上部结构—箱形基础—桩—地基土共同作用探讨

本文推导上部结构—箱形基础—桩—地基土共同作用的基本方程。把笔者曾经提出的桩土共同作用位移影响系数的简化公式用于分析。同时,导出刚性基础—桩—地基土共同作用的弹塑性分析的计算公式,得出一些桩土共同作用性状。最后对上海某高层建筑的桩箱基础进行实例计算,验证本文提出的方法,探讨如何提高地基受荷比和合理安排桩的布局,对降低桩基础造价具有一定意义。     

结构–桩筏–地基体系时间效应的三维数值分析

软土的非线性特性及上部荷载作用下地基的固结效应对上部结构内力分布及桩筏基础变形往往具有不容忽视的影响。不考虑上部结构刚度影响的共同作用分析常规设计方法与二维简化方法尚未全面地反映共同作用体系的实际工作机理。为此基于Biot固结理论,考虑地基土的弹塑性特性,对上部结构–桩筏基础–地基共同作用体系的时间效应进行了三维有限元数值分析。结果表明:地基的固结效应对共同作用体系的承载机理与变形协调能力具有显著的影响,共同作用体系的工作性能紧密地依赖于超孔隙水压力随时间的变化特征。同时上部结构刚度对共同作用体系的时间效应也具有不可忽视的影响。因此,在共同作用体系分析中应合理地考虑结构刚度效应和地基固结的时间效应。     

上海粉砂土地基(弹塑性模型)与高层建筑箱型基础的共同作用

在国内,尚未见弹塑性地基模型用于研究高层建筑与地基的共同作用的报导。本文最初旨在探索上海粉砂土弹塑性模型能否用在高层建筑与地基的共同作用,经过增量法的计算结果和类似地基的实测结果相比,足以表明,该模型在一些简化假定的条件下,可以分析地基与高层建筑箱形基础的共同作用,求得的地基反力和沉降与类似地基的实测结果比较接近;本模型的地基反力分布规律与弹性半无限地基模型有本质上的区别。     

格式基础计算与沉降差控制

本文提出一种考虑格式基础-土体系共同工作的计算方法.它将格式基础离散为杆元,把土作为有限压缩层分层弹性体;导出该体系共同工作平衡方程;通过方程求解和回代,得到地基沉陷、基底应力和基础内力.该法遵循现行地基基础规范,接近格式基础实际工作情况,并且不难将上部结构介入,为考虑上部结构-格基-土体系共同工作开拓了道路.同时,基于这一算法,在地基强度许可条件下,以控制沉降差来确定基础底板尺寸.从而可以有效地减小基础挠曲,降低基础内力,进而减小由沉降差引起的上部结构次内力,使整个结构体系的变形与受力趋于合理,从而优化了设计.     

121m高办公楼砂土地基桩筏基础与上部结构共同作用实测研究

本文报道了德国柏林砂土地基上一座１２１ｍ高的办公楼，采用地基土－桩筏基础与上部结构共同作用设计方法，运用弹塑性本构模型进行了数值分析，并在桩顶，桩身与筏底埋设了土工量测仪器，进行了实测研究，实测结果与数值分析结果吻合良好。     

桩—网复合地基工后沉降量的三点推算法

为适合在天然软土地基上快速建造路堤类构筑物的需要，可采用桩－网复合地基这种新型地基处理方式，但目前国内外均没有适合的计算其工后沉降量的方法。路基沉降观测曲线包含了“网－桩－土”体系共同作用的丰富而全面的信息，以此为基础，考虑桩－网复合地基的具体情况，推导了三点法计算工后沉降量的公式。分析表明，该公式计算过程简单，计算精度满足工程要求，具有实用性。     

高层空间剪力墙结构与地基（弹塑性模型）共同作用的研究

本文通过对高层空间剪力墙结构采用双重扩大子结构有限元分析，同时采用弹塑性地基模型，对高层建筑与地基共同作用进行了综合分析。通过对上海一幢有代表性的高层建筑的的大量模拟计算，探讨了空间剪力墙与地基基础共同作用的机理和全过程，研究了上部结构刚度对基础的贡献、基底反力分布以及地基变形的变化规律。并将计算结果与实测结果作了比较。     

