冲切破坏模式下溶洞顶板极限承载力计算

基于溶洞顶板的冲切破坏模式,采用极限分析上限法建立冲切体的三维功能方程,推导泛函形式的溶洞顶板承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得冲切体的底部直径和三维溶洞顶板极限承载力显示计算公式。通过对比试验验证了理论方法的合理性,并重点分析岩体地质力学分类指标GSI对溶洞顶板极限承载力及冲切体底部直径的影响。结果表明:(1)顶板厚度h为1D~4D时,溶洞顶板极限承载力随着h的增加大致呈线性增长,h=5D时,极限承载力与基岩一致;(2)厚径比为定值时,顶板极限承载力随着GSI的增大呈非线性增长,当h=1D,GSI取44时溶洞顶板的承载力系数为0.73,GSI取100时其值为1.42,后者接近前者的2倍;(3)同一溶洞顶板厚度下,冲切体底部直径随着GSI的增大大致呈线性减小。当GSI取44,1D顶板厚度时冲切体底部直径为0.20 m,分别是GSI取65,85,100时的1.25,1.54,1.70倍,对于其他顶板厚度时也存在类似的关系。     

岩溶区嵌岩桩的试验研究与分析

基于室内模型试验,对岩溶区嵌岩桩的承载能力与破坏模式进行了研究。试验表明,随顶板厚度与溶洞位置偏移距离的增大,极限承载力逐渐增大,随溶洞直径、赤道半径与极半径的增大,极限承载力逐渐减小;破坏核体在竖直方向上基本未超过3d,在水平方向上基本未超过4d;嵌岩桩与基岩相互作用系统的破坏模式主要有冲切破坏、冒落区塌落、扇形塑性区破坏和"撕裂"破坏,破坏模式主要受顶板厚度、溶洞赤道半径b以及c/b的影响;嵌岩桩承载能力还与溶洞形状有关,建议引进形状系数ζ。结合不同条件下岩溶区嵌岩桩的破坏模式,提出一系列安全可靠、便于工程应用的计算公式。     

岩溶区嵌岩桩桩端承载性能研究

为考虑岩溶区基桩嵌岩段岩层与顶板的整体承载效应及溶洞形状对桩端极限承载力的影响,在嵌岩桩桩端极限破坏模式研究的基础上,首先根据桩端极限破坏线与溶洞的位置关系,确定了溶洞发生破坏时的临界状态;其次,结合桩端岩层极限状态下的传力机制,分析了岩溶区嵌岩桩桩端极限破坏模式。然后,通过建立极坐标系,给出了溶洞发生冲切破坏、冒顶破坏的限定条件,并推导了不同破坏模式下岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力的计算公式。最后,用试验数据与工程实例对本文理论进行验算,验算结果表明:理论计算结果与试验现象及工程实例结果较为吻合,可为岩溶区嵌岩桩桩端极限承载力的计算提供一些参考。     

岩溶区嵌岩桩的破坏模式与工程设计探讨

基于室内模型试验,对不同影响因素下岩溶区嵌岩桩的破坏模式进行研究,将其总结归纳为4类：冲切破坏、冒落区塌落破坏、扇形塑性区破坏和撕裂破坏,破坏模式主要与顶板厚度、溶洞赤道半径 b 以及 c/b 有关。通过对比各规范对岩溶区嵌岩桩设计的相关规定,结合模型试验结果,对溶洞顶板安全厚度的探讨进行延伸,并提出一系列安全可靠、便于岩溶区嵌岩桩设计的公式,并在工程实例中得到验证。     

岩溶地区嵌岩桩桩基稳定性分析

在岩溶发育地区,多采用嵌岩灌注桩作为桥梁基础。当地下条件较好时,人工挖孔桩通过合理的简化,可将其嵌岩灌注桩物理模型简化为端承桩,暂不考虑上部桩周土摩阻力。当桩基作用在岩溶顶板上且岩溶顶板厚度不是足够厚时,需对嵌岩桩桩基的稳定性进行分析与讨论。本文通过具体的算例,对岩溶顶板的抗冲切、抗剪和抗弯强度进行了详细的验算,并在进行抗弯验算时分别讨论了不考虑自重和考虑自重两种受力情况,通过分析可知岩体的抗弯强度是影响桩基稳定性的主要因素。     

岩溶地区桩基础设计研究及工程问题分析

岩溶发育场地地质构造复杂,溶洞勘探由于缺乏理论指导,容易造成溶洞误判而引起场地开发成本增加,且岩溶地区桩基础贯穿溶洞的设计方法容易造成工程浪费。结合贵州岩溶强发育场地某部分框支剪力墙结构基础设计、施工遇到的工程问题,研究了溶洞误判,溶洞顶板破坏模式、溶洞对桩基承载力设计影响及贯穿溶洞设计方式的合理性。结果表明：岩溶地区选择科学的工作方法和适当的勘探方法可以减少场地“未知数”,减少溶洞误判带来的损失,更好地指导工程建设;溶洞顶板因厚度不同呈现冲切破坏、剪切破坏和弯拉破坏三种破坏模式;桩基遇串珠状溶洞及较大溶洞时,承载力计算可仅考虑桩端阻力;水平荷载较小且满足地基规范时可不穿洞;水平荷载较大时应贯穿溶洞发挥其嵌岩桩承载力。     

岩溶区桩基破坏模式研究及稳定性分析

在室内模型试验的基础上,采用有限差分法对桩基荷载作用下岩溶地基的稳定性进行数值模拟分析,得出溶洞周围岩体在桩基荷载作用下内部应力、应变的变化过程及破坏面的形状和位置等,提出判断岩溶区桩基稳定性的有效判据。归纳总结岩溶区桩基及其下伏溶洞的破坏机理和破坏模式,主要包括桩基破坏和溶洞围岩破坏。破坏模式主要受溶洞大小、荷载作用位置以及溶洞顶板厚度等因素影响,其中溶洞顶板厚度为主要影响因素。     

