路堤荷载作用下透水性混凝土桩减压降沉效应研究

透水混凝土桩兼具了刚性桩的高强度特性和散体桩良好透水性的特点,适用于地基的加固处理。为了研究透水性混凝土桩地基处理技术对地基的减压降沉效应,基于有限元法和Biot固结理论对路基荷载作用下透水性混凝土桩复合地基的超静孔隙水压力、桩土应力比、水平位移、沉降等进行研究,并与散体桩和刚性桩进行了对比分析。研究发现透水性混凝土桩复合地基内累积的超静孔隙水压力能够迅速消散,说明透水性混凝土桩具有显著的减压效应;同时发现,透水性混凝土桩复合地基的水平位移和工后沉降较小,证明透水性混凝土桩在降低地基沉降方面具有显著的作用。因此,透水性混凝土桩特别适用于加固透水性差、工后沉降大的地基。     

碎石填芯钢管桩加固液化土的土压力分析

为了研究碎石填芯钢管桩加固液化土地基的效果,制备碎石桩、钢管桩、碎石钢管复合桩及碎石填芯桩加固液化土四种模型,通过振动台试验,分析四种模型在振动过程中不同埋深处的超静孔隙水压力和土压力时程曲线,研究不同加固模型在不同埋深处超静孔隙水压力、土压力变化规律,得出碎石桩排水效果最为明显,在加固模型中起到排水通道、消散孔隙水压力的作用;钢管桩加固土体抑制土压力突变,提高地基土的整体强度;碎石桩与钢管桩复合加固不仅有效的抵抗土体液化、而且提高复合地基承载能力;碎石填芯钢管桩一桩起到两桩作用,除了起到降低孔隙水压力作用,还从土压力变化,说明增强复合地基土体的整体强度,提高地基的水平承载能力.     

CFG与碎石桩复合地基抗液化研究

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中的一个重要研究问题.在多种可行的防治液化措施中,采用CFG桩和碎石桩复合地基抗液化具有明显的效果.结合CFG桩和碎石柱复合地基的抗液化研究进展,对CFG与碎石柱的密实、排水减压和减震作用作了较详细的评述.     

振动沉管挤密碎石桩在黄河冲积平原地区的应用试验研究

在黄河冲积平原地区,地基土的承载力较低,并且存在地震液化的问题,一般都采取地基处理措施。振动沉管挤密碎石桩以其成本低廉、工艺简易、加固和消除液化效果良好等特点成为首选,为寻求挤密碎石桩适合黄河冲积平原地区的设计参数与施工控制要素、检验其挤密效应和消除液化等应用效果,在聊城电厂等地做了碎石桩复合地基原体试验,包括孔隙水压力监测、静载荷试验、静力触探。动力触探和标准贯入试验等。试验成果成功地指导了该电厂附属建筑物地段的复合地基设计与施工,取得显著的效益。     

振冲碎石桩加固地基的应用实例

碎石桩在成孔和挤密碎石过程中,土体在水平激振力作用下产生经向位移,其密度增高,孔隙比减小.对液化土层,碎石桩穿过液化土层,挤密土体,达到消除饱和土中的超孔隙水压力的目的.碎石桩加固地基的实质是把松散的天然地基变成由碎石桩和挤密的桩间土组成共同工作的复合地基,以达到提高承载力的目的.文章结合实例介绍了振冲碎石桩的原理以及施工工艺.     

挤密碎石桩抗液化性能分析

给出了碎石桩处理可液化地基土孔隙水压力比计算公式,并结合工程实际,考虑径向排水及垂向排水条件下,对孔隙水压力比进行计算,结果表明,经碎石桩处理后可液化地基土完全消除液化.     

自由场地液化响应特性的离心机振动台试验

利用ZJU-400土工离心机振动台,对相对密度为40%的福建中细砂自由场地模型,进行5次动态加载的液化试验.分析试验中土的动力特性和地震动特性,得到土体不同深度范围内加速度、超静孔隙水压力随时间的发展规律,以及土体加速度、沉降与超静孔隙水压力增长之间的关系,增强了对地震过程中土体加速度、沉降与孔隙水之间相互作用的理解.结果表明：场地放大作用受超静孔隙水压力增长和土体软化的共同作用,液化破坏了土颗粒的联结强度和结构稳定性,再次沉积形成的结构不稳定易再次液化|峰值过后切应力对超静孔隙水压力增长仍起到不可忽视的作用;土体超静孔隙水压力增长和土体沉降是外荷由土颗粒到孔隙水再到土颗粒传递的结果|液化后固结完成,场地土体自振频率增加;基于剪切波速确定CRR曲线的方法是合理的.     

