软上地基上加筋碎石垫层工作性状试验研究

通过模型试验研究了加筋和不加筋碎石垫层在软土地基上的承载特性,分析了垫层厚度、加筋材料、加筋层数、筋体布置位置等因素对垫层承载特性的影响。结果表明：垫层厚度对地基沉降影响明显,合理的垫层厚度能有效地降低地基的沉降;加筋后的碎石垫层对降低地基沉降的效果更明显,同等条件下,土工格室的加筋效果优于土工格栅;加筋层数及筋体布置位置对加垫碎石垫层承载特性有一定影响,层数越多加筋效果越好,将筋体布置在垫层下部时效果最好;加垫层能在一定程度上提高地基基床系数,其中土工格室加筋碎石垫层对提高地基基床系数效果最好。     

软土地基上循环荷载作用下加筋碎石垫层 工作特性分析

通过模型试验研究了循环荷载作用下土工格栅、土工格室及纯碎石垫层在软土地基上的承载特性;分析不同工况下沉降、桩身应变及桩土应力比随循环次数、峰值荷载的变化规律。研究结果表明:在动载条件下,加筋碎石垫层能有效地限制垫层的位移,显著减小复合地基的累计沉降;加筋后的碎石垫层强度和刚度均得到增强,能有效调节桩-土应力分布,改善碎石垫层的受力特性,大幅度提高桩-土应力比,有效减小桩身应变;同等条件下,土工格室碎石垫层对于减小桩顶沉降、提高桩-土应力比和降低桩身应变的性能略优于土工格栅碎石垫层,并随着循环峰值荷载增加,两者的作用效果更好。     

土工格室+阶梯型变截面及等截面桩复合地基承载性状对比研究

利用FLAC~(3D)数值仿真软件,建立土工格室-桩-桩周土相互作用数值仿真模型,对比分析土工格室+阶梯型变截面桩复合地基与土工格室+等截面桩复合地基的承载性状。研究结果表明:土工格室+阶梯型变截面桩复合地基的桩体平均沉降、土体平均沉降及桩土平均沉降均小于土工格室+等截面桩复合地基。     

Large-scale direct shear testing of geocell reinforced soil

The tests on the shear property of geocell reinforced soils were carried out by using large-scale direct shear equipment with shear-box-dimensions of 500 mm× 500 mm×400 mm （length × width ×height）. Three types of specimens, silty gravel soil, geocell reinforced silty gravel soil and geocell reinforced cement stabilizing silty gravel soil were used to investigate the shear stress-displacement behavior, the shear strength and the strengthening mechanism of geocell reinforced soils. The comparisons of large-scale shear test with triaxial compression test for the same type of soil were conducted to evaluate the influences of testing method on the shear strength as well. The test results show that the unreinforced soil and geocell reinforced soil give similar nonlinear features on the behavior of shear stress and displacement. The geocell reinforced cement stabilizing soil has a quasi-elastic characteristic in the case of normal stress coming up to 1.0 GPa. The tests with the reinforcement of geocell result in an increase of 244% in cohesion, and the tests with the geocell and the cement stabilization result in an increase of 10 times in cohesion compared with the unreinforced soil. The friction angle does not change markedly. The geocell reinforcement develops a large amount of cohesion on the shear strength of soils.     

大型油库CFG桩复合地基的数值研究

CFG桩复合地基近年来,已成功用于大型油罐基础的地基处理．本文以某大型油罐基础地基处理为背景,利用FLAC3D有限差分软件建立CFG桩复合地基的多桩模型,讨论了褥垫层对CFG桩复合地基的影响,以及不同桩间距下、不同加固深度下的CFG复合地基的位移响应和桩一土荷载变化规律,提出了不同桩间距下的合理加固深度．结果表明,桩间土的加固可明显改善地基性质且存在临界加固深度．     

