砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解

为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K₀、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径r_e,r_p的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K₀和泥浆重度r_mud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K₀增大而增大,随r_mud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K₀的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径r_p对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。     

经皮撬拨与PFNA治疗老年骨质疏松性股骨粗隆间骨折效果

目的:探讨经皮撬拨与股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗老年骨质疏松性股骨粗隆间骨折的效果。方法:选取我院手术治疗的90例老年骨质疏松性股骨粗隆间骨折患者进行回顾性分析,其中50例患者采用经皮撬拨联合PFNA治疗(观察组)、另外44例患者采用切开复位下PFNA治疗(对照组);对比两组的手术操作指标、骨折愈合情况、术后髋关节功能恢复及手术并发症率。结果:观察组患者的手术时间、切口长度、手术出血量、住院时间均低于对照组(P<0.05);观察组和对照组的骨折愈合时间差异无统计学意义(P>0.05);术后3个月,观察组患者的髋关节Harris评分高于对照组(P<0.05);术后6个月,观察组和对照组的髋关节Harris评分差异无统计学意义(P>0.05);术后3个月,观察组患者的髋关节活动度大于对照组(P<0.05);术后6个月,观察组和对照组的髋关节活动度差异无统计学意义(P>0.05);观察组患者的手术并发症率4.00%低于对照组的17.50%,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:经皮撬拨与PFNA治疗老年骨质疏松性股骨粗隆间骨折较切开复位PFNA具有手术创伤小、术后可早期功能锻炼促进髋关节功能恢复、手术并发症率更低的优势。     

考虑不同中主应力影响的柱孔卸荷缩孔效应分析

为得到考虑不同程度中主应力影响的柱孔卸荷缩孔解析解,对柱孔开挖卸荷过程中一定卸荷程度下的缩孔和塑性变形进行量化预测,采用统一强度理论(unified strength theory, UST)并引入卸荷因子和缩孔系数,推导得到无量纲化的柱孔卸荷缩孔近似解.对比不考虑中主应力影响的大应变解,给出中间主应力影响系数对孔周位移和应力的分布以及土体刚度、黏聚力、摩擦角对卸荷缩孔的具体影响,结果表明:中间主应力影响参数b越大,卸荷缩孔效应越小,其本质是b的增大使初始屈服卸荷压力降低,推迟外围峰值环向应力的出现,有助于减小孔周塑性区;b对孔周径向位移和环向应力的影响不可忽略,而孔周径向应力受其影响较小;土体刚度对卸荷缩孔关系的影响很大,刚度越大,中间主应力对卸荷缩孔的影响越小.根据无量纲化的卸荷缩孔解析解,可对某指定卸荷程度的柱孔孔径变化进行更合理的定量预测,用于指导隧道支护和开挖、桩基开挖卸荷后的承载特性以及钻井稳定性分析的具体实践.     

不同注浆工况对砂土-混凝土接触面剪切特性影响

为研究后注浆对土与结构物接触面力学特性的影响,采用自主研发的注浆装置和可注浆的大型直剪仪,通过3种注浆压力、3种注浆量和4种荷载工况下的共计22组后注浆砂土-混凝土接触面大型直剪试验,分析不同注浆工况和荷载工况对砂土-混凝土接触面剪切力学特性、剪胀(缩)性以及强度参数等的影响.结果表明:在注浆压力和法向应力一定的情况下,接触面峰值剪切应力随着注浆量的增大而增大,但随着法向应力的增大,增加注浆量对接触面力学特性的改善效果逐渐减弱;在注浆量和法向应力一定的情况下,注浆压力较低时,接触面峰值剪切应力变化不大,当注浆压力达到一定值,其对接触面峰值剪切应力提高效果较为明显;不同注浆和荷载工况下接触面抗剪强度增强系数介于1.1～2.0;浆液主要通过提高接触面等效黏聚力改善接触面力学特性,等效内摩擦角近似与未注浆接触面一致;接触面在未注浆工况下均发生剪缩,且最大剪缩量随着法向应力的增大而增大;后注浆能够转变较低法向应力下的接触面剪胀(缩)性;同一法向应力下,接触面最大剪胀量均随着注浆压力和注浆量的增大而增大,而最大剪缩量则随着注浆压力和注浆量的增大而减小.     

