川渝红层软岩水平互层对桥梁扩大基础承载力影响有限元分析

目前在川渝地基桥梁扩大基础的设计施工中常常会遇到红层软岩互层地基这一特殊情况,本文对川渝地区红层软岩水平互层对桥梁扩大基础承载力影响进行有限元分析,得出了相关结论,可作为相关工程实践有益的参考。     

高速铁路红层软岩路基时效上拱变形机制研究

红层软岩地区高速铁路路基在运营期出现持续上拱变形,已成为当前阻碍我国高速铁路发展的又一关键因素,为揭示引起红层软岩地基时效性上拱变形机制,以西南地区某典型红层软岩深挖路堑路基上拱变形病害工点为依托,在现场工程地质与水文地质调查分析的基础上,结合基底地应力测试、红层软岩的吸水膨胀性试验和不同水理条件下的蠕变性试验结果,从地基岩体赋存的水、力环境、红层泥岩的时效性膨胀特性和水-力耦合蠕变特性角度,建立红层软岩地基分层变形机制模型,并系统分析地基短期、中期和长期上拱变形机制和特征。研究成果表明:(1)上拱区段属红层泥岩夹薄层砂岩的近水平地层结构,开挖法向卸荷引起浅层岩体微观裂隙松弛而视显,深层岩体仍为完整,地基岩体水平切向应力显著增大导致路基变形具有明显的结构效应;(2)侧向约束轴向自由下,红层泥岩吸水的时效性变形特征与其岩性及结构特征有关;(3)红层泥岩在低应力状态下即表现出典型的三阶段蠕变变形特征,且轴向应力越小,蠕变应变比越大;(4)水-力耦合作用下红层泥岩蠕变特性更为显著,大量级卸荷情况下上拱蠕变显著增大,蠕变稳定持续时间增长;水汽-力耦合作用下仍会出现显著的蠕变变形,蠕变稳定持续时间更长,总蠕变应变相对减小;(5)根据不同层位岩体的变形机制,将红层软岩地基划分为大气影响层(C1)、水汽-力耦合变形层(C2)、水-力耦合变形层(C3)和水-力耦合封闭层(C4)。路基短期变形主要由C1层岩体引起、中期变形由C3和C4层岩体引起、长期变形由C2层岩体引起。研究成果可为红层软岩地区高速铁路路基时效性上拱变形风险评估、预测及工程控制措施的设计提供理论支撑或参考。     

复合地基调平前后在水平力及偏心荷载下性状分析

采用MIDAS-GTS有限元软件,模拟了复合地基的6种模型。首先保证刚性桩总体积相同,在竖向均布荷载下,通过调整群桩桩长使其基础整体受力均匀后调平基础,对比模型的4种调平方案,选出最佳的调平模型;然后采用群桩的最佳调平模型在筏板上进行水平力及偏心荷载下的等效受力计算,同时采用基础调平前(等刚度布桩)的计算模型在水平力及偏心荷载下进行受力计算;最后对基础调平前后的差异沉降、弯矩大小与群桩的轴力、弯矩进行了对比分析,得出刚性桩复合地基变刚度调平前后筏板与群桩的受力变化规律,为优化复合地基变刚度桩的研究工作性状提供了参考。     

输电线路掏挖基础承载特性离心机试验研究

掏挖基础是输电线路建设中广泛采用的基础型式,但对其复合加载承载特性的研究较少。针对不同荷载工况下坚硬黏性土地基中掏挖基础承载特性,开展离心机模型试验研究。结果表明,单独上拔荷载作用下,地基破坏模式受基础埋深比的影响,浅及深埋的临界埋深比在2～3范围;水平荷载作用下,对于高露头基础,随着露头高度增加水平承载力明显降低;对埋深比为2的无露高基础,先施加水平力会使其极限上拔承载力有所提高,施加的水平力越大,基础抗拔能力越强;对埋深比为2的有露高基础,在施加相同水平荷载和相同弯矩2种情况下,基础的净峰值抗拔力与无露高基础HV组合加载时的抗拔承载力相差均小于10%,即高露头产生的弯矩对HV组合加载时基础上拔承载力的影响相对不大。所得结论可为不同荷载工况下输电线路掏挖基础设计提供一定参考。     