Settlement calculation for long-short composite piled raft foundation

The mechanism of long-short composite piled raft foundation was discussed. Assuming the relationship between shear stress and shear strain of the surrounding soil was elasto-plastic, shear displacement method was employed to establish the different explicit relational equations between the load and the displacement at the top of pile in either elastic or elasto-plastic period. Then Mylonakis ＆ Gazetas model was introduced to simulate the interaction between two piles or between piles and soil. Considering the effect of cushion, the flexible coefficients of interaction were provided, With the addition of a relevant program, the settlement calculation for long-short composite piled raft foundation was developed which could be used to account for the interaction of piles, soil and cushion. Finally, the calculation method was used to analyze an engineering example. The calculated value of settlement is 10.2 ram, which is close to the observed value 8.8 mm.     

碎石垫层地基对提高建筑物抗震能力的ANSYS/LS-DYNA显式积分程序模拟分析

为了验证设置碎石垫层的地基对上部建筑物的减振性能,用ANSYS10.0软件里的ANSYS/LS-DYNA显式积分程序对两种平面框架——地基设置碎石垫层的平面框架和地基未设置碎石垫层的平面框架进行地震响应模拟分析.在程序模拟中,将碎石垫层的厚度取为1 000 mm.由于整个碎石层相对厚度很小则其每一薄层动剪切模量取等值.模拟试验结果表明,在水平地震波的作用下,地基设置碎石垫层的平面框架的最大正位移较地基未设置碎石垫层的平面框架减少了56.08%,最大负位移减少了56.72%.因此,设置碎石垫层的地基在一定程度上有助于提高上部建筑物的抗震能力.     

群桩基础优化设计及其在工业厂房中的应用

在讨论桩基承台破坏机理的基础上,给出群桩基础设计的优化方法。桩在承台上采用最优化方式布置,承台优化设计的目标函数为承台混凝土的体积,约束函数考虑承台抗剪切、柱冲切、角桩冲切和沉降等,优化设计由编制的程度完成。通过一工业厂房基础设计的实际应用表明本文优化方法高效实用,并可产生较大的经济效益。     

桩体刺入全过程褥垫层的工作特性

褥垫层是复合地基的核心构成,能协调桩、土之间的差异变形。在桩体刺入褥垫层的过程中,褥垫层的工作特性在发生变化,这方面研究还较少见。通过室内模型试验,观测桩体刺入褥垫层不同深度的桩顶压力、桩顶位移量、褥垫层的变形等试验结果,来研究褥垫层的全过程工作特性,并分析桩间土压力、桩径等对褥垫层的影响。结果表明：在桩体刺入过程中,褥垫层存在压密变形、剪切变形、压碎变形3个阶段;桩间土压力对褥垫层的整个变形过程均有影响,在其他条件相同时,褥垫层抵抗的桩顶压力、褥垫层的承载厚度均随着桩间土压力的增大而增大;桩径对褥垫层的影响主要在压碎变形阶段,褥垫层的承载厚度随桩径的增大而增大,且基本呈线性增长。     

夯实水泥土桩复合地基承载特性分析

基于夯实水泥土桩复合地基载荷试验的结果,分析了复合地基在竖向荷载作用下垫层、桩及桩间土的共同作用机理,假设桩侧摩阻力分布形状,建立夯实水泥土桩复合地基的分析模型,考虑复合地基中桩、土变形协调,提出了一种计算复合地基桩土应力比的方法.利用该方法对夯实水泥土桩复合地基在竖向荷载作用下的承载特性进行深入研究,重点分析了垫层模量、桩端持力层模量、桩土相对刚度比、桩长径比对桩土应力比的影响.结果表明:夯实水泥土桩复合地基中垫层的模量对桩土应力比的影响要远大于桩端土持力层的模量;桩长径比的增加会使桩土应力比趋于一定值,说明复合地基中临界桩长的存在;增大桩长并同时提高桩土相对刚度比能显著提高桩土应力比.     

