任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基一维固结模型

以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获得了其时域内的理论解,并分析了梯形循环荷载及施工荷载作用下相关参数对固结沉降的影响。研究结果表明:循环荷载作用下,黏土地基的沉降变化呈振荡增长,且振荡幅值随着边界透水性的增大而增大;分数阶次α增大,使固结前期沉降速率减慢,而在固结后期,α值对沉降的影响正好相反;循环荷载下沉降变化曲线的振荡幅值随着分数阶次α的增大而减小。此外,一维固结沉降的发展还与土体力学参数及荷载参数相关,弹性模量E越大,最终沉降量越小;黏弹性体的延迟时间F越大,固结沉降变化越慢。     

循环荷载作用下粘弹性地基一维固结沉降

针对单层粘弹性地基模型,对循环荷载作傅立叶级数展开,求得循环荷载作用下不透水（透水）边界饱和软粘土一维固结沉降解析解。通过固结沉降分析,结果表明：在循环荷载作用下,地基中各点的沉降相对荷载有滞后发展现象,流变性越大,滞后越明显;相对于弹性地基,粘弹性地基的沉降要大,达到稳定的时间越长。流变性对固结的作用主要发生在中、后期。     

任意荷载下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结

将分数阶导数理论引入Kelvin–Voigt模型,来描述黏弹性饱和土体的力学行为。对饱和土体一维固结方程和分数阶导数Kelvin–Voigt本构方程实施Laplace变换,联立求解得到变换域内有效应力和沉降的解析解。采用Crump方法实现Laplace数值反演,获得了任意荷载情况下物理空间内一维固结问题的半解析解。并将指数荷载情况下分数阶导数模型退化到黏弹性情形,结果与已有文献解析解相同,验证了本研究提出任意荷载情况下分数阶导数黏弹性解的可靠性。最后,分析了相关参数对固结沉降的影响。研究表明,任意荷载情形下分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结发展过程与黏滞系数和分数阶次有关,分数阶次越大,固结沉降发展越快;黏滞系数越大,固结沉降变化越慢;荷载变化趋势与由荷载参数变化引起的沉降变化规律是一致的,且最终沉降量一致。本研究有助于深入认识分数阶黏弹性饱和土体的固结行为。     

荷载对软土次固结影响的试验研究

现有计算软土次固结变形的常用方法是不考虑荷载对其影响的。大量的试验表明荷载对次固结有较明显的影响。本文对次固结变形与荷载的关系进行了较详细的探讨,并着重研究了正常固结土的次固结特性,且对其规律进行了总结和分析。结果表明:对超固结土,次压缩系数随荷载增大而增大;对正常固结土,次压缩系数随荷载增大而减小。在此基础上提出了正常固结土次固结沉降量随固结压力变化的计算方法。     

欠固结土中单桩负摩擦效应研究

本文针对桩土工后沉降引起的负摩擦效应,建立了桩和土体协同作用的三维计算模型,对桩土沉降过程进行了内力和变形计算,分析了不同欠固结土厚度和桩顶荷载对负摩擦效应的影响。计算结果表明在欠固结土厚度为定值时,桩侧负摩阻力随桩顶荷载的增大而减小,桩顶荷载越大,"中性点"位置越靠近地面(即上移),欠固结土厚度越大,"中性点"位置越远离地面(即下移);桩体轴力分布沿桩身呈现先增大后减小的趋势,轴力最大值对应桩侧摩阻力为零的位置,即桩体中性点位置;在桩端部位存在摩阻力的增强效应,受桩顶荷载大小的影响,轴力在桩端部位的变化幅度较大。随着欠固结土厚度的增大,土体的沉降量也逐渐增大;随着桩顶荷载的增大,土体的沉降量也逐渐增大,但欠固结厚度对于沉降量的影响大于桩顶荷载对于沉降量的影响。     

