PC工法桩在基坑支护中的研究及应用

PC工法桩(钢管桩与拉森桩组合)是通过连接企口将钢管桩与拉森桩连接成整体可回收式钢质连续墙体,具有较强的抗弯性和抗断性。通过西子智慧产业园项目基坑围护工程实例,介绍PC工法桩在基坑支护中的应用。     

粘弹性准饱水岩层中地震波的传播

从工程实践出发，采用粘弹性两相介质模型，详细研究了地震波在准饱水岩层中的传播问题。由于此模型不但考虑了岩层骨架的粘性，而且考虑了饱和度对地震波传播的影响，从而可以全面地了解地震波在准饱水岩层中的传播特性。该模型比以往研究地震波的模型更具合理性。采用数值算例对饱和度、频率、含水量对地震波的波速和衰减系数的影响进行了细致的分析，并得出了一些重要的结论。     

基于修正Masing准则的萧山软黏土动应力-应变关系研究

地震、波浪、交通等不排水循环荷载的作用将引起土体孔隙水压力上升,从而使土体的刚度、强度发生软化现象,以往对软粘土动应力-应变关系的研究大都忽略循环软化的影响。采用Masing准则及其修正来描述软黏土的动应力-应变关系往往与实际偏差较大,主要是因为该准则未能考虑软黏土的循环软化特性。通过对萧山软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环次数、循环应力、偏应力对萧山软黏土的循环软化特性的影响。通过对每次循环中的刚度进行无量纲化得到量纲一的刚度Gsec/Gmax与循环应变幅值εs的关系曲线。研究结果表明,当循环应力较小时,Gsec/Gmax-εs曲线由硬化及软化两部分组成;当循环应力大于58kPa时,该曲线仅表现为软化特性。在试验基础上得到量纲一的刚度软化模型,该模型可体现每次循环过程中的刚度软化规律。同时,基于修正的Masing准则,结合循环软化模型,得到考虑循环软化特性的萧山软黏土动应力-应变关系曲线。     

隧道围岩压力运动单元上限有限元计算方法

针对隧道围岩压力与破坏模式问题,应用刚体平动运动单元上限有限元方法（UBFEM-RTME）与程序开展计算分析,获得了支护反力系数N_γ及N_c上限解曲线图和围岩有效间断线网破坏模式及其演变规律。与多种基于假定破坏机构的刚性块体上限法及模型实验结果进行对比分析,验证了UBFEM-RTME方法获得的支护反力上限解为极限分析上限理论框架内的较优解答,并且N_γ及N_c上限解与太沙基围岩压力解答变化趋势基本一致。除N_γ及N_c上限解外,UBFEM-RTME方法获得的隧道围岩有效间断线网破坏模式存在多种形态特征,大致涵盖了既有文献关于围岩破坏机构假定的多种型式,体现出该方法能摆脱假定破坏机构的限制,应用于隧道围岩压力求解具有良好适用性。     

稳态荷载下轴对称成层饱和粘弹性地基动力响应

基于Biot动力固结方程,完整地考虑了水和土体的惯性作用和耦合作用,利用Hankel变换求解了下卧基岩饱和粘弹性地基的稳态振动问题,得到变换域内的解。通过数值Hankel逆变换,得出不同频率下地表最大竖向位移曲线。结果表明,地基竖向振幅随半径波动衰减,荷载频率对其有较大的影响,粘弹性土体竖向振幅随半径变化要比弹性土体小。     

软土地区地铁盾构穿越对城市立交桥的影响分析

地铁盾构施工常需从既有建筑基础下穿越,如何确保上部建筑安全是施工中的难题。本文针对杭州地铁1号线双线盾构隧道下穿涌金立交桥的影响问题,采用FLAC3D有限差分软件对其进行了模拟和分析。首先,建立FLAC3D地层结构模型,再模拟双线盾构隧道推进过程中引起的涌金立交AC(西)匝道桥、主线桥、环道桥桩基沉降,最后,建立Midas civil荷载-结构模型,在最不利差异沉降工况条件下,对上部桥梁结构的附加内力及变形进行验算。验算结果表明,本工程各项指标均满足规范要求,结构强度及刚度安全储备较高。分析结果对工程提出了相关建议,为以后相关工程的设计与施工提供参考。     

方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响

为研究方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响,以某桥梁承台基坑为依托,采用数值分析手段,通过现场实测对选用参数进行验证,依托选用参数拟定不同平面尺寸计算工况,通过地层应力与桩后土压力变化分析其尺寸效应;通过对比长短桩围护结构与等长桩围护结构的变形受力差异,探明尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响。结果表明：当方形基坑尺寸较小时,在坑边一定距离处会形成连续、封闭的“类圆形”拱区域,存在与圆形基坑中环箍效应相似的“类环箍效应”,算例表明该效应在边长大于18.0 m后环箍断开,效应消失;当拱区域封闭为环箍时,围护结构桩后土压力显著降低,当其不封闭时,土压力增长,坑边中部桩后土压力增长量大于坑角处;长短桩围护结构的支护效果在尺寸效应越强的方形基坑中降低越少,基坑的尺寸效应对其变形及稳定有利,算例中边长小于等于14.4 m的基坑可充分利用其尺寸效应,采用长短桩代替等长桩围护,做到绿色环保。     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明：满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%~20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4~0.45倍基坑深度。     

可液化地基单桩基础离心机模型试验的三维数值分析

文章通过三维水土耦合动-静一体有限元程序DBLEAVES对饱和砂土地基（Dr=40%）单桩基础的离心机模型试验进行模型试验相对应的原型三维有限元数值模拟和分析。对比分析小震（峰值加速度0.08g）和大震（峰值加速度0.47g）情况下的土体加速度、超静孔隙水压、沉降位移以及桩身弯矩等变化规律。其中,地基土的性质采用应力诱导各向异性的交变移动弹塑性模型模拟,基桩采用弹性梁单元模型模拟。结果表明：①超静孔隙水压会“隔断”振动波的传递,当土体接近完全液化时,土表面峰值加速度会明显小于输入波峰值加速度,而当超静孔隙水压比较小时,土表面加速度相对于输入波则可能会放大;②地震时所达到的最大超静孔隙水压比是地基土沉降量的主要因素之一,且一大部分沉降发生在震后的孔压消散期;③数值模拟与模型试验结果的对比分析表明,交变移动模型可以较好地反映土体在交变荷载下的动力响应特性,验证了所采用的DBLEAVES程序和有限元方法的有效性。     

饱和土中单排弹性桩对平面S波的屏蔽

基于饱和土弹性波动方程,考虑土体和水耦合作用的影响,分析了全空间均质饱和土中弹性排桩对入射平面S波的散射。将入射波和散射波的势函数展开成Fourier-Bessel函数的无穷级数的形式,利用一组圆柱坐标系统和加法转换定理,通过施加桩土界面处的连续条件,求解出待定散射系数,进而得到饱和土体中任意点的位移和应力。根据算例考察了饱和土的渗透系数、桩数量和桩间距等对排桩屏蔽效果的影响,并和单相弹性土体中排桩的屏蔽效果作了对比,得出了一些有意义的结论。