基于上部结构-桩筏基础-地基共同作用的地基与基础变形分析

利用FLAC-3D程序进行三维数值计算,研究高层建筑的上部结构、桩筏基础和地基的共同作用问题。为此,假定上部结构的梁柱、底板为弹性结构,假定地基土材料为弹塑性材料,并符合Mohr-Column强度理论。根据计算结果,分析施工过程中地基及基础的变形特性,进而得到桩筏基础沉降分布、桩体变形、地基土压缩量以及基础沉降等的变化规律和发展过程。研究结果可为高层建筑的地基和基础设计提供理论依据。     

条形基础与上部结构,地基的联合受力分析

本文以一六层５跨平面框架为例，用非线性有限元法分析了七种地基条件下，考虑上部结构－条基－地基三部分共同作用时，条基基底反力、沉降和底板弯矩。将得出的弹塑性结果弹性结果相比较。对如何合理地设计条基提供了参考。     

基础设计中上部结构刚度贡献解决方案探讨

地基、基础、上部结构是相互作用、共同工作的统一体系中的三个部分。在目前上部结构与下部结构分别设计计算的状况下，本文利用位移法及子结构的概念，解决了上部结构荷载及刚度的传递，使上下部共同作有计算定量化，可以应用于任意复杂结构的计算。     

深基坑土钉加固的变形和力学响应

简化的力学模型无法反映基坑和土钉相互作用的实际情况,因此,运用FLAC模拟基坑的开挖与支护,并分析了基底、侧壁土体的变形响应,以及土钉在开挖和使用阶段的力学响应。结果表明:(1)开挖引起基坑变形,并导致拉伸和剪切破坏;对于拉伸破坏,应该让土钉长度超过滑移面;对于剪切破坏,可增大土钉在剪出口位置的密度;(2)随着开挖的进行,土钉所受的拉应力逐渐增大,但拉应力增量并不相同。FLAC~(3D)能够对基坑分步开挖和支护进行模拟,建立的数值模型能够反映土钉支护基坑的真实情况,为基坑土钉支护技术的设计和施工提供指导。     

不同桩土刚度比桩体复合地基模型试验研究

通过对不同桩体材料的复合地基及不同含水率地基土的复合地基竖向静载的模型试验,分析了在不同桩体刚度和不同地基土含水率的地基情况中,地基沉阵、桩土应力比及桩身应变的变化规律,对常规复合地基的适用性具有指导意义。     

设置不同材料的基础垫层减少建筑物差异沉降的理论与实践

本文提出一种设置不同材料基础垫层来减少建筑物差异沉降的方法,即在沉降小的区域设置易压缩材料垫层,以减小地基接触应力,在该区域欲增大其沉降量的部位下设置不易压缩材料垫块,以增加其附加应力,从而加大其沉降量。用有限元方法建立上部结构和基础计算模型,用分层线弹性地基模型计算地基土变形。通过上部结构-基础-地基共同作用分析获得地基土的变形值。文中给出一个实际工程例子,理论计算与现场实测值符合良好。     

硬化土本构模型在FLAC3D中的开发及应用

 基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同应力路径室内试验结果与采用不同本构模型的FLAC3D数值计算结果进行对比分析,验证硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的正确性和必要性。对比分析表明：采用硬化土本构模型的FLAC3D数值计算结果与试验结果吻合较好,而且硬化土本构模型的模型参数可从常规三轴试验获得,模型参数简单,硬化土本构模型不仅能够反映土体的非线性特性,还能够反映深基坑工程复杂的应力路径,与其他土体本构模型相比,硬化土本构模型更适合用于深基坑工程的计算分析。硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的实现,扩大了FLAC3D的适用范围,在一定程度上弥补FLAC3D在分析岩土工程尤其是深基坑工程方面上的不足。     