深埋暗道CFG桩及碎石垫层复合地基变形特性

将CFG 桩复合地基技术应用于深埋暗道这类特种结构的地基处理问题,通过对具体试验工程进行现场测试以及不同厚度碎石垫层的室内模型试验研究,对深埋暗道CFG桩复合地基沉降变形进行了分析,指出褥垫层的压缩量是应该被考虑到的,沉降变形计算不能仅仅考虑针对复合地基的修正,并应同时考虑褥垫层变形的修正。利用ABAQUS有限单元法分析了不同厚度褥垫层对C FG桩复合地基桩土应力比、总沉降量、垫层压缩量和桩身轴向应力的影响规律。介绍了一种输煤暗道沉降变形监测方法,通过现场测试、室内模型试验以及有限元分析,确定了深埋暗道CFG 桩复合地基褥垫层的选用原则。     

Working mechanism of two-direction reinforced composite foundation

Based on the discussion about working mechanism of horizontal reinforcement and that of vertical reinforcement,respectively,the working mechanism of two-direction reinforced composite foundation was studied.The enhancing effect of horizontal reinforcement on vertical reinforced composite foundation was analyzed.A simplified calculation method for such two-direction reinforced working system was presented.A model experiment was carried out to validate the proposed method.In the experiment,geocell reinforcement worked as the horizontal reinforcement,while gravel pile composite foundation worked as the vertical reinforcement.The results show that the calculated curve is close to the measured one.The installation of geosynthetic reinforcement can increase the bearing capacity of composite foundation by nearly 68% at normal foundation settlement,which suggests that the enhancing effect by geosynthetic reinforcement should be taken into account in current design/analysis methods.     

刚性桩复合地基承载及变形特性试验研究

通过现场试验 ,测出了刚性桩复合地基各土层的变形、桩体的上下刺入量、桩身轴力、侧摩阻力 ,并由此得到桩土荷载分担比、应力比 .试验表明 :垫层起到了使桩土共同参与工作的作用 ,使土能够较充分发挥其承载能力 ;单桩复合地基中加固层压缩是产生沉降的主要原因 ,下卧层的压缩量很小 ,垫层压缩量占沉降的比例随荷载而变化 ;单桩复合地基首先是桩周土承担较大荷载 ,使其从局部剪切破坏开始 ,逐步向整体剪切破坏发展 ,而后随着桩承担荷载的加大 ,桩承载力达到极限而破坏 ,进而复合地基发生破坏     

大型储油罐碎石桩地基差异沉降有限元数值分析

为减少大型储油罐碎石桩地基差异沉降,采用轴对称有限元方法进行数值模拟和计算,研究了桩长、置换率、褥垫长度等参数对差异沉降的影响,及负向侧向位移与差异沉降的关系。结果表明,3个不等桩长的分布范围在某一定值时,差异沉降最小;油罐中心范围内复合地基,通过固定桩径不变,增加桩间距来增大置换率,可使复合地基在相对较小的置换率条件下获得更小的差异沉降;保持置换率不变,桩径越大（即桩间距越疏）,复合地基差异沉降越小;调整桩长、置换率对差异沉降的改变较为明显,而改变褥垫长度对其影响不大;油罐地基负向侧向位移的出现是差异沉降调整的一个重要特征。     

大粒径碎石桩快速加固软土地基试验与研究

碎石桩是快速提高地基稳定性的有效手段，大粒径碎石桩将碎石桩的适用范围扩大到了8～15kPa的软土，西江下游航道整治工程采用大粒径碎石桩以提高河堤稳定性，并通过现场大型综合试验对大粒径碎石桩的加固机理，力学参数，检验方法等进行了研究。     