独立基础偏心荷载下地基冲切力的精确计算

柱下独立基础偏心荷载作用下,《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)采用简化公式计算地基冲切力,即忽略地基净反力的实际分布,而简单地采用基础边缘的最大净反力进行计算。考虑偏心荷载作用下地基净反力分布变化,假设地基净反力为线性变化,推导了地基冲切力的精确计算公式,并对目前《规范》简化计算公式进行了误差分析。算例结果表明,冲切力简化公式虽然偏于安全,但其计算误差主要随着基础有效高度、地基最大和最小净反力的差值而变化,最大误差可能达到15%以上。当独立基础有效高度较小、地基净反力变化较大时,需要根据地基冲切力的精确计算公式进行基础高度设计。     

复合加载条件下筒形单基础极限承载力分析

筒形基础广泛应用于海洋工程,由于海洋风力、波浪等共同作用,使得传统的地基承载力理论难以分析复杂荷载条件下筒形基础的极限承载力。借助ABAQUS有限元数值软件,基于等比例位移加载模式,对饱和软黏土地基上筒形基础在水平荷载H、弯矩荷载M复合加载条件下的极限承载力进行了分析。计算分析结果表明,筒形基础在H-M荷载空间中的承载力包络面呈非对称性,水平荷载和弯矩荷载发生耦合作用,两者同向时承载力包络面增大,异向时承载力包络面减小,筒形基础埋深比的增大使得承载力包络面的非对称性越强;通过对荷载作用点的位置修正,有效减少水平荷载和弯矩荷载的耦合作用,使不同埋深比的筒形基础在H-M荷载空间中的承载力包络面对称分布,归一化后承载力包络面形状一致,采用曲线拟合得到承载力包络面的表达式,该公式可方便计算复杂荷载作用下筒形基础的承载力。     

相邻矩形板基础与地基共同作用的解析分析

为了计算相邻基础板之间的相互影响,基于四边自由矩形板理论,对地基上的相邻基础与地基共同作用进行分析,在四边自由板在外荷载、地基反力和板边广义位移共同作用下产生的位移解基础上,通过建立基础板与地基之间的力与位移协调方程,得出相邻基础与地基共同作用的解析分析方程。并通过与试验数据对比验证该方法的可靠性,在此基础上对相邻基础不同间距情况下的共同作用进行计算比较,结果表明相邻基础的荷载对于基础沉降、地基反力的分布、基础板的弯矩等都有较大的影响。最后给出相邻基础距离与基础宽度比对共同作用沉降计算结果的影响系数。     

大直径旋挖嵌岩灌注桩水平荷载试验研究

桩在水平荷载作用下的受力性状,是一个复杂的桩土相互作用过程。结合工程实例,实测得到了水平荷载作用下大直径嵌岩灌注桩桩土共同作用时的工作性状,分析了桩体水平力—位移—时程关系、水平力与位移梯度关系、临界荷载、地基土的水平抗力比例系数、桩身应力分布以及弯矩随桩长分布。试验结果可为今后同类桩的设计与研究提供参考。     

红层软岩变形特性及基床系数取值试验研究

岩体变形特性及基床系数与基础内力、最终变形量和变形的均匀性直接相关,合理确定基床系数值对高层特别是超高层建筑至关重要。以成都市某超高层建筑论证为依托,针对建筑物持力层中风化泥质软岩,在井下平洞内进行不同压板尺寸和形状的平板载荷试验,并取得原位试样进行室内岩块单轴抗压强度、常规三轴压缩试验和直接剪切试验,根据室内及原位试验资料分析了岩体单轴抗压强度、弹性模量、承压板尺寸与基床系数的关系。结果表明:地基基床系数具有随地基岩石单轴抗压强度增加而增加的趋势;较小承压板试验数据离散性较大,较大压板试验数据离散性较小;如果红层软岩基床系数按照规范建议的黏土或砂土经验公式进行修正,会引起较大误差;红层软岩(中等风化泥岩)地基的基床系数与载荷板尺寸间呈双曲线型经验关系,据此建议对建筑物红层软岩地基基床系数进行修正;对红层软岩采用500mm方形承压板试验获取的基床系数离散性较小。     

