Experiment and analysis on horizontal bearing capacity single-chamber closed diaphragm wall

井筒式地下连续墙基础内部含有大面积的土芯,由于存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用,其水平承载特性复杂。采用水平静载荷试验,进行了3个不同截面尺寸单室井筒式地下连续墙模型试验。便于对比,同时进行了3个相应尺寸的单片墙模型试验。基于墙身内力及位移测试结果,研究了单室井筒式地下连续墙基础的水平承载特性,分析了水平荷载-位移特性、土压力-位移的分布规律,结果表明：单室井筒式地下连续墙基础呈整体倾斜破坏特性,前墙外侧土压力对承载力贡献最大。结合模型试验特征,分别采用4种弹簧的弹性基础分析法和8种弹簧的刚性基础分析法计算单片墙与单室井筒式地下连续墙,与试验结果吻合较好,分析方法可为设计提供参考。     

单室井筒式地下连续墙水平承载力试验与计算方法研究

井筒式地下连续墙基础内部含有大面积的土芯,由于存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用,其水平承载特性复杂。采用水平静载荷试验,进行了3个不同截面尺寸单室井筒式地下连续墙模型试验。便于对比,同时进行了3个相应尺寸的单片墙模型试验。基于墙身内力及位移测试结果,研究了单室井筒式地下连续墙基础的水平承载特性,分析了水平荷载-位移特性、土压力-位移的分布规律,结果表明：单室井筒式地下连续墙基础呈整体倾斜破坏特性,前墙外侧土压力对承载力贡献最大。结合模型试验特征,分别采用4种弹簧的弹性基础分析法和8种弹簧的刚性基础分析法计算单片墙与单室井筒式地下连续墙,与试验结果吻合较好,分析方法可为设计提供参考。     

矩形地下连续墙的荷载试验研究

介绍矩形地下连续墙基础竖向和水平荷载试验。通过对压浆前、后墙体的轴力传递、墙侧摩阻力和墙端阻力发挥特征的对比分析,揭示试验墙的荷载传递性状以及墙底注浆对其承载力的影响;水平试验得出了试验墙的水平临界荷载、水平极限承载力和地基土水平抗力系数的比例系数、墙身内力、墙身水平变形等。     

黄土地区井筒式地下连续墙基础的长期监测与分析

以山西某在建拱桥为依托,对其采用的井筒式地下连续墙基础进行长期监测,研究了在不同工作状态下,井筒式地下连续墙各片墙所承受的轴力与侧摩阻力的分布规律,特别在正常工作荷载下,闭合墙基础的承载性状类似于端承摩擦墙。并结合土压力盒所测墙周土体作用于工程墙的土反力值,分析了承台与土芯之间的作用并不显著,且在运营阶段,墙内土芯对闭合墙的水平承载力贡献小,而外侧的上部表层土和浅层土对工程墙基础的水平承载力影响很大。     

复杂受荷条件下PCC桩承载特性研究

采用有限元软件ABAQUS建立了复杂受荷条件下PCC桩数值分析模型,并采用现场PCC桩试验结果与模型计算结果进行了对比验证。研究结果表明,相同后期水平荷载作用下,桩顶和桩身水平位移均随先期竖向荷载的增大而减小;先期竖向荷载的存在有利于单桩水平极限承载力的提高;不同的竖向-水平荷载作用下桩身弯矩分布的变化规律不同,后期水平荷载不超过单桩水平承载力时,桩身弯矩随先期竖向荷载的增大而减小;后期水平荷载大于单桩水平承载力时,桩身弯矩随先期竖向荷载的增大先增大后减小;不同位置处的桩侧土抗力受先期竖向荷载的影响不同,迎土侧土抗力有所增大,其他位置处变化很小。     

水平荷载作用下斜坡刚性桩非线性分析

在综合分析现有水平荷载作用下桩基分析方法的基础上,建立了考虑桩侧土体受力状态的斜坡刚性桩力学模型;根据极限平衡原理,建立横向荷载作用下斜坡刚性桩弯矩和应力平衡方程;引入考虑斜坡影响的p y曲线方法,提出了综合考虑桩侧土体极限承载力与水平抗力系数沿深度呈线性增加的侧向极限承载力与土体抗力承载力系数计算方法,同时,将该方法应用于计算实例,通过与已有有限元和理论计算方法对比分析,计算结果验证了本文方法的合理性与可行性;并利用该方法,分析了斜坡坡角、桩土接触面系数以及地基水平抗力系数对斜坡刚性桩承载特性的影响因素。分析表明:斜坡的坡角、桩土接触面系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响明显,而桩侧土的抗力系数对侧向荷载作用下斜坡刚性桩的荷载位移曲线影响不明显。     

