扩展基础冲剪承载力设计可靠性分析

扩展基础的基底压力分布一般呈非线性特征。扩展基础设计时,为简化设计,将基底反力按线性分布计算。通过一组试验对基底反力按线性分布简化计算的扩展基础冲剪承载力设计的可靠性进行评价。试验结果表明:扩展基础的抗冲剪承载力在基底反力按线性分布简化计算时,其抗剪验算结果能够满足构件可靠度设计指标要求;在偏心荷载作用下,扩展基础冲剪承载力可靠性指标大于其在中心荷载作用下的可靠性指标。扩展基础设计可靠性受诸多因素影响,如构件试验未考虑结构荷载传递计算模式不确定性的影响,钢筋对冲剪承载力的影响等,且可靠性设计的深入研究需要一定数量的试验样本进行统计分析,该问题还需要进一步深入研究。     

异形柱下扩展基础冲切性能模拟研究

由于我国规范对异形柱下扩展基础的冲切承载力计算并未做出明确的规定,国内外对异形柱下扩展基础的冲切性能的研究也较少。鉴于上述情况,采用MSC.Marc有限元软件对某矩形柱下扩展基础冲切试验模型进行精细化有限元模拟。在验证模型正确的基础上,对十字形、T形、L形柱下的扩展基础进行建模分析,并提出异形柱基础冲切承载力的计算公式,通过模拟结果、计算结果及相关研究成果的对比可知,异形柱基础的数值模拟方法和冲切承载力计算方法均较为正确,可以为工程设计提供参考。     

黏性土中扩展基础基底压力分布规律的模型试验

目前扩展基础基底压力分布的研究很少涉及黏土地基及偏心加载条件。通过黏土地基上不同宽高比扩展基础轴压、偏压室内大型模型试验,指出轴压作用下小宽高比刚性扩展基础基底压力分布总体较均匀,但中间部位较小,大宽高比柔性扩展基础基底压力呈复杂的"波浪形"分布;偏压作用下,随着宽高比的增大,基础刚度减小,基底压力最大值由边缘向偏心位置处转移。研究成果对于偏心荷载下黏性土扩展基础基底反力的分布确定具有工程应用价值。     

混凝土强度对异形柱下扩展基础冲切性能影响研究

采用MSC.Marc有限元软件研究了混凝土强度对L型、T型、十字型柱下扩展基础冲切性能的影响,结果表明混凝土强度较高的基础板较先出现裂缝,但其冲切承载力高于低混凝土强度基础板。根据模拟结果提出异形柱下扩展基础的冲切承载力计算公式,此研究成果可为工程设计提供参考。     

不同宽高比混凝土扩展基础承载性能模型试验研究

对宽高比分别为2、2.5、3、4的混凝土扩展基础进行了室内模型试验研究,主要探讨了常规宽高比与宽高比大于2.5的混凝土扩展基础在不同荷载模式作用下的承载特性,阐述了试验基本现象、主要破坏模式与底板变形特征,并将基础极限承载力试验值与参考现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)得出的计算值进行对比。试验结果表明:基础破坏模式主要为弯曲破坏、弯冲破坏、冲切破坏;对轴压试件而言,在地基土均为砂土的情况下,模型基础的极限承载力试验值随宽高比的变化几乎无太大变化;对偏压试件而言,在地基土性质与偏心率均相同的情况下,模型基础的极限承载力试验值随宽高比的增大呈现变大趋势。本文结果可为宽高比大于2.5的混凝土扩展基础后续相关研究提供参考。     

梁板式筏形基础冲切性能的有限元分析

利用ADINA有限元软件对单跨梁板式筏形基础进行了冲切模拟和非线性分析,得出了筏板基础的裂缝、变形及地基反力分布.结果表明:在小荷载情况下,筏板的地基反力分布比较均匀,随着荷载的增加,筏板的地基反力呈非线性分布并且主要集中在肋梁及其周围2.5倍板厚的范围内;板格及肋梁都出现了反向弯曲的现象;冲切验算时考虑了板格冲切破坏模式和节点破坏模式2种情况,并取两者的最不利值作为筏板的冲切承载力.数值模拟结果为筏板结构设计和试验研究提供了理论依据.     