无黏性土中钻孔径向卸荷收缩理论解

在钻孔灌注桩成孔过程中会引起钻孔周边土体径向应力卸载和钻孔收缩变形,为此,基于SMP屈服准则和非相关联流动法则,推导在无黏性土中竖向钻孔径向卸荷孔周应力场位移场解析解,并结合Berezantsev和夹心墙两种土压力公式,得出孔周孔壁位移沿钻孔深度方向的变化曲线,并与忽略塑性区弹性变形的结果进行对比.参数分析的结果表明,卸荷因子n和钻孔半径a₀及内摩擦角对孔壁位移均有明显影响,其中n和的影响存在着临界点,n和小于该值,孔壁位移则显著增大;而剪胀角ψ 的影响有限,可忽略不计.卸荷因子n是一个只与内摩擦角有关的函数;而r_p/a是一个只与、n有关的定值,与深度方向无关,故无黏性土中竖向钻孔的自立深度为0.忽略塑性区弹性变形的柱孔收缩位移解相对偏小,而塑性区半径解相对偏大,故忽略塑性区弹性变形的解答在工程应用中不保守.另外,选取不同土压力沿深度方向的孔壁位移值存在较大差别,在竖向钻孔时的土压力选取还需与现场实测相结合.     

黏土中考虑土体卸荷效应的后注浆压密模型

为研究黏土中考虑土体卸荷条件下后注浆的压密效应,基于球孔扩张理论并通过土体弹性模量折减值来考虑不同卸荷程度的影响,建立考虑土体卸荷效应影响的压密注浆模型,计算不同卸荷程度下压密注浆极限注浆压力、浆体扩张率、塑性区扩张率、径向和环向应力以及径向位移沿径向的分布关系.结果表明:压密注浆极限注浆压力以及塑性区半径随浆体扩散半径增长的速率均随土体卸荷比的增大而非线性减小;同一注浆压力下,当卸荷比小于0.8时,土体卸荷程度不同对土体内部径向应力、环向应力以及径向位移沿径向分布不产生显著影响,当卸荷比大于0.8时,注浆体周围同一位置处的土体径向应力、环向应力以及径向位移显著高于卸荷比小于0.8时的情况;同一注浆量下,相同位置处的土体径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力和稳定径向应力对应的径向距离均随卸荷程度的增大而减小,但是土体径向位移分布不受卸荷程度改变的影响;同一卸荷比下,相同位置处的径向应力,达到最小环向应力、稳定环向应力、稳定径向应力以及稳定径向位移对应的径向距离均随注浆量的增大而增大;最小环向应力值不受卸荷程度和注浆量改变的影响.     

加卸荷工况对注浆砂土–混凝土接触面剪切特性影响

土-结构物接触面力学特性一直是岩土工程领域研究的重点与热点问题之一,揭示其机理有利于促进对桩基础、挡土墙等结构物承载性能的认识。本文采用自主设计研发的注浆设备和室内后注浆试验方法,通过对三种注浆量和四种加卸荷工况下的共计28组注浆和未注浆大型接触面直剪试验,分析了不同加卸荷工况对注浆砂土-混凝土接触面力学特性和剪切影响范围的影响。试验结果表明：注浆可逐渐消除由于加卸荷产生的接触面初始剪切模量和剪切应力差异;未注浆接触面未出现软化,而注浆接触面呈现软化现象并且软化出现在剪切法向应力较小的卸荷接触面剪切过程中;后注浆主要通过提高接触面等效黏聚力以改善接触面力学特性,其对接触面等效内摩擦角无明显影响,同一注浆量下浆液对无卸荷接触面等效黏聚力的改善效果优于卸荷工况;卸荷工况下的接触面剪切影响范围略大于无卸荷工况下的接触面剪切影响范围,无论加卸荷和注浆工况,接触面剪切影响范围与接触面峰值剪切应力呈正相关;同一剪切法向应力下,浆液的注入对卸荷接触面更多的偏向于通过压密注浆形成浆块增大接触面混凝土板的粗糙度从而改善接触面剪切特性,对无卸荷接触面则通过浆液渗透形成浆土混合体从而对接触面处土体特性进行改善。