硬夹层中静压桩沉桩桩端阻力分析

针对在含硬夹层地区的静压桩沉桩问题,将桩端贯入过程按球孔扩张计算,建立了基于统一强度理论、大变形假设并考虑土体剪胀性的同心分层球孔扩张问题弹塑性解析解。将数值计算结果与ABAQUS有限元分析结果比较,验证了解答的正确性,比较了与硬夹层中球孔扩张的差异并分析了桩端阻力的影响因素。结果表明:内摩擦角比值对土层影响范围作用不大;黏聚力比值对土层影响范围有显著影响,随黏聚力比值增大,土层影响范围明显减小;随弹性模量比值增大,土层影响范围则有增大的趋势,土层软硬强度比值不能反映土层影响范围变化规律。     

同心层状土体柱孔扩张弹塑性解

考虑到目前多在均质土中应用圆孔扩张理论,提出同心层状土体中柱形孔扩张的弹塑性解析解。该解答基于统一强度理论和非相关联流动准则,采用应力跌落模型模拟岩土材料的软化特性并引入对数应变考虑土体大变形效应。通过对比不同弹性模量组合、软化程度、土层界面半径以及统一强度理论参数,分析扩张压力和柱形孔扩张引起的应力场的影响规律。结果表明：同心层状土体的弹性模量组合对扩张压力影响显著,对于内层弹性模量较大的组合,极限扩张压力比峰值扩张压力小;相同扩张压力作用下,土体软化程度越高扩张率越大;土层界面半径存在需要考虑两种土体相互作用的临界值;统一强度理论参数对扩张压力有一定影响,极限扩张压力随统一强度理论参数的增大而增大。     

静力触探法研究综述

静力触探法是工程中广泛使用的一种原位测试方法。通过归纳分析国内外相关资料,概述了静力触探仪器设备发展历程,系统归纳了静力触探在锥头贯入阻力理论研究、模型试验、数值模拟、成果应用等方面的研究进展,总结了不同行业、不同地区利用静力触探成果估算土体参数的经验公式;提出由静力触探成果推求土体参数时,应充分考虑区域性土的工程特性;指出在超孔隙水压力理论分析、柱形孔空间问题解析解和以大变形分析理论为基础的数值模拟等方面需要进一步完善。     

双层土体结构对超长桩承载性状的影响

利用三维有限元方法,研究了双层地基土中超长桩的承载性状.利用线弹性模型模拟桩身混凝土的应力应变关系.邓肯-张非线性弹性模型模拟地基土,河海大学薄单元模型模拟桩.土间的非连续变形.计算结果表明,对上硬下软地基土结构,当硬土层厚度不大于桩身人土深度时,随硬土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性增大;对上软下硬地基土结构,当软土层厚度不大于桩身入土深度时,随软土层厚度的增大,桩顶极限荷载、桩侧极限阻力均呈非线性减小;桩身轴力和桩侧阻力沿深度的分布随地基土结构而异.桩侧摩阻力在硬、软土层分界处有急剧变化现象;超长桩的失稳由桩侧土体的破坏引起.     

浅谈静力触探试验在工程勘察中的运用

静力触探试验是以静压力将圆锥形探头按一定速率匀速压入土中,量测其贯入阻力(包括锥头阻力和侧壁摩阻力或摩阻比),并按其所受阻力的大小划分土层,确定土的工程性质.静力触探试验能确定各类土体的空间分布及其工程特性,且野外现场作业简单、方便、测试时间短,在工程地质勘察中得到广泛应用.简要阐述了静力触探试验设备及其试验方法,并应用于江苏某地造船厂勘察中,配以钻探、标准贯入试验、室内试验,确定类土体的空间分布及其工程特性,效果良好.     