可液化土中劲芯复合桩的地震响应特征

劲芯复合桩是将预制混凝土管桩插入水泥土桩中复合而成的新型桩基。通过振动台模型试验及有限差分程序FLAC3D数值模拟分析,研究可液化地基中劲芯复合桩的地震响应。利用模型试验结果验证数值模型的准确性和可靠性,进而通过参数分析讨论水泥土桩桩径、桩长、剪切模量等因素对可液化土—复合桩—上部结构地震响应的影响规律,定量评价水泥土桩加固对场地抗液化性能及桩基弯曲破坏的影响特征。结果表明：增大水泥土桩桩径和桩长可有效提高复合桩的抗震性能;增大水泥土剪切模量对复合桩抗震性能的提高有限;桩基在桩头附近或水泥土与可液化砂土交界处易产生较大的弯矩响应,该部位应采取必要的抗震构造措施。根据研究结果,提出了可液化地基中劲芯复合桩的抗震设计要点。     

半透水边界的散体材料桩复合地基孔隙水压力变化规律

针对半透水边界的散体材料桩复合地基孔隙水压力变化规律,建立了数学模型,给出了半透水边界的散体材料桩复合地基孔隙水压力解析解.根据解析解结果,编制相应的计算程序,绘制了孔隙水压力变化曲线图.研究显示,复合地基的顶、底面的透水性能参数Rv1和Rv2均对孔隙水压力变化产生影响,Rv1和Rv2值越大,孔隙水压力下降会越快.     

地震作用下大型桥梁群桩基础动水压力效应分析

以某长江公路大桥大型群桩基础为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,采用整体有限元法对桥梁群桩基础的地震反应进行了数值模拟计算,选取三条傅氏谱频谱特征明显不同的地震波,考虑了土体和混凝土的非线性特征,分析了深厚场地上大型桥梁群桩基础的动水压力效应。结果表明:动水压力效应改变了桥梁群桩基础的地震反应特性,对桩身的加速度、位移和内力反应有不同程度的影响。对于大型桥梁基础抗震计算,分析群桩基础动水压力效应的影响更符合工程实际。     

Consolidation analysis of composite foundation with partially penetrated cement fly-ash gravel(CFG) piles under changing permeable boundary conditions

Based on the double-layered foundation theory, the composite ground with partially penetrated cement fly-ash gravel(CFG) piles was regarded as a double-layered foundation including the surface reinforced area and the underlying untreated stratum. Due to the changing permeability property of CFG piles, the whole consolidation process of the composite ground with CFG piles was divided into two stages, i.e., the early stage(permeable CFG pile bodies) and the later stage(impermeable pile bodies). Then, the consolidation equation of the composite foundation with CFG piles was established by using the Terzaghi one-dimensional consolidation theory. Consequently, the unified formula to calculate the excess pore water pressure was derived with the specific solutions for the consolidation degree of composite ground, reinforced area and underlying stratum under instant load obtained respectively. Finally, combined with a numerical example, influencing rules by main factors(including the replacement rate m, the treatment depth h1, the permeability coefficient Ks1, Kv2 and compression modulus Es1, Es2 of reinforced area and underlying stratum) on the consolidation property of composite ground with CFG piles were discussed in detail. The result shows that the consolidation velocity of underlying stratum is slower than that of the reinforced area. However, the consolidation velocity of underlying stratum is slow at first then fast as a result of the transferring of effective stress to the underlying stratum during the dissipating process of excess pore water pressure.     

H型护岸桩沉桩产生的超孔压及水平位移计算

H型桩由于特殊的截面形式,打桩过程引起的挤土效应特征不能简单地采用管桩的挤土规律代替。因此基于湖嘉申二期工程现场试验数据,研究其沉桩引起的超孔隙水压力和土体位移规律,通过修正的圆孔扩张模型考虑H型桩在扩孔时的特殊性,推导出适合 H 型桩的矩形孔扩张的计算公式。用该公式对沉桩产生的超孔压及土体位移进行计算,并与其他方法进行对比。结果表明,修正后的扩孔模型在计算H 型桩的超孔压和土体位移方面充分考虑到孔隙水压力沿深度线性变化的特点,结果更加接近实测数据。     

