低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结计算方法

针对低标号混凝土芯砂石桩复合地基这种软土地基处理新工法,建立了相应的考虑双面半透水边界条件固结计算模型;同时为考虑下卧层与加固区的孔压连续问题,基于双层散体材料桩复合地基固结理论和低标号混凝土芯砂石桩复合地基的特点,将低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结问题转化为等效双层地基固结问题,采用解析法推导计算公式并得到相应的解析解。两种模型得到的超静孔压消散规律、固结度随时间增长规律与由现场实测数据推导出的规律相似,验证了本文提出的加固区模型和双层地基法在低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结计算中的可行性和适用性。     

连续排水边界条件下线性加载地基一维固结解析解

基于瞬时加载下的连续排水边界条件,推导出任意荷载连续排水边界条件,建立了任意荷载连续排水边界条件下线性加载一维固结方程。利用有限正弦傅里叶变换,求解出其解析解,通过公式退化和有限元成果对比分析,对该文解答的正确性进行了验证。在不同加载速率和界面参数的条件下,分析了加载速率和界面排水参数对孔压和平均固结度的影响。结果表明:加载速率对固结影响较为显著,加载速率越大,孔压消散越为迅速;当加载速率趋于无穷大时,线性加载退化为瞬时加载;随着界面参数的增大,孔压消散明显,地基固结增快;当界面参数趋于无穷大时,排水边界退化为完全排水边界。工程中,在界面参数或堆载时间确定时,对选择合适的堆载时间或界面参数保证地基稳定性和提高工程效益具有一定参考意义。     

真空联合堆载预压下基于指数形式渗流的砂井地基非线性固结解

基于指数形式渗流定律,通过引入e-lgσ′和e-lgk模型来考虑土体的非线性固结特性,同时考虑了真空负压沿深度呈线性衰减的特性,对真空联合堆载预压下砂井地基的固结问题进行了求解,并推导得到了砂井地基的非线性固结解.通过将该文解析解答与已有的解析解展开对比分析,验证了该文解答的正确性.根据该文解答,对砂井地基的固结性状展...     

浅谈真空堆载联合预压法加固机理

堆载预压法和真空预压法同属排水固结法,二者各有优缺点,它们对地基的作用效果是可以叠加的,于是产生了真空堆载联合预压法。文中介绍了其加固机理并叙述了加固过程中的一些问题,并通过观测对地基的变形规律进行了分析研究。     

特殊条件下考虑起始比降的双层地基一维固结解析解

假定初始孔压降不小于起始比降,获得了这一条件下考虑起始比降双层地基的一维固结解析解。计算结果表明当固结完成时,由于起始比降的存在,土中的孔隙水压力并不会完全消散,仍存在残余孔隙水压力,其数值与双层地基起始比降的大小有关,且上层土的起始比降对孔压消散速率、最终孔压的大小影响较下层土大;考虑起始比降,地基平均固结度按沉降定...     

连续排水边界下考虑起始坡降的软黏土固结解

Terzaghi一维固结理论中边界条件和初始条件相矛盾的逻辑问题以及软黏土中水的渗流在低水力坡降下可忽略均已逐渐被认识。但在连续排水边界条件下能考虑起始水力坡降的黏性土一维固结理论,尤其是固结模型的解析解还鲜见报道。基于此,该文引入了连续排水边界,并同时考虑黏性土中渗流存在的起始水力坡降,建立了均质地基的单面排水一维固结模型。采用有限傅里叶变换方法求解了所建立固结模型的孔压、固结度以及沉降解析解答,分析了土层在恒载下同时考虑连续排水边界和起始水力坡降的一维固结性状。结果表明:考虑起始水力坡降后,连续排水界面参数b对固结性状的影响与达西定律下相同,即b值越大,排水面透水情况越好,孔压消散速率越快,固结完成时间越短;相反b值越小,排水面透水情况越差,孔压消散越慢,固结完成时间越长。连续排水条件下无量纲R(起始水力坡降、水的重度与土层厚度的乘积除以外荷载)对固结性状影响与完全透水边界下相比无明显改变。R值越大,渗流前锋到达土层底部的时间越长,固结完成时土中超静孔压残留值越大,土层按孔压定义的平均固结度越小,最终沉降量也越小。     