透水性混凝土桩减压减震耦合抗震机理研究

透水性混凝土桩兼具散体桩和刚性桩的优点,特别适用于地基抗震。为研究其抗震机理,对地震过程中地基的加速度响应和超静孔隙水压力的长消规律等进行了数值模拟,并与碎石桩、素混凝土桩等的动力行为进行了比较分析。研究发现:透水性混凝土桩复合地基表面加速度放大系数明显小于碎石桩和素混凝土桩复合地基,而且其卓越周期仅为碎石桩和素混凝土桩复合地基的1／2,更有利于抑制上部建筑共振的发生;透水性混凝土桩除具有显著的减震效应外,还具有明显的减压效应,其高透水性使地震引起的超静孔隙水压力能快速消散,抑制了地基液化的发生。透水性混凝土桩的减压减震耦合效应还能有效协调地震期间土体的变形。     

控制差异沉降的复合桩基设计方法及有限元分析

目前以变形为控制条件的复合桩基设计理论是桩筏基础研究中的热点问题，而人为合理的调整地基土刚度和桩基支承刚度的方法是控制复合桩基差异沉降的有效手段之一。在考虑上部结构、基础和地基共同作用的基础上，利用有限元方法对竖向荷载作用下复合桩基的沉降进行了计算分析，讨论了设置变刚度垫层、改变桩长、桩径、桩距及布桩方式对基础差异沉降和内力的影响，对实际工程设计具有指导意义。     

土工格栅与碎石桩联合处理软土路基的对比

根据平面应变条件下的Biot固结理论,采用ABAQUS软件的非线性有限元方法对土工格栅加筋与碎石桩联合使用于软土路基的效果和机制进行了探讨.对比计算表明:仅在路基中加入一层土工格栅时,与无格栅相比较,路堤和路面变形可以减少;在相同固结时间内加设碎石桩后,路堤和路面的竖向变形可以大大减小,路堤的侧向位移也变小.碎石桩极大地缩短了孔隙水压力的消散时间,加快了软土的固结;碎石桩对软土起到了置换作用,可提高路基的承载力、减小路基变形,从而提高了路堤的稳定性.加设碎石桩后可以缩短路堤的固结时间,从而可以缩短工期.     

施工顺序对微型钢管桩加固既有基础变形的影响试验研究

微型钢管桩由于具有施工效率高、对周围环境友好等技术优点,被广泛应用于既有建筑物的增层改造、加固及纠偏工程中。施工顺序会影响加固或纠偏效果,甚至影响建筑物的安全,然而围绕施工顺序对微型钢管桩加固既有基础的变形特性影响的研究仍相对不足。基于透明土材料和粒子图像测速（Particle Image Velocimetry,PIV）处理技术,开展不同沉桩顺序（逆时针、顺逆时针结合、Z字形及对称形）下既有基础微型桩加固的可视化模型试验,分析加固过程引起的桩周土体位移场变化,以及不同沉桩加固顺序对既有承台的影响规律,并确定最优的加固方案。结果表明,在试验条件下,承台面下方的桩对桩周的土体有挤密作用,在承台周边压桩时,承台面下方的桩周围土体位移较小,相对于无承台情况影响范围缩小42%,最大位移缩小36%;对称加固顺序相对最优,施工过程中对既有基础的抬升位移仅为最不利加固顺序时的56%。     

长短桩复合地基受荷性状的影响因素分析

采用大型有限元软件ABAQUS,对不同褥垫层模量、厚度、短桩模量及基础上不同的荷载对刚柔性长短桩复合地基的长桩与土的应力比、短桩与土的应力比、长短桩应力比、基础沉降的影响及其规律进行了分析.数值分析表明:垫层的存在增大了地基的沉降,可调节复合地基中桩土应力的分配;随着垫层模量的增加,长桩桩身应力增加,短桩应力减小;增加短桩的刚度,复合地基的沉降减少;随着基础顶面荷载的增加,桩土应力比增大,位移差也增大.结合武汉某住宅小区的长短桩静载荷的现场监测数据,分析了工程中长桩与土、短桩与土、长短桩应力比的变化规律.数值分析和现场监测数据分析结果可为该类型地基的设计和施工提供依据.