考虑挡土墙墙体平移的墙后分层填土主动土压力分布

在对挡土墙发生平移时墙后滑裂土体的应力状态进行分析的基础上,建立了作用于墙后滑裂体的墙面间作用力、滑裂面间作用力、土层间剪力以及土层竖向作用力之间的关系式.通过考虑墙后土体分层填筑时沿墙高墙体实际位移量的不同,对墙面摩擦角进行调整,建立了考虑水平土层间剪力作用、每一土层的滑裂面水平倾角和墙面摩擦角变化的土层竖向土压力的逐层渐近的计算方法,以及挡土墙主动土压力合力及其作用位置的计算公式.通过与模型试验结果和库仑解的比较表明:按分层填筑计算得到的挡土墙主动土压力分布与试验结果基本一致;主动土压力合力与库仑解接近;其作用位置较库仑解高,与试验结果相吻合.     

基于FLAC的复合土钉墙支护深基坑数值模拟

基于FLAC-3D建立了某深基坑复合土钉墙支护形式的数值模型,对开挖过程进行了三维动态模拟,并与现场监测数据作了对比分析,力求为深基坑复合土钉墙支护的设计和施工提出合理的建议。分析表明,土体地表位移随着开挖深度的变化而变化,土体最大沉降量发生在距基坑坡顶开挖边线一定距离的地表;沿深度方向,土体水平位移向坑内偏移,且水平位移最大值位于基坑坑壁中部偏下位置。     

孔压参数在静力触探试验中的应用研究

孔压静力触探作为一种新型的静探技术,可以量测钻进过程中孔隙水压力的大小。基于目前先进的静探设备,根据孔压值对土性变化较敏感的特性,通过锥尖阻力、孔压值和孔压参数比3个指标综合划分了土的类别,结果与钻孔记录吻合良好。在不同深度处量测记录了土中孔隙水压力的消散过程,分析了砂性土和粘性土不同的消散特征。在消散试验的基础上,计算粘性土的固结系数和渗透系数,并与室内试验值进行了对比分析。     

无黏性土中筒型基础静压下沉模型试验研究

筒型基础是海洋结构物特别是海上风力机的重要基础型式之一,其下沉阻力的研究是该种基础型式成功应用的关键。以往下沉阻力计算多以静力触探的锥尖阻力为基础,考虑渗流对土体有效应力的影响,通过试验确定筒侧壁与端部阻力系数得到最终的下沉阻力,但对于下沉过程中筒-土间的挤压特性及摩擦系数研究较少。本文开展了3种不同厚径比的筒型基础静压下沉模型试验,测量了下沉过程中筒内外侧壁及端部土压力与总的下沉阻力;基于孔穴扩张理论及土塞效应建立了筒内外土压力的计算方法;以地基承载力公式为基础推导了筒端土体阻力的计算方法。研究表明筒型基础下沉过程中筒土间摩擦系数约为0.4,DNV规范推荐的k_f=0.001~0.003仅适用于计算筒外壁摩阻力,实测的筒内壁摩阻力远大于计算值,端阻力系数k_p与土体的有效内摩擦角相关,k_p=1.8时计算值与实测值吻合较好。     

大直径钻孔灌注长桩的静载试验研究

介绍了直径为1.0m,长度为68.03m的钻孔灌注试验桩的静载测试试验,对荷载(Q)～沉降量(s)曲线、桩身轴心压力沿深度的分布规律、桩侧摩阻力与桩土相对位移关系以及桩端反力等进行了计算分析,给出了主要受力土层的单位极限摩阻力建议值和试验桩的极限承载力建议值。     

基于孔穴扩张理论的黏性土不排水剪强度计算

确定黏性土不排水抗剪强度(c_u)的常规测试方法存在着取样扰动或测试深度不足等缺陷,提出了基于孔穴扩张理论的黏性土不排水抗剪强度的测试方法,并应用于花岗岩残积黏性土、辉绿岩残积黏性土和花岗岩残积砂质黏性土的旁压试验和静力触探试验成果解释中,将两种试验得到的c_u值进行对比。结果表明:旁压理论的假设条件导致旁压试验得到的c_u值较静力触探试验得到的c_u值大,其中等容剪切法计算过程对初始扰动和应变数据的选择非常敏感,导致计算结果差异较大;直接传统法能够克服初始扰动,c_u值受临塑压力的影响较小,计算结果与土体性质以及试验点深度较吻合,其c_u值约为静力触探试验的1.2倍,是一种简单、有效的确定黏性土不排水抗剪强度的方法。     