长江口软土的次固结特性试验研究及应用

对长江口淤泥质软土进行一系列固结实验,研究了荷载、超固结比、土性指标等对软土次固结系数的影响,得出了该区域软土的次固结特性及不同土层的次固结系数。试验结果表明:次固结系数与荷载有关,且随着荷载的增大先增大后减小,最后趋于平稳;次固结系数与最大固结压力有关,且随着超固结比的增大而减小;次固结系数与压缩指数的比值近似为常数0.031;次固结系数与初始孔隙比及初始含水率呈线性关系。提出了一种考虑主次固结同时发生的沉降计算方法,并通过所得次固结系数对横沙围堤进行了沉降预测,与现场监测吻合较好。所提出的计算方法更符合工程实际需要,具有很好的实用价值。试验所得的相关参数及结论对研究长江口软土特性及后期工程的沉降预测具有一定参考意义。     

基于指数法的分级填筑路堤沉降预测方法研究

在传统指数曲线拟合法基础上,提出一种软土地基上路堤分级施工情况下沉降预测新模型。该模型考虑了土体变形的非线性和固结性质随荷载的变化,将沉降拟合方程中的待定参数在两个不同荷载级中分别确定:利用有较长预压期的前一级实测沉降确定与土的固结性质有关的参数,其它参数则由需预测沉降荷载级中较短预压期内实测沉降确定。工程实例表明,本文模型预测的沉降与实测值有很好的一致性,可实现沉降的及早预测。     

粘弹性软土中盾构隧道的长期沉降

本文将列车荷载等效为矩形循环荷载,采用Merchant三元件模型模拟土体粘弹性,得到相应的粘弹性本构模型,并采用迭代递推方法考虑固结过程中土体渗透性的变化,得出了列车荷载作用下局部渗漏隧道的超孔压解析解,进而获得长期地表沉降解析解。通过预测地表沉降值与非线性固结解析解预测值和上海地铁实测沉降数据的对比,验证了上述解析解的合理性。分析结果表明:在长期沉降分析中,土体的粘弹性表现十分显著,同时列车荷载加剧了隧道的地表长期沉降;隧道衬砌渗漏程度与地表沉降增加量呈正相关。     

关于基础设计竖向荷载取值的看法

一、基础设计竖向荷载的取值 我们知道，地基土的沉降变形由瞬时沉降量、固结沉降量和次固结沉降量组成，其中瞬时沉降量通常所占比例较小，而固结变形和次固结变形存在明显的时间效应。因此，在对地基基础进行竖向承载力验算时，应以恒载与活载的组合为主，同时适当考虑风载和地震作用的影响较为合适。具体地说，就是在不须抗震计算的工程中，     

长期反复荷载作用下软黏土地基的变形特性

软黏土地基在长期反复荷载作用下容易产生变形大、沉降时间长且难于预测等问题。针对该问题,通过太沙基一维固结理论,求解了矩形及梯形反复荷载作用下软黏土地基的一维固结解析解;利用ABAQUS有限元软件,提出了一种反复荷载作用下软黏土地基长期固结变形的数值分析预测方法。利用该方法结合工程实例详细分析了反复荷载下软黏土地基沉降、孔隙压力和有效应力及孔隙比等随时间的长期发展变化规律,发现沉降量与反复荷载的水平加载段时间成正比;孔隙水压力的最终发展趋势是围绕0值上下波动;有效应力随着加载次数逐渐增加;孔隙比的变化与土层深度、加载大小与加载次数有关,并将不同荷载类型下的模拟值、理论值和实测数据进行了分析比对,发现等效的反复荷载下的沉降曲线与实测值吻合较好。     

吹填土地基真空预压加固过程分析及有限元研究

通过对吹填土地基的形成和真空预压加固吹填土过程的分析,得出吹填土地基在真空预压前为欠固结土,土体中存在由吹填土有效自重产生的超孔压,在插板期间会产生固结沉降.现场检测的插板期间(插板期为15～20 d)产生的固结沉降达到真空预压总沉降的1/3～1/2,不能按照正常固结土的方法进行计算,应考虑插板后超孔压消散引起的固结沉降.提出在进行有限元分析时,荷载由真空荷载和吹填土有效自重2部分组成,并提出荷载的施加方法.同时对真空度在排水板中的传递规律进行研究,采用非线性本构关系,编制适合于吹填土地基的有限元程序,对真空预压法加固吹填土地基整个过程进行有限元分析,对比计算结果与实测结果表明,该方法较好地反映实际工程沉降及孔隙水压力的发展趋势.     