受水平循环荷载影响的斜桩p-y曲线构建及应用

p-y曲线法是分析水平受荷桩基承载变形特性的主要方法,利用p-y曲线法的关键在于构建合理的p-y曲线。在砂土地基中开展了2组共10根水平受荷斜桩模型试验,其中2根斜桩仅分级施加了水平静力荷载,其余8根斜桩先施加了不同幅值的单向水平循环荷载,然后再分级施加水平静力荷载。试验测试了10根斜桩的砂面处桩身横向位移及桩身应变,根据桩身应变计算得到了桩身弯矩,在此基础上根据Euler-Bernoulli梁理论得到了桩侧土抗力及相应的桩身水平位移,构建了承受水平单向循环荷载后再承受水平静力荷载时斜桩的双曲线型p-y曲线,并给出了斜桩初始地基反力模量及桩侧极限土抗力的确定方法。用上述构建的双曲线型p-y曲线计算了本文模型试验及文献中模型试验斜桩的响应,发现利用所构建的p-y曲线得到的计算结果与实测结果整体上吻合较好,说明本文构建的双曲线型p-y曲线是合理可行的。最后利用p-y曲线计算了承受单向水平循环荷载后再承受水平静力荷载斜桩的桩身位移及桩身内力,计算结果表明:(1)相对于斜桩桩顶自由,桩顶固支能有效地减小斜桩的桩身横向位移、桩身弯矩及剪力;(2)在单向水平循环荷载作用下,正斜桩桩顶横向位移、 桩身最大弯矩及剪力均小于负斜桩;(3)无论是正斜桩还是负斜桩,桩顶横向位移、桩身剪力随着抗弯刚度增加而减小,而桩身最大弯矩随着抗弯刚度增加而增加。     

单室与四室井筒式地下连续墙竖向承载特性研究

以井筒式地下连续墙为研究对象,采用数值模拟的研究方法,应用弹性本构模型,考虑墙土界面的参数影响,对单室和四室井筒式地下连续墙基础的沉降特性、内外侧摩阻力、端阻力、土芯顶部反力及其荷载分担比进行分析和研究。研究表明：外摩阻力主要由墙身深度范围内的外侧下部土体提供,内摩阻力主要由土芯下部土体提供;外摩阻力自上而下发挥作用,而内摩阻力自下而上发挥作用。随着荷载的增加,单室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力的荷载分担比逐渐减小,而端承反力、内侧摩阻力和土芯顶反力的荷载分担比都在增加,而四室井筒式地下连续墙的外侧摩阻力、墙端反力、土芯顶反力都在减小,仅有内摩阻力的荷载分担比在增加。     

组合荷载作用下斜坡上桩基础水平承载特性研究

斜坡上桩基础不仅要承担上部建筑物传递下来的竖向荷载,还要承担斜坡传递下来的土压力等水平荷载,构成了复杂的桩-土相互作用体系。为研究斜坡上桩基础在竖向和弯矩荷载作用下的水平承载特性,通过自行设计的组合荷载加载装置,开展了四种工况下斜坡上单桩室内模型试验。分析在组合荷载作用下桩顶沉降、水平位移、桩身弯矩、桩侧土压力以及地基比例系数m值变化规律。试验结果表明:在桩顶施加竖向荷载有利于提高单桩的水平承载力,减小桩身的水平位移、弯矩和桩前侧土压力;在桩顶施加弯矩荷载-不利于单桩的水平承载力,随着弯矩作用的增加,相同水平荷载作用下,桩身水平位移和桩前侧土压力明显增加,而水平荷载对桩顶的竖向沉降影响较小;地基比例系数不仅与桩周土体有关,还与施加的荷载类型和桩土交界处的水平位移有关,地基比例系数随桩土交界处水平位移的增加迅速减小,最后趋近于稳定。     

地下连续墙加内支撑基坑变形监测分析

对一级安全等级的基坑进行了地下连续墙墙身侧向位移变形、墙顶水平位移变形的监测,监测结果表明:地下连续墙墙身侧向位移随开挖深度的增加变形增大,中部测斜点比角部测斜点的最大位移深度略大,最大位移值也增大.地下连续墙墙身最大侧移点的位移随着开挖的进行位移量增大,之后呈平缓趋势.地下连续墙水平位移随开挖深度的增加而增大,其变化与周围建筑物离基坑和建筑物层数有关.     

基于深基坑工程测斜监测曲线的地下连续墙弯矩估算方法研究

在深基坑工程中,为了保护基坑的安全,需对地下连续墙的弯矩承载力发挥情况做到心中有数,但就目前的工程现状来看,直接得到地下连续墙的真实弯矩很困难。为此本文作者根据深基坑工程中常规监测得到的地下连续墙的测斜曲线,建立了一种在不需要知道钢筋应力情况下就能估算地墙弯矩的简便方法,能够直接为广大工程人员掌握。这种估算方法的应用,可以节约深基坑工程中的监测费用,让工程师们及时了解地下连续墙承载力发挥情况,提前采取措施避免由于地下连续墙设计不合理引起的工程事故的发生。     