钢筋混凝土扩展基础冲剪承载力试验研究

通过一组试验模型,对扩展基础的冲剪承载力进行了试验研究。试验结果表明,剪切破坏型基础破坏面发挥的抗剪强度在1.43~1.57MPa范围内,即在0.86ft~0.95ft之间;冲切破坏型基础破坏面发挥的抗冲切强度在1.33~1.85MPa范围内,即在0.80ft~1.16ft之间。剪切破坏型基础破坏面抗剪强度的发挥程度低于冲切破坏型基础破坏面抗剪强度的发挥程度。剪切破坏型剪切破坏面的冲剪承载力介于距柱边h0/2处和柱根处验算截面的计算冲剪承载力之间,冲切破坏型基础的冲剪承载力介于距柱边h0和h0/2处验算截面计算冲剪承载力之间。基础底板纵筋配筋率可以提高基础的抗冲剪承载力,在本次试验条件下可以提高15%~20%左右。     

异形柱对楼板及基础冲切破坏的研究及展望

目前国内外对基础或楼板的冲切性能研究主要针对矩形柱,对异形柱的研究甚少。首先总结了异形柱冲切破坏的研究现状,并对各国规范冲切承载力的计算公式进行总结对比,运用各国规范公式对四个矩形柱扩展基础试验进行计算。通过计算结果与试验结果的对比可知,规范计算结果均较为保守,美国规范计算结果与试验结果最为接近,英国规范考虑了板配筋率对冲切承载力的影响,因此与试验结果在变化趋势上吻合得更好。最后对异形柱冲切性能的研究进行了展望。     

负压桶形基础地基水平承载力研究

通过模型试验和有限元计算 ,分析了单桶基础的地基极限水平承载力 ,基础主动区与被动区的土压力分布 ;建议了计算单桶基础水平极限承载力的关系式。进一步 ,分析了双桶基础的地基水平承载力 ,给出了相应的估算方法     

砂土地基上大宽高比扩展基础基底反力分布特性模型试验研究

砂性地基土上扩展基础基底反力分布复杂,且相关的模型试验研究较少。本文通过砂土地基上扩展基础大型室内模型试验,指出了大宽高比柔性扩展基础在轴压作用下,基底反力在加载过程中呈"中间大—边缘小"的分布模式;刚性扩展基础在低荷载等级的轴压作用下,基底反力分布较均匀,荷载增加,呈现明显的"边缘大—中间小"的分布模式。在偏心加载过程中,大宽高比柔性扩展基础基底反力,偏心加载的一侧偏小,另一侧呈线性分布;而刚性扩展基础基底反力,在偏心荷载较小时呈线性分布。     

用静力触探确定新近堆积土承载力

邯郸市区新近堆积土分布范围较广,深度达10m左右,是该地区一般建筑的主要持力层。通过对115组静力触探和载荷试验结果的对比分析,建立了浅层新近堆积土静力触探与承载力的关系方程,同时和规范查表法作了对比,得出了与该地区相适应的承载力公式。     

三桥静力触探在桩基中的应用研究

 通过研发具有强贯入能力的新型步履式静力触探,使之能够对强风化岩等较硬岩土层进行测试,从而满足端承型桩勘察深度的要求,同时在原有双桥静力触探的基础上增加总贯入力的测试,并称之为三桥静力触探。通过三桥静探试验与钢管桩沉桩试验的对比研究,以整个岩土层作为一个系统考虑,提出一套较精确估算指定桩径和深度下的压桩力,或指定压桩力和桩径下桩入土深度的新方法。并通过三桥静探试验与静载荷试验的对比研究,总结出珠三角地区端承型桩极限承载力的估算新方法,填补了目前规范的空白。以上研究成果表明具有强贯入能力的三桥静力触探能够为桩基础的设计、施工和检测提供非常有用的指导。     

静力触探试验的离散元数值模拟研究

由于静力触探试验的可重复性及可靠性,它在现场试验中被广泛应用。对静力触探试验进行颗粒流模拟,有助于从细观上了解静力触探试验机理,使之更好地服务于工程实际。颗粒流方法在模拟土体大变形方面具有一定的优势,本文利用颗粒流理论及其程序,首先在双轴试验的基础上确定了土样细观参数,然后建立静力触探的数值模型,模拟研究了贯入过程及锥尖土体的细观力学特征,重点分析了静力触探过程中砂土的位移运动规律,砂土的水平和垂直应力场及主应力的偏转。通过施加不同的应力边界条件,分析了模型不同的应力条件及超固结比(OCR)对锥尖贯入阻力的影响。同时,分析了锥尖尺寸效应对锥尖贯入阻力的影响规律。数值模拟结果与已有的试验规律具有较好的一致性,从而验证了颗粒流方法模拟静力触探试验的可行性,所得结论具有一定的理论价值和工程意义。     

Bearing capacity of surface circular footings on granular material under low gravity fields