静压群桩沉桩挤土效应模型试验

以往对沉桩挤土效应的研究主要集中于单桩或双桩,而对群桩挤土效应的分析较少,但在实际工程中,桩基工程通常都是以群桩的形式来设计和施工的．基于室内模型试验,分析了群桩顺序压入土体后所引起的土体变形规律、超孔隙水压力的变化和沉桩前后土体的微观结构特征．试验结果表明：群桩压入后,土体水平侧移和地表隆起是不断累积的,存在着已压入桩的遮帘作用;超孔隙水压力并不是单桩引起的超孔隙水压力的简单叠加;沉桩后,土体微观孔隙的大小、形态和排列特征也发生了变化,其结构性更加紧密,挤土效应明显．     

高速公路路基强夯加固机制分析

为探讨强夯对软土路基的加固效果,选取宿新高速公路典型地质条件路段,应用强夯置换法处理软土地基,在试验段确定3个试验点分别针对无碎石垫层、20 cm碎石垫层和40 cm碎石垫层3种工况进行试验,对试验过程中孔隙水压力的消散进行观测,得出超孔隙水压力随夯击能累计而增加,同时伴随消散而减少,使得峰值出现时间的早晚与夯点夯击顺序密切相关;对试验前后土体力学参数进行定量分析,发现垫层较厚的场地,随着孔隙水压力消散结束,在强夯试验结束一段时间后,土体颗粒间紧密接触,新吸附水逐渐固定,土的抗剪强度和变形模量都有了大幅度的增加。分析结果表明,强夯虽破坏了土体原有结构,但总体上提升了土体强度,加固效果明显。     

A case study of seismic response of earth embankment foundation on liquefiable soils

A case study of seismic response of an earth embankment foundation on liquefiable soils in Kansai area, western Japan was presented. Based on a calibrated cyclic elasto-plastic constitutive model for liquefiable sand and Biot dynamic coupled theory, the seismic analysis was carried out by using a dynamic effective stress finite element method under plane strain condition. A recent design study was illustrated in detail for a river earth embankment subjected to seismic excitation on the saturated deposits with liquefiable sands. Simulated results of the embankment foundation during liquefaction were obtained for acceleration, displacement, and excess pore water pressures, which were considered to yield useful results for earthquake geotechnical design. The results show that the foundation soil reaches a fully liquefied state with high excess pore pressure ratios approaching to 1.0 due to the earthquake shaking. At the end of the earthquake, the extensive liquefaction causes about 1.0 m lateral spreading at the toe and 60 cm settlement at the crest of the earth embankment.     

大口径钻孔灌注桩的孔壁稳定研究分析

从钻孔灌注桩钻孔过程来看,由于地层土压力、孔隙水压力、地下水位及土体的蠕变等因素的影响,在成孔过程中或混凝土浇筑之前,孔壁处于不稳定状态之中,随时会出现滑裂或坍塌的危险。结合重阳大桥钻孔灌注桩工程,在分析孔壁稳定条件的基础上,进行不同土层的钻孔孔壁稳定性分析,同时分析孔内泥浆的稳定护壁作用及功能,建立孔壁稳定性数学分析模型,提出相应的护壁措施,防止孔壁的坍塌。     

饱和砂土场地在小震下的响应

水平场地地震响应分析是岩土地震工程实践中最重要的问题之一.深圳近年多次经历外围地震引起的小振动,因而研究场地在小震作用下的响应有特殊意义.利用香港科技大学离心机及双向振动台,进行饱和砂土场地的动力模型试验.观测模型在原型峰值加速度为0.07g的小震作用下,加速度、侧向位移、竖向沉降及超静孔压等方面的响应.发现在地震过程中,土体变形较小,超静孔压比也小于0.5,但超静孔压的变化使场地固有频率靠近输入地震波的频率,加速度的放大系数最大可达到3.67.分析结果表明,小震作用下场地虽不大可能发生液化,但在特定情况下,仍可能对上部结构造成破坏.     

高速铁路CFG桩筏复合地基现场测试研究

基于沉降控制设计理念,沪宁城际铁路路基试验段采用CFG桩筏复合地基。为探索其沉降控制机理和承载特性,对路基沉降变形、桩土应力分布、超孔隙水压力消散等进行了长期观测,获取了一些客观的数据。分析了路堤荷载作用下复合地基沉降、土体侧向变形、桩土应力沿路基横向分布以及孔隙水压力随时间变化规律,探讨了桩土应力比与荷载分担比变化规律。为CFG 桩筏结构在高速铁路软基处理中应用进一步理论研究与设计优化提供试验依据。