影响区形状对砂井地基固结性状的影响

为研究现有砂井固结解析理论中将砂井多边形影响区简化为圆形所带来的影响,考虑了影响区为正六边形的梅花形布置砂井的两种计算模型,即将砂井及其涂抹区假定为正六边形的模式1和考虑真实砂井横截面的模式2。根据等应变假定和Carrillo定理分别得到固结基本方程,引入边界和初始条件,结合现有理论结果,给出了两种模式下平均超静孔压和地基总平均固结度的解答。分析了3个无量纲参数对固结性状的影响,结果表明,两种模式得到的固结曲线呈现的规律一致。最后与现有理论进行对比,发现相同条件下模式1计算的固结度最大,而模式2的解答与现有理论结果十分接近。     

真空——堆载联合预压法处理公路软基的应用研究

随着国民经济的迅速发展,我国公路运输事业也取得了显著的成绩。在公路修建过程中,不可避免地要遇到不良地基问题,象软土地基含水量高、压缩性大且强度低,极易造成路基失稳,为了更好地解决路基稳定问题,必须做好路基加固处理。该文在分析了真空—堆载联合预压法加固软基变形特点的基础上,进一步研究了其加固机理。结合某公路工程,探讨了真空—堆载联合预压法处理公路软基的效果。经分析可得,真空—堆载联合预压法处理软基效果显著,且具有良好的经济性,可进一步应用与推广。     

考虑温度效应的软土固结蠕变耦合模型

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针对典型滨海软土开展热固结蠕变试验,得到热固结蠕变特性及相关参数取值,建立考虑温度效应的固结蠕变经验公式。结合弹黏塑性理论和热固结理论,推导考虑温度效应的固结蠕变耦合力学模型。在合理性验证基础之上开展算例分析,结果表明:新型热固结蠕变耦合模型能反映土体变形的弹性、塑性、黏性和热胀冷缩属性,能描述土体的热孔压、热回弹和热沉降现象,还能分析软土长期变形的温度效应和时间效应;该成果为软土场地涉热岩土工程问题分析提供了可供参考的理论基础。     

真空联合堆载预压技术在现代公路工程施工中的应用

随着我国公路建设的进一步发展,将不可避免地要在软土地基上修建越来越多的高速公路。真空联合堆载预压加固施工是一种快速、简便、文明的加固地基的有效方法,能够有效地加速深厚软土地基的排水固结,减少工后沉降.水平向位移是真空预压施工中容易出现的问题,为此,本文在分析真空联合堆载预压法加固机理的基础上,探讨了真空联合堆载法施工中的关键技术与具体施工工艺。     

岩土颗粒介质非等温—维热固结特性研究

基于饱和多孔介质热-水-力完全耦合的控制方程,通过有限Fourier变换及其逆变换,对一维热弹性固结模型进行解析求解,给出土柱内部温度、孔压和位移演化过程的解析表达式。在定义了热固结时间因素和热固结系数等概念的基础上,对非等温条件下饱和土体的热固结特性及其机理进行研究,讨论了土的热固结系数与热扩散系数之比、不同的外力荷载和温度荷载组合等因素对热体积膨胀效应与热固结效应两者耦合作用的影响。此外,还分析了土体热膨胀或收缩对温度演化过程的耦合影响。     

考虑起始比降和涂抹作用的竖井地基固结解

对某些低渗透性饱和粘土而言, 存在一起始水力坡降i₀(即起始比降), 只有当土中某点的水力坡降大于i₀时, 该点才会发生渗流。该文在传统竖井地基固结理论的基础上, 建立了能考虑起始比降影响的新固结计算模型, 并推导了能同时考虑起始比降和涂抹作用的竖井地基中渗流移动边界与时间的关系表达式及孔压和固结度的解析表达式。最后, 通过对比计算, 分析了起始比降、荷载及渗透系数等参数对竖井地基渗流移动边界及固结性状的影响。分析表明: 考虑起始比降i₀的影响, 竖井地基土体中超静孔压不会完全消散, 存在残余孔压;竖井地基按孔压定义的最终固结度不会到达100%, 其大小与荷载q和起始比降i₀有关, 而与s和k_h/k_s无关。     

