现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量E_t0,黏聚力c和内摩擦角φ。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量E_s1-2求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量E_s1-2即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的E_s1-2为2~4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。     

稳定安全系数计算公式中荷载与抗力错位影响探讨

岩土结构稳定安全系数应为抗力之和除以荷载之和。国内外相关标准中稳定安全系数计算公式存在着5类抗力与荷载错位、不符合安全系数定义现象:(1)条分法部分条块产生的抗滑力被计入了分母,如果与滑动力相减则形成第1类错位现象,相加则产生第2类;锚杆抗力切向分量被放在了分母中与滑动力相减亦形成第1类;(2)把水压力等荷载放在了分子与抗力相减,产生了第3类错位现象;第3类分别与第1,2类作用叠加,产生了第4,5类错位现象;(3)第1类与第3类造成安全系数计算结果虚高,导致工程有时安全储备不足;第2类造成安全系数虚低,可能会导致较大浪费;第4,5类加大了公式计算结果的不确定性,其中第4类会进一步造成安全系数虚高;(4)这些错位的计算公式可修正并概化为一个统一公式。     

逢沙电排站重建工程中的软土垂直支护分析及监测

通过对一宗在深厚软土上重建电排站的软土支护咨询、分析及监测,提出合理的分析方法,特别是通过工程方法分析及数模分析,提出了一种在深厚软土上垂直支护的方法,这对今后类似工程具有借鉴意义。     

双排桩支护在某水利基坑中的应用

某水闸基坑采用双排桩支护,通过支护结构的内力、位移分析计算对MIDAS/GTS程序和理正双排桩程序进行了对比,在计算模型基本相同的情况下计算结果有较好的一致性;采用理正双排桩程序对基坑支护断面的内力、位移及前后排桩不同土压力分担系数进行了比较分析,并对分担系数影响支护结构的内力、位移的原因进行了分析;最后对支护结构的位移进行了严密的监测,对双排桩的位移特性有了初步了解,对双排桩支护设计有较好的参考价值。     

天堂山拱坝运行期变形监测数据分析

根据天堂山拱坝运行期的变形监测数据,分析了天堂山拱坝运行期坝体和左岸坝肩的变形情况。变形监测成果表明,拱坝坝体水平位移变形与库水位相关性较强,坝体沉降变形较小,左岸坝肩F18断层带运行期向下游位移略有增加,后期需加强监测。     

基于地基沉降计算新方法对地基压缩层深度的研究

总结了目前现有地基压缩层深度的计算方法,并利用杨光华提出的地基沉降计算新方法对地基的压缩层深度进行分析。通过工程实例对对各种计算方法进行比较,分析地基压缩层深度的合理确定方法。     

复杂环境下地下过街隧道的工法比较

某地下过街隧道周边环境复杂,且跨度大、长度短,本文对明挖法、暗挖法(管幕法)、顶管法这三种工法分别进行了介绍和比较,确定了最优化的工法及方案,对类似设计具有一定的参考价值。     

盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌内水压下破坏机理试验研究

利用1∶1原型试验对盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌在内水压下的受力变形规律及破坏模式展开研究。试验结果表明,盾构管片接头是双层衬砌抗拉薄弱位置,内衬环面临近管片接头处首先产生裂缝然后逐渐接近均匀分布;盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌受力破坏过程可以大致分为4个阶段：(1)线弹性阶段,该阶段衬砌受力变形随内水压的增加线性变化;(2)内衬开裂阶段,内衬开裂后钢纤维发挥桥接作用,内衬环向抗拉刚度逐渐降低,盾构管片分担的内水压比例逐渐上升,内衬轴力逐渐由钢筋承担;(3)内衬开裂稳定阶段和接头损伤阶段,该阶段内衬残余刚度趋于稳定,管片分担的内水压比例不再增加,随后部分管片接头对应混凝土出现压损,管片抗拉刚度下降;(4)衬砌破坏阶段,内衬钢筋逐渐屈服,最终部分盾构管片接头出现严重破坏。原型试验的结果揭示了盾构–钢筋钢纤维混凝土双层衬砌在内水压作用下的破坏过程和机理,可为工程实践提供参考。     

高级切线模量法及其在地基沉降计算中的应用

切线模量法方法简单、参数少，易于工程应用，研究表明在计算常规尺寸的基础时具有较好的精度，而对于筏板这样的大尺寸基础时，当计算深度较深时，存在计算沉降偏大的问题。为此提出了考虑初始切线模量沿深度增大的高级切线模量法，通过与实际工程案例和小应变有限元数值计算方法结果比较，高级切线模量法能更符合实际，进一步发展完善了切线模量法。     

盾构隧洞复合衬砌的荷载结构共同作用模型

盾构隧洞复合衬砌用于承受高内水压力是一种正在被应用的新型结构,计算这种结构的受力目前还缺乏有效的实用方法。文章采用荷载结构法,分别计算围岩、各层衬砌结构单独承担内水压力时径向位移与内水压力关系,然后根据围岩和各层衬砌径向位移变形协调条件确定复合衬砌各自分担的内水压力。各构件分别承担的内水压力之和即为复合衬砌承担的内水压力,再叠加上隧洞外围岩水土压力所能平衡的内水压力,即为总的能承担的内水压力。用这种方法初步分析了已建的工程和与有限元方法的结果进行了比较,结果较为一致。该方法力学概念明确,计算简便,可为分析这种结构提供一种简便实用的计算方法。