Low gravity fields have been simulated through magnetic acceleration to conduct experimental study on bearing capacity of circular footings on a type of crushable planetary regolith simulant,which has comparable density and particle size distribution of lunar soil.The load-settlement responses of surface spread footings are obtained by investigating the relative density,footing size and gravity effects.Applying the hyperbolic asymptote method,normalised foundation stiffness and ultimate bearing capacity are obtained by curve fitting and predicted by power functions using multivariate nonlinear regression.The results show that the nonlinear gravity effect is not negligible,related to stress condition,soil dilatancy and mobilised friction angle.A cone penetration test(CPT)-based method for prediction of bearing capacity is proposed with correlations between ultimate bearing capacity of footings and shallow penetration stiffness of CPTs,avoiding the uncertainties of soil property estimations.Analyses of allowable bearing capacity and footing influence zone in consideration of footing size and gravity effects could therefore improve the design of shallow foundations on the Moon and Mars,and provide new understandings and potential implications to the bearing capacity of shallow foundations on crushable granular material in both terrestrial and extraterrestrial geotechnical engineering.     

Estimation of bearing capacity and settlement of shell foundations on tamped beds

A dynamic method of evaluating the bearing capacity of shell foundations on a tamped soil bed is examined. Results are presented for full-scale tests under field conditions. A computational formula is proposed for determination of the bearing capacity of a shell foundation based on residual and elastic refusal during tamping. A method is proposed for approximate estimation of expected settlement based on on-site cone penetration of the soil under in-situ conditions.     

均布荷载矩形群基础任意点沉降计算的Excel实现

以Excel为工具,使用解析公式计算矩形基础角点平均应力系数,利用符号函数将任意点平均应力系数的条件计算式转化为非条件计算式,采用应力承载比及等价压缩模量的曲面拟合公式计算规范沉降修正系数,从而使用Excel工具进行沉降计算不再需要人工查表插值,实现了均布荷载矩形群基础任意点沉降的自动计算。     

竖向荷载作用下散体地基应力解析方法

竖向荷载作用下地基应力分析方法是基础工程设计与计算的重要依据,现有方法不能反映实际地基土的散体介质特性。为此,依据现有散体介质应力传递研究成果,首先假定竖向集中荷载作用下散体地基应力呈半无限曲线圆锥体形状向下传递,将竖向集中荷载作用下散体地基应力分析问题转化为锥顶作用竖向集中荷载的曲线圆锥应力分析问题,从探讨直线圆锥应力分析方法入手,获得了半无限曲线圆锥应力的求解方法,进而提出了竖向集中荷载作用下散体地基应力的解析方法;然后,将圆形竖向均布荷载作用下散体地基应力分析问题视为竖向集中荷载作用下散体地基应力的积分求解问题,建立了圆形竖向均布荷载作用下散体地基应力分析方法,该方法较充分地反映了地基土的散体介质特点,较现有Boussinesq解具有明显的优越性;最后,采用该方法、Boussinesq解以及颗粒流数值分析方法对圆形竖向均布荷载作用下散体地基应力分布进行了对比分析,表明了本文方法的合理性与可行性。     

静力触探曲线异常的类型与处理

结合工程实例，浅述静力触探曲线异常的类型形态、产生原因以及对曲线异常的处理方法与克服异常的技术措施。指出静力触探试验作为野外现场原位测试的主要手段，更适于软土地基与桩基勘察。     

Zur aushubbedingten Reduktion des Drucksondierwiderstandes

About the excavation induced reduction of the cone penetration resistance. With a finite element model the penetration process in non cohesive soils is simulated. The influence of stress state and relative density on the cone penetration resistance is investigated. This enables an estimation of the reduction of the cone penetration resistance due to a change in the stress state, for example due to excavation.     

预置管法静力触探检测水泥搅拌桩现场试验

水泥搅拌桩是软土地基加固常用的方法,桩体检测是其中的质量控制环节,现行规范以抽芯检测作为指定方法。针对抽芯检测法周期长、造价高、效率低的问题,通过现场及室内实验进行了水泥搅拌桩质量快速检测方法的研究。研究表明,预置管法静力触探可以实现对水泥搅拌桩体连续检测的目标;不同土层7 d龄期的静力触探锥尖阻力与芯样28 d强度具有良好的线性相关性,线性参数随土体中黏粒含量的提高而减小;试桩阶段采用锥尖阻力联合钻孔芯样抗压强度制定静力触探法检测标准曲线,形成施工阶段水泥搅拌桩的快速检测标准,达到缩短检测工期,提高检测速度,降低检测造价,提高检测结果可靠性的目标。