挡墙平动模式下邻近长-短桩复合地基基坑土压力试验研究

针对邻近长短桩复合地基基坑土压力，通过室内模型试验，研究邻近长-短桩复合地基基坑开挖过程中，随着基坑侧壁水平位移的发展，基坑土压力分布曲线的变化规律。研究表明：挡墙发生位移时，短桩加固深度范围内，邻近长-短桩复合地基挡墙土压力小于天然地基条件下的土压力，短桩桩端下部挡墙土压力则显著大于天然地基条件下的土压力；在计算邻近长-短桩复合地基挡墙土压力时需考虑短桩桩端附加荷载的影响；邻近长-短桩复合地基条件下的基坑土压力可近似等效为桩间土附加应力、短桩附加应力与长桩附加应力分别产生的基坑土压力的代数和，据此建立了邻近长-短桩复合地基基坑土压力的简化计算方法。     

长短桩复合地基力学性状的现场试验

长短桩复合地基是近年来逐渐兴起的一种新的复合地基形式,但理论研究和实践仍不完善,需要进行更深入的探讨。通过长短桩复合地基的现场试验,对在刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基的沉降变形、桩顶和桩间土的应力、桩土荷载分担比及桩土应力比随荷载变化的规律进行对比分析。研究成果可为长短桩复合地基理论研究和优化设计提供有益的参考。     

水泥土桩复合土钉支护结构的工程设计

复合型土钉是目前基坑工程中常用的一种支护形式,但由于复合形式多样性和支护机理的复杂性,使复合型土钉支护结构的设计计算尚无统一规范的模式可循.一般情况下参照土钉设计模式,并根据当地工程经验进行设计计算,施工过程中加强监测,及时反馈应力和变形信息,实现信息化施工来实现复合型土钉结构的安全和稳定.本文根据河南省郑州市的工程地质条件和经验,以水泥土桩与土钉构成复合型土钉作为9m深基坑的支护结构形式,检测结果显示,水泥土桩复合土钉具有良好的工程支护性能,以及在止水、缩短工期等方面的显著效益,对同类工程具有一定的参考价值.     

爆炸法加固黄土地基数值模拟

爆炸加固法是一种快速有效的地基处理方法。应用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对条形装药黄土地基中爆炸过程进行了三维数值模拟,发现在6000μs爆炸空腔已基本稳定,条形装药爆炸产生的压力波以水平方向传播为主,装药中垂线方向爆炸产生的峰值压力与离中垂线距离呈负对数关系,土的有效影响范围半径大约为爆炸后形成的空腔半径的4倍。条形装药黄土地基中爆炸的试验表明,爆炸加固法处理效果较好,试验结果与数值模拟结果基本吻合。     

椭圆形深基坑排桩支护结构受力变形分析

椭圆形深基坑支护结构在土压力作用下,为空间受力体系,主要承受环向压应力,能充分发挥混凝土材料的抗压性能。本文采用有限元方法建立椭圆形深基坑支护结构的三维数值分析模型,模拟分析了椭圆形深基坑支护结构各主要构件在施工过程中的受力变形规律。结果表明,支护桩侧向位移沿环向逐渐变化,大圆弧处支护桩的侧向位移大于小圆弧处支护桩的侧向位移。相应地在大圆弧处和小圆环处的支护桩所受土压力和所产生弯矩剪力分布也发生较大变化。椭圆形环梁控制内力为轴力,自上而下各环梁轴力逐渐增大,各环梁轴力在环梁施加完成后的两个开挖工况增加迅速,继续开挖施工轴力增大速率则明显变缓。     

刚性基础下长短桩复合地基桩桩相互作用机制的模型试验

为了进一步了解刚性长短桩复合地基桩桩桩相互作用机制,本文通过室内模型试验,对比分析了单桩复合地基与四桩复合地基的荷载-沉降曲线、桩身轴力、桩侧摩阻力、桩土应力比和桩顶上刺入的试验结果。单桩复合地基与四桩复合地基中,各桩在位于距桩顶1/3桩长处出现轴力拐点和桩侧摩阻力中性点。但由于长桩与短桩相互作用,四桩复合地基中长桩的轴力出现第二个轴力拐点和桩侧摩阻力中性点,而短桩受到影响较小,且随着荷载的增加,短桩对长桩轴力的影响逐渐减小。     