基坑开挖引起邻近管线变形的理论解析

基坑开挖将造成邻近地下预埋管线向基坑方向变形,针对此问题,采用弹性地基梁推导了管线的变形和内力解析式。传统的弹性地基梁模型中,在基坑开挖面施加卸载释放荷载,然后通过Mindlin解获取管线上的附加应力,详细分析了该法的不足,提出采用基坑开挖引起的土体附加变形作为弹性地基梁模型中的外部作用。分析了基坑一侧土体纵向变形适用的经验公式,并以此建立了弹性地基梁微分方程,给出了管线变形和内力的解析解,针对解析解的计算困难,进一步给出了加权残值解。考虑到实际工程为三维问题,推导了管线的扭矩求解公式,完善了弹性地基梁解答。     

宁波地区淤泥质黏土的三轴蠕变模型

以宁波地区淤泥质土的三轴蠕变试验为基础,总结并改进了Singh-Mitchell的蠕变模型,建立了适用于描述不同剪应力水平下的土体三轴蠕变模型。通过对比分析模型计算结果与试验结果,验证了该模型在描述不同剪应力水平下土体蠕变关系的适用性。该模型可为宁波地区基坑施工土体位移及其对周边环境影响的时效分析提供依据,对于同类软土的蠕变模型建立具有一定的参考价值。     

砂土循环累积变形规律与显式计算模型研究

海洋基础在上部结构风和波浪等长期循环荷载的作用下产生累积变形,易影响海上风电机组等构筑物的正常服役性能,其本质是基础周边土体的循环累积变形问题。针对该问题,开展了一系列饱和砂土在排水条件下的循环剪切三轴试验,研究了动应力比、初始密实度、初始平均应力和初始静应力比等土性和应力参数对循环累积变形的影响,发现随动应力比、初始平均应力和初始静应力比的增大及初始密实度的减小,饱和砂土的轴向循环累积应变增大。从试验数据分析来看砂土轴向循环累积应变和循环次数之间近似存在双对数线性关系。将砂土轴向循环累积应变与第一次循环轴向应变归一化能消除上述土性和应力参数的影响,进而分析了第一次循环轴向应变与土性和应力参数之间的关系,通过引入与密实度相关的砂土抗剪强度计算表达式,建立了饱和砂土在排水条件下的循环累积变形显式计算模型,适合海洋基础长期循环累积变形分析。     

冻土区桩基础冻胀过程中钢筋与混凝土黏结性能劣化机制研究

冻土区钢筋与混凝土之间的黏结性能对温度的响应更为敏感,并且桩内部因钢筋与混凝土之间的线膨胀系数差异引起的温度应力不容忽视,因此有必要对其进行研究.首先通过分析并建立计算模型,得到模型中沿桩基横截面的温度分布.接着,推导了温度应力的计算公式.然后基于弹塑性厚壁圆筒理论,推导了在温度梯度影响下钢筋与混凝土的黏结强度计算公式...     

桩承加筋土复合地基试验及稳定研究

通过设计柔性荷载下桩承加筋土复合地基室内模型试验,研究了复合地基在极限柔性荷载作用下的相应沉降规律及桩土应力变化,并探讨分析加筋垫层对地基稳定性影响。试验结果表明:增大垫层厚度,复合地基沉降增大明显,桩身沉降增大,纯砂区沉降增大,不利于复合地基的稳定性;增加土工格栅的层数对于高厚度垫层的复合地基有明显的改善效果,复合地基的沉降减小,桩身沉降增大,纯砂区沉降减小,桩土应力比增大,有利于桩承加筋土复合地基的地基整体稳定性。     

考虑基桩影响的粉砂地基深基坑流砂模型试验研究

采用自制的基坑工程渗流、渗透破坏模型试验装置,通过对水头与土体变形的观测,研究均质砂土与粉土地基基坑工程中考虑基桩影响的渗透破坏问题,揭示基坑工程土体渗透破坏模式.结合有限元数值模拟分析,从土体应力状态改变的角度研究基坑工程的渗透破坏机制,并分析基桩对土体渗透破坏的影响以及渗流对基桩受力变形的影响.研究成果表明,受渗透力的作用,围护结构底部土体首先进入塑性状态,当坑内土体形成贯通的塑性区时,即发生渗透破坏.在均质地基中,其模式为楔形体破坏.受黏聚力的影响,粉土破坏时的水头差较砂土大,同时基桩的影响也会增大破坏时的水头差.