结果表明:在峰值加速度0.3g El-Centro地震波工况下离心机振动台试验饱和砂土地基液化速度非常快,直群桩基础承台加速度相比较输入波明显缩小,0.3g大震作用下地基浅层加速度显著衰减,地基液化区域由浅入深逐渐发育;饱和砂土地基超静孔隙水压力发展影响土体和桩基承台加速度响应,土体液化直接导致加速度数值减小;数值模拟加速度结果与试验的加速度动力响应特性略有区别,数值模拟加速度地基浅层出现先放大后缩小的规律,深层土与输入波形基本一致;数值模拟超静孔隙水压力与超静孔压比与试验基本一致,而模拟得到的承台位移结果相较于试验偏于保守。     

低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结计算方法

针对低标号混凝土芯砂石桩复合地基这种软土地基处理新工法,建立了相应的考虑双面半透水边界条件固结计算模型;同时为考虑下卧层与加固区的孔压连续问题,基于双层散体材料桩复合地基固结理论和低标号混凝土芯砂石桩复合地基的特点,将低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结问题转化为等效双层地基固结问题,采用解析法推导计算公式并得到相应的解析解。两种模型得到的超静孔压消散规律、固结度随时间增长规律与由现场实测数据推导出的规律相似,验证了本文提出的加固区模型和双层地基法在低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结计算中的可行性和适用性。     

侧向流动地基单桩基础离心机振动台试验研究

该文在清华大学土工离心机振动台上开展了倾斜可液化地基中刚性单桩基础的试验研究, 观测了地基的加速度、位移、孔压和桩基础的弯矩等响应。研究结果显示:地震中地基浅层部分较快达到液化状态, 不同深度超静孔隙水压力的累积与消散并不相同;砂土的液化使得地基的加速度响应发生变化, 有效地过滤了地震波的部分高频段;地震过程中桩身弯矩峰值出现在浅层地基达到初始液化后, 且最大弯矩出现在桩头;倾斜地基使得桩身产生了较大的残余弯矩。由此表明在侧向流动地基中, 液化前、液化后大变形和地震后永久位移三个不同阶段桩的受力并不相同。在进行可液化地基中桩基础的研究中, 应考虑这三个不同阶段桩基础的受力要求。该研究加深了对倾斜液化地基中桩基础的地震响应的理解, 有助于进一步的揭示地震过程中可液化地基桩基础的震损机理。     

液化土群桩基础水平地震力振动过程中桩侧摩阻力和桩端摩阻力的变化分析

研究了液化土桩基体系在水平地震力作用下桩侧摩阻力和桩端摩阻力的变化。通过振动台试验验证了MIDAS-GTS有限元分析软件的可行性;并通过有限元分析,得到3D、3.5D、4D三种工况下的沉降时程和振动不同时间桩基的荷载—沉降(Q-S)曲线,分析两曲线结果,依据相关文献对振动过程中桩侧摩阻力和桩端摩阻力进行了求解。初步提出当地基土存在液化土层,考虑动载作用时的桩基竖向承载力的修正公式,为相关设计提供一定参考。     

新建南广铁路路基CFG桩施工及质量控制

CFG桩是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩。其和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大,桩顶的垫层材料在受压的同时会挤向周围桩间土。CFG桩复合地基通过褥垫层与路基连接,以保证在任意荷载下桩和桩间土始终参与工作。起到加固湿软黏土、软土地基的作用。本文结合新建南广铁路NGZQ-7标南江口车站软基处理,主要介绍CFG桩的施工程序,质量检测。