加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔试验

通过3个直柱扩展基础在风积沙和加筋风积沙两种地基条件下的上拔荷载、上拔和水平力组合荷载6个工况的现场试验,研究风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔承载性能和机理。试验结果表明:①上拔荷载下,风积沙和加筋风积沙地基均呈整体突变性破坏;②上拔和水平力组合工况下,风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础的水平荷载主要由基础自重承担,水平位移决定了基础抗拔极限承载性能;③土工格栅可提高风积沙地基抗拔和抗水平力承载性能,上拔、上拔和水平力组合工况下基础的上拔极限承载力较风积沙地基分别提高了21.7%和32.8%。     

桥梁下部结构内力计算概述

对盖梁内力、墩柱内力、桥墩桩基础内力、桥台内力等中小桥梁结构的各部分内力组合计算进行了简单的概括总结,并介绍了斜交桥墩台内力的几种计算模式,以供桥梁下部结构设计参考。     

双侧盾构平行推进对邻近深大桥基的影响分析

以南京纬七路高架桥工程为背景,分析了双侧平行盾构推进时对近邻高架桥桩基的竖向位移、水平位移和轴力的影响,研究了双侧盾构推进时合理的盾构推进间距。分析结果表明：近接桩基施工所引起的地表沉降、桩基水平位移和竖向沉降以及桩基轴力增量均不大,小于相关规范规定;双侧盾构推进合理推进间距为80m～100m。     

对桥梁桩基试验和检测的研究

在现代经济的带动下,桥梁建筑工程发展的也越来越壮大,桥梁建设的项目也越来越多。目前,桥梁建筑已经步入了一个新的阶段。本文就桥梁桩基试验和检测的基本概况、桩基的分类以及相关的检测方法做了一些阐述,希望对大家有所帮助。     

公路小桥涵特殊地基处理方法的探讨

根据多年的设计经验和有关技术资料,提出公路桥涵特殊地基应采取加大地基密度、改变地基土应力分布与变形条件、改变地基土性质等措施,从而保证桥涵基础有足够的承载力。     

地铁明挖车站军便梁变形监测

重点讲述了北京地铁车站军便桥梁变形监测的方法及施工中桥面对行人行车的安全,介绍了测点布设、所用仪器及观测方法,最后通过数据整理绘制变形曲线图分析当前监测情况,以指导军便梁架设施工。     

浅谈桥梁桩基旋喷补强的工程应用

通过介绍旋喷补强方案加固桥梁桩基的应用实例,旨在提出这种方案的可行性,为工程施工中类似问题的处理,在技术、经济、工期等多方面比较时,拓宽一种思路。     

V型墩连续刚构桥基础刚度及合龙方案的探讨

以大跨度V型墩连续刚构桥——杨林塘大桥为工程背景，对该类桥型设计过程中遇到的问题进行了分析探讨，得到如下结论：采用土弹簧法或弹性系数法模拟群桩基础比较合理，中跨合龙时采用2500kN的预顶力，可以使结构内力分布更合理。     

浅基桥病害分析及工作建议

根据陇海铁路灞河大桥的概况，分析了大桥坍塌原因及浅基桥的形成原因，介绍了浅基桥的防护方法及各种方法的利弊，提出了对浅基桥的工作建议，以改善铁路运营条件。     

桥梁桩基穿越多层岩溶地段的钻孔技术

总结了水富—麻柳湾高速公路部分岩溶地区桥梁桩基钻孔的施工经验,阐述了在岩溶地质条件下穿越多层溶洞钻孔施工中的偏孔防治及穿越尺寸较大且填充物为流塑状物的溶洞的处治方法,从而使桩基础满足设计要求。     

有关桥梁桩基试验与其检测探索

桥梁检测在桥梁的维修和养护工作中具有重要作用,桥梁维修和加固方案的制定以桥梁检测为基础。本文从桥梁桩基静载试验内容、常用检测技术和桥梁桩基静载试验三个方面,对有关桥梁桩基试验与检测进行了探索。