下伏空洞岩石地基极限承载力计算方法研究

针对岩溶区下伏空洞嵌岩桩桩端岩石地基极限承载力问题,进行了下伏空洞桩端岩石地基的破坏模式分析。基于Hoek-Brown强度准则剪应力形式,理论推导出不同顶板厚度下下伏空洞岩石地基及完整岩石地基极限承载力计算方法。当顶板厚度为1~3倍桩径时,采用极限分析上限原理推导了冲切破坏模式下泛函形式的下伏空洞岩石地基极限承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得了下伏空洞岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度大于5倍桩径时,采用特征线法推导出塑性破坏模式下完整岩石地基极限承载力计算公式。当顶板厚度为4倍桩径时,利用完整岩石地基极限承载力与承载比理论,采用S型生长曲线拟合出冲切剪压复合破坏模式下的极限承载力值。通过与1~5倍厚径比条件下的下伏空洞岩石地基极限承载力室内模型试验结果对比,计算值与实验所得数据吻合良好。     

基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度 可靠性分析方法

 基于岩溶区基桩桩端岩溶顶板稳定性影响因素取值的随机性、模糊性以及区间性特征,首先,采用三角模糊数表示计算参数取值可能性分布,以此为基础建立出同时考虑抗冲切、抗剪与抗弯作用的桩端岩溶顶板稳定性模糊极限平衡分析模型;其次,综合运用模糊数学理论、岩体质量分类指标RMR以及Hoek-Brown经验强度准则建立计算参数三角模糊数确定方法,并运用截集技术与区间数运算规则计算相应的安全系数模糊集;再次,在探讨功能函数之合理确定方法基础上,采用模糊能度可靠性理论,提出基桩桩端岩溶顶板稳定性模糊能度可靠性分析方法;最后,通过工程实例分析表明该方法的合理性与可行性,其为基桩桩端岩溶顶板稳定性分析与评价提供了一种新的不确定性分析方法。     

FAILURE PATTERN STUDY AND STABILITY ANALYSIS OF PILE FOUNDATION IN KARST AREA

在室内模型试验的基础上,采用有限差分法对桩基荷载作用下岩溶地基的稳定性进行数值模拟分析,得出溶洞周围岩体在桩基荷载作用下内部应力、应变的变化过程及破坏面的形状和位置等,提出判断岩溶区桩基稳定性的有效判据。归纳总结岩溶区桩基及其下伏溶洞的破坏机理和破坏模式,主要包括桩基破坏和溶洞围岩破坏。破坏模式主要受溶洞大小、荷载作用位置以及溶洞顶板厚度等因素影响,其中溶洞顶板厚度为主要影响因素。     

广西桂林岩溶地区冲孔灌注桩施工控制技术

冲孔灌注桩在岩溶地区施工难度最大,在广西桂林岩溶地区某建筑工程中,根据不同的岩溶类型,采用了相应的岩溶处理方法,在基坑底部有岩石分布的情况下,孔口采取了石方爆破开挖方法。冲孔灌注桩遇溶洞时,针对不同溶洞状态采取了相应的处理措施,保证了冲孔灌注桩的质量和施工安全。     

覆盖岩溶临空面稳定性研究

覆盖岩溶性临空面是指覆盖岩溶场地中建筑物基底应力影响范围内具有陡倾角土岩交界面的一种岩土组合地质体.稳定性的影响受到很多因素制约,除岩性自身强度外,主要是荷载的总量值和荷载的施加位置,其次是桩基的入岩深度与桩径.在桩荷载作用下,临空面岩体的破坏将主要发生在桩基附近而不是在坡脚.     

岩溶地区桥梁嵌岩桩基承载力探究

通过大型岩土有限元分析软件Midas/GTS NX,对岩溶地区桥梁嵌岩桩基进行承载力数值仿真模拟,分析了不同顶板厚度对岩溶地区桩基极限承载力的影响。结果显示:桩基极限承载力随溶洞顶板厚度的增加而增加,但几何尺寸大于2.5倍桩径后影响不明显。在保证必要的嵌岩深度的条件下,岩溶地区桥梁桩基嵌岩深度应遵循"宜浅不宜深"的设计原则。工程实例分析中,通过有限元数值仿真模拟,确定了岩溶地区桥梁桩基设计深度和岩溶顶板厚度,具有一定的理论与工程实用价值。     

大直径PHC管桩持力层的波动方程模拟

运用打桩波动模拟方法，结合地质分析，以最终贯人度、总锤击数，承载力大小、持力层厚度、下卧层厚度和性质等指标定量地得出了某大型桥梁大直径预应力管桩的持力层和桩长，分析结果为大桥基础的设计提供了合理依据。     

岩溶区桩基终孔的确定

针对岩溶地区桥梁施工面临的桩基如何终孔,持力层多厚满足承载力要求等问题,通过计算得出了桩基持力层的理论厚度,并结合蓝钟河特大桥的桩基进行实例分析,指出持力层只要有2D就可以满足施工要求,从而节约大量资金。     

岩溶地区桥梁桩基施工方法

简述了岩溶的含义及其分类,介绍了桩基施工工艺,并对其岩溶地区桩基的施工方案进行了分析比选,最后对挖冲孔施工工艺进行了阐述,指出岩溶地区桩基施工由于地质情况的复杂性和施工位置的隐蔽性,所以应具体问题具体分析,以保证工程质量。