淮河方邱湖大堤地质勘察与空间结构分析

利用RI型静力触探设备,对淮河方邱湖段堤防进行了地质勘察,提出了堤防各土层大量物理与力学指标,并通过钻孔取土室内试验与常规静力触探对测试数据进行了对比验证。在地质勘察分层的基础上,利用地质统计学理论,对锥尖阻力、摩阻比、干密度、孔隙比4参数进行了空间结构分析,发现球形模型可较好模拟堤身、堤基土层参数空间变异性,土层顺堤轴线方向变程在30～50m之间,深度方向变程在0.2～0.8m之间。物理指标变程略小于强度指标,与多数文献提供的变程范围一致,该分析结果为进一步的土工参数估值与模拟提供了基础依据。     

一种用于海洋工程中的上拔式静力触探技术可行性研究

由于海洋环境较为复杂,目前已有的几种原位测试方法在获取海洋工程地质原状土样物理力学性质的应用方面各有所限制。现提出的一种新型上拔式静力触探测试技术可以解决其中存在的问题,为了验证该测试方法的可行性,在近似海洋地层的场地中进行静力触探、旁压试验和上拔式静力触探测试,对比几种原位测试方法的测试参数随深度变化的曲线,并对比其变化趋势。发现上拔式静力触探测试参数与现有的几种原位测试参数在不同程度上具有相似的变化趋势,由此证明上拔阻力能够反映土体物理力学性质,采用上拔式静力触探获取原状土的物理力学性质是可行的。研究成果对上拔式静力触探的深入研究和推广应用奠定了基础。     

考虑土层边界不确定性的边坡稳定性概率分析

目前,边坡稳定性的概率分析多数只考虑了单层土质边坡中的土体参数空间变异性,而忽略了多层土质边坡中土层边界不确定的影响。为此,提出了同时考虑这两类因素的边坡概率分析方法,利用随机有限元法和克里金插值方法同时表征了土体参数空间变异性和土层边界不确定性并考虑了静力触探测试对土层边界不确定性的约束。以某二维边坡为例,对比分析了仅考虑土体参数空间变异性和同时考虑两类因素的情况。结果表明,土层边界不确定性的影响在边坡稳定性分析中不可忽视。详细分析了边界深度变异系数、边界深度相关长度、静力触探布置密度对边坡稳定性的具体影响,并指出静力触探布置的合理密度与边界深度相关长度息息相关。因此,在设计边坡时能否获取边界深度相关长度的信息,是优化设计费用的关键。     

变速运动锥体超空泡形状分析与预测

研究了锥体空化器变速运动时非定常自然超空化流问题。基于势流理论,通过在对称轴上分布奇点(源和汇)的方法,建立了变速运动超空泡的积分方程。应用时间有限差分离散化方法,对问题进行了数值求解。分析了锥体空化器在做变速运动时(如速度脉冲变化、加速或减速等),超空泡长度和形状的非定常变化规律。同时,对基于本文方法得到的结果与已有理论的计算结果作了定性比较。本文的分析和预测结果可望为水下航行体空化器的分析与设计起到指导和数据参考作用。     

砂和粉土液化的振动箱试验

介绍振动砂箱的构造及工作原理。采用大土样试件模拟实际现场土体的地震作用，专门设计试制了静力触探孔压探头，试图以静力触探法探测试验上在探头贯入过程中的孔压变化，以此推断土的密实状态，为液化的判别提供依据。     

建筑物非均质地基的地震液化有效应力判别法

在建筑物均质地基地震液化总应力判别法的基础上，针对非均质建筑物地基，利用锥体传力机制，求得地基中的附加动应力场，对于复杂成层地基，提出了可以直接求解地基中孔隙水压力的地震液化有效应力法判别方法。结合多孔介质动力学理论，给出了横向不均匀的复杂地基的分析方法。