CFG桩复合地基固结计算研究

CFG桩复合地基常用于高速公路桥头或构造物等行车重要路段的软基处理,以达到消除桥头跳车的目的,对工后沉降要求较高。开展CFG桩复合地基固结理论的研究,对于计算其固结沉降,预测工后沉降,具有一定的应用价值。文中基于谢康和的双层地基固结理论,对路堤荷载下CFG桩复合地基的固结问题进行了初步探讨。     

土体固结沉降的ADINA分析

采用非线性分析软件ADINA建立地基土体固结沉降的有限元模型,分析研究了均布荷载作用下建筑地基的沉陷规律和水平位移变形,并且通过对地基沉降和水平与竖向位移的分析计算,验证了运用ADINA软件对土体的固结沉降进行分析的可行性。     

淮河干流香浮段疏浚泥固结度室内试验研究

针对淮河干流香庙—浮山段高含水率疏浚泥进行了能够测试底部孔压的一维固结试验,研究了土样变形和底部孔压随固结时间的变化规律,探讨了基于太沙基固结理论建立的变形时间曲线法(Casagrande法)和超静孔压消散法得到的两种固结度的差异性状。结果表明:Casagrande法判断主固结完成时,超静孔压消散没有完成,残余超静孔压约为荷载增量的10%～20%;随着竖向荷载的增加,利用两种方法确定的主固结沉降的差异程度随外加荷载呈半对数线性变化;以真空排水工法为例,分析了基于Casagrande法和超静孔压消散法得到的主固结沉降差异程度。     

交通荷载作用下软粘土路基沉降有限元分析

通过应用Biot动力固结有限元程序对交通荷载作用下软土路基条件下的沉降进行了有限元模拟,揭示了沉降过程中软土的动力固结规律,得出了比较接近实测值的计算结果,对于指导路基施工具有一定的意义。     

软土地基填海机场堆载预压沉降预测分析方法

软土地基填海机场的沉降预测是机场建设所需重点关注的问题。基于厦门某在建机场,通过研究对比实测沉降曲线拟合法、有限元分析法和一维固结理论解析法三种计算软土地基堆载预压期的沉降量及平均固结度,并对目前机场地基固结度进行评价。结果表明：三种预测方法计算得到的沉降量及固结度差异不大,均能够很好预测机场地基堆载预压效果;三种方法的计算结果与实测沉降曲线较为一致,其结果可以相互比较,以用于研究软土地区沉降发展规律;机场在建区域在最后一级堆载预压荷载作用下的平均固结度超过90%,主固结沉降已基本完成。     

浙沪软土地区摩擦群桩的沉降分析与控制

针对浙沪软土地区常用的预制摩擦群桩，从群桩荷载传递机理及破坏模式、桩位布置、试桩荷载沉降曲线、固结及施工影响等方面，分析影响群桩沉降的诸因素。据此，归纳提出控制沉降的原则。     

软土地基一维非线性固结沉降的研究

考虑软土地基一维非线性固结特性,探讨软土地基一维非线性固结沉降问题。在软土地基上修建构筑物,软土地基受到外荷载的作用,会引起较大的沉降变形。在一定的条件下,按太沙基线性解所得固结度比非线性解要高出51%,这是对工程十分不利的。     

滨海相淤泥地带地基处理方案优化分析

滨海地带地质条件复杂,新建主体育馆荷载大,且地层中有较厚淤泥和淤泥质土。存在固结沉降和次固结沉降,文中介绍整个场区软基处理方案的优化分析过程,最终确定采用插板排水堆载预压方案,工后沉降和差异沉降得到了良好的控制．使地基承载力满足了设计要求。     

深圳软土变形特性与工后沉降

根据软基处理工程实测资料研究深圳软土的固结变形特性 ,给出了深圳粘土卸载后的次固结系数的计算式。结合一系列次固结试验提出了卸除超载后软基在永久荷载下的工后沉降的分析方法。结果表明 ,对于深圳软土 ,室内试验得到的固结系数和压缩指数与实测推算的相关指标是相近的。超载预压通过减小次固结系数和推迟次固结发生时间来减少一定时间内软基的次固结沉降