矩形闭合地下连续墙基础负摩阻力模型试验研究

矩形闭合地下连续墙基础(简称闭合墙基础)是一种新型的桥梁基础。通过单片墙与矩形闭合墙的对比性浸水模型试验,对闭合墙基础负摩阻力的作用机理以及浸水后闭合墙基础的竖向承载性状进行了研究。试验研究结果表明:单片墙与闭合墙基础的中性点深度比在0.34～0.64之间,与现场试验实测结果十分接近,且闭合墙基础的中性点位置比单片墙的低。负摩阻力分布曲线大致呈抛物线型,与桩基现场浸水试验结果相似。由于闭合墙基础良好的整体性和防渗特性,当墙周土层浸水发生湿陷变形,土芯不会受到水的影响,因此在负摩阻力作用下,内摩阻力与承台土反力能够得以发挥。闭合墙基础所有竖向荷载均由外侧正摩阻力、内摩阻力以及端阻力和承台土反力四者共同分担,能够有效地阻止墙身附加沉降的继续发展。在相同的湿陷性黄土地层且浸水条件相同的情况下,闭合墙浸水后的附加沉降小于单片墙,表现出良好的抗沉降特性,在一定程度上能减小负摩阻力对桥梁工程的危害。     

基于裂缝控制限值的地下连续墙弯矩分析

推导了由裂缝控制限值反算地下连续墙弯矩的计算方法。结合工程实例就裂缝控制限值取0.2或0.3时对地下连续墙的配筋率、极限弯矩以及荷载短期效应弯矩的影响关系进行了详细的讨论,得出按照裂缝控制限值进行地下连续墙设计,不但可以满足裂缝控制要求与极限承载力要求,而且可以优化配筋率的结论。     

井筒式地下连续墙基础竖向承载特性试验研究

井筒式地下连续墙基础是一种较为新颖的深基础形式。为研究其竖向承载特性,在国内首次采用自平衡法对黄土地区某桥梁的井筒式地下连续墙基础进行了现场静载试验。通过对试验数据分析,得出了地下连续墙基础的竖向承载力、侧摩阻力及端阻力的发挥特性。试验和分析结果为工程设计提供了重要依据。     

人工制备湿陷性黄土地基地下连续墙浸水试验研究

为研究湿陷性黄土地基地下连续墙基础竖向极限承载特性及浸水后负摩阻力分布特征,选用石英粉、砂、膨润土、石膏和工业盐制备了人工湿陷性黄土,对人工制备湿陷性黄土的物理力学特性进行分析;采用人工制备湿陷性黄土填筑模型试验,进行地下连续墙基础承载特性试验研究。研究结果表明:人工制备湿陷性黄土的物理力学参数与天然黄土基本一致,可用于湿陷性黄土与构筑物相互作用模型试验相似材料。地下连续墙竖向承载力达到其极限时,外墙和内墙总侧摩阻力荷载分担比为67%,确定地下连续墙为端承摩擦型基础。地基浸水湿陷后,中性点深度比为0.64~0.73,试验结果与桩基浸水试验测试结果较为一致。由于地下连续墙基础具有良好的整体性和防渗性,芯土不受水的影响,内墙侧摩阻力与承台土反力能够得以发挥,有效减小地下连续墙基础的沉降。     

便桥荷载作用下深基坑地下连续墙变形特性分析

为了研究便桥荷载作用下深基坑地下连续墙变形特性,以深圳市地铁6号线科学馆站超深基坑的上跨便桥段支护工程为依托,采用有限差分程序FLAC^3D结合现场监测情况对便桥荷载作用下超深基坑地下连续墙的墙顶沉降、墙顶水平位移和地表沉降等变形特征进行了分析,通过实测与模拟变形对比分析,验证了数值模型的可靠性,在此基础上对便桥荷载作用下的地下连续墙墙底失稳机理进行了探讨,根据极限承载力理论得出了相应稳定性验算公式,并对影响地下连续墙变形的主要因素进行了分析。研究表明:影响地下连续墙变形的主要因素为土层性质、便桥荷载和地下连续墙嵌固深度;墙底土体与墙侧土体比较,前者的强度和刚度对地下连续墙的变形影响更大;便桥荷载作用下地下连续墙容易产生墙底失稳,应对其墙底稳定性进行验算。     

紧邻铁路偏压基坑围护结构变形与内力测试分析

 以深圳地铁5号线民治站基坑工程为依托,通过对基坑连续墙水平位移及内力的实测分析,系统研究偏压基坑围护结构位移和内力特征,对围护结构稳定性进行评价。测试结果表明：基坑开挖较浅时,两侧墙体上部发生向基坑内的变形,但受列车及路基偏压影响,紧邻铁路侧墙体位移比远离铁路侧墙体位移大,基坑挖至一定深度后,远离铁路侧墙体上部向基坑外移动,且基坑开挖越深,向基坑外变形越大;相同工序、相同深度条件下,紧邻铁路侧墙体弯矩较远离铁路侧大,紧邻铁路侧墙体弯矩最大值位置比远离铁路侧墙体深;根据偏压基坑位移及受力模式,设计上应对基坑两侧支护参数区别考虑。测试结论可为偏压基坑设计施工提供参考。