功能梯度Levinson圆板弯曲解的均匀化和经典化表示

基于Levinson三阶剪切变形理论,研究了材料性质沿厚度任意连续变化的功能梯度材料圆板的轴对称弯曲问题。首先,建立了功能梯度材料圆板在Levinson板理论下轴对称弯曲问题位移形式的控制微分方程,其中考虑了拉-弯耦合和三阶剪切变形效应。然后,利用载荷等效关系以及均匀板的经典理论控制微分方程,导出功能梯度圆板在Levinson剪切变形理论下弯曲解与经典理论下均匀圆板的挠度之间的解析转换关系,给出了转换系数的计算公式。由此,可将功能梯度材料圆板在Levinson三阶剪切理论下的弯曲问题转化为相应均匀薄圆板在经典理论下的弯曲问题求解,以及转换系数的计算问题。     

层状地基一维固结电阻网法解答

考虑层状地基一维固结问题的复杂性,现有解答较为繁杂同时不便应用。该文基于Liebmann 电阻网原理,推导了初始孔压沿深度任意分布、荷载随时间任意变化作用下的孔压、平均固结度的解答。该解对于各种复杂条件均具有统一的矩阵表达式,便于编程计算和工程应用。通过与精确解的比较论证了该文方法的有效性。最后,对三层地基一维固结问题进行了分析和讨论。     

考虑非达西渗流的成层地基一维固结半解析解

在土中渗流遵从Hansbo非达西渗流的前提下,考虑实际工程中的变荷载,利用解析与数值相结合的半解析方法,对成层地基一维固结问题进行数值求解。将基于Hansbo非达西渗流的双层地基一维固结半解析解与相应的差分数值解进行对比,验证了半解析方法计算基于Hansbo非达西渗流下成层地基一维固结问题的可靠性。最后,对某三层地基考虑Hansbo非达西渗流的一维固结实例进行计算分析,结果表明:基于Hansbo非达西渗流下成层地基的沉降发展速率与超孔隙水压力的消散速率是不一致的。     

Assessment of zigzag theory for static loading, buckling, free and forced response of composite and sandwich beams

An efficient zigzag one-dimensional (1D) theory of laminated beams is assessed by comparison of analytical solutions of simply supported beam with exact 2D elasticity solutions for static patch load, natural frequencies, harmonic transverse load with sinusoidal longitudinal variation and buckling under axial load. These results for a highly inhomogeneous test beam, symmetric composite beam, anti-symmetric composite beam and sandwich beam are also compared with first order (FSDT) and third order (TOT) shear deformation theories. The effect of the laminate lay-up and the thickness-to-span ratio on the accuracy is assessed. The zigzag theory yields much more accurate results than the TOT and FSDT.     

Transfer matrix solutions to axisymmetric and non-axisymmetric consolidation of multilayered soils

Transfer matrix solutions are presented in this paper to study the axisymmetric and non-axisymmetric consolidation of a multilayered soil system under an arbitrary loading. Starting with the governing equations for consolidation problems of saturated soils, the relationship of displacements, stresses, excess pore water pressure, and flux between the points at the depth z, and on the ground surface (z = 0) is established in a transformed domain by introducing the displacement functions and using the integral transform technique. Then the transfer matrix method is used with the boundary conditions to obtain the analytical solutions in the transformed domain for the multilayered soil system. Numerical inversion of the integral transform of these analytical solutions results in the solutions for the actual problems. The numerical results for axisymmetric and non-axisymmetric Biot’s consolidation problems of a single layer and a multi-layered soil system are obtained and compared with existing results by others.     

参数激励下碳纳米谐振器的非线性振动研究

该文研究了两端固支情况下的碳纳米管谐振器在直交流电激励作用下的非线性振动响应。考虑外激励频率接近其固有频率的主共振情况下以及几何非线性,忽略静电力的非线性、范德瓦耳斯力和初始静变形的影响,运用欧拉伯努利连续梁理论,通过哈密尔顿原理得到非线性控制方程。然后利用伽略金方法离散得到降阶方程,最后应用摄动分析方法获得其振动响应的幅频曲线。主要分析了阻尼、直交流电荷载、几何三次非线性项对响应的影响。结果表明几何三次非线性项直接影响碳纳米管谐振器在外激励作用的振动响应以及碳纳米管在交流电荷载作用下的振动响应相对于直流电荷载更加敏感,并在一定程度上发生软化行为等。