郑州粉土基坑开挖对下卧地铁隧道的影响

针对基坑开挖导致正在服役的下卧地铁隧道产生隆起变形而影响地铁运营安全的问题,以郑州东区粉土土质情况下邻近地铁的基坑工程为案例进行研究。通过室内土工试验得到了郑州粉土的相关具体力学参数取值,并建立了基坑开挖对下卧服役地铁隧道影响的三维数值分析模型,分析了基坑开挖对下卧地铁隧道的位移影响。结果表明:基坑开挖对下卧地铁隧道竖向位移的影响远大于对水平位移的影响;郑州东区粉土土质条件下的基坑开挖对下卧隧道竖向位移的影响要远小于上海黏土土质在经历相同基坑开挖工况下产生的对隧道竖向位移的影响;使用常规分层开挖方法进行基坑开挖引起的隧道竖向最大位移值超过了郑州地铁保护标准;采用提出的施作抗拔桩并分块开挖及时堆载的方案能大幅度减小基坑开挖对下卧服役地铁隧道竖向上浮量的影响;研究成果对郑州粉土地区基坑开挖条件下的下卧服役地铁隧道保护具有指导意义。     

基于等沉降准则的长短桩复合地基承载力研究

以规范规定的单桩及复合地基承载力静载荷试验为基础,采用等沉降准则,引入单桩复合地基变形刚度概念,建立了基于沉降控制的长短桩复合地基承载力设计计算方法,对长短桩复合地基工程实例的设计计算和载荷试验结果进行了对比分析。结果表明:计算所得的长短桩复合地基承载力在试验实测值(520～624 kPa)之间,验证了所提出的设计计算方法的合理性和工程适用性。     

扩大头构件受力机理的大比例尺模型试验研究

通过开展大比例尺室内模型试验,探讨扩大头构件受力变形规律、扩大头顶阻与侧阻发挥性状及荷载承担比例、扩大头顶阻对侧阻的影响机理、扩大头上覆土体竖向位移及破坏特征。结果表明:拉拔初期,扩大头构件受力变形曲线呈线性,其承载力主要由扩大头侧阻承担,随拉拔位移增长,受力变形曲线出现拐点,扩大头侧阻荷载承担比逐步降低至30%~40%,顶阻荷载承担比增长至60%~70%;扩大头侧摩阻力在较小的拉拔位移下达到极限值,并存在软化现象,扩大头顶阻充分发挥需要较大的拉拔位移;拉拔过程中,扩大头顶部附近土体承受附加压力作用,且附加压力随拉拔位移增长变化规律与扩大头侧阻发挥规律较为一致;扩大头顶阻对扩大头侧阻发挥具有增强效应,扩大头顶阻越大,距离扩大头顶部越近,侧摩阻力发挥水平越高,侧阻增强效应越显著;扩大头对上覆土体的挤压作用,使得土体产生竖向位移的范围及破坏面逐渐向上发展,深埋扩大头构件土体破裂面在地基土内闭合,呈现为“椭球形”,浅埋扩大头构件破坏面延伸至地面,并形成三条互成约120°地表微裂缝,且扩大头直径越大,破坏面范围及地表裂缝长度越大。     

ABAQUS在计算基坑开挖变形中的应用研究

探讨了商业有限元软件ABAQUS中多孔介质弹性模型与黏土临界状态塑性模型中有关参数的物理含义和基于常规三轴试验及压缩试验成果确定模型中参数值的方法。基于e–lnp′平面中各向等压固结线、回弹线、K0状态压缩线及临界状态线间的相关关系以及修正剑桥模型,推导了K0状态下初始孔隙比与平均主应力的相关关系,并通过子程序嵌入ABAQUS的计算中。采用ABAQUS中多孔弹性模型和临界状态塑性模型相结合的弹塑性本构关系,针对某土钉支护案例的变形进行了计算。分析了支护水平位移以及地面沉降的计算结果的合理性,验证了ABAQUS数值模拟在分析计算基坑开挖变形问题的可行性。