非饱和土中球形孔扩张的弹塑性分析

在考虑土体体积变化的前提下,应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了非饱和土中球形孔扩张后,土体中应力、位移分布的解析解;并分析了超固结比对结果的影响。其结论可为非饱和土地区的沉桩、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。     

砂土中柱孔扩张问题的扩孔压力与扩孔半径分析

 通过SMP屈服准则,对砂土中柱孔扩张问题进行理论分析。以柱孔扩张理论为基础,利用孔周土体塑性区的边界条件和土体体积变化规律,推导柱孔扩张问题中初始半径a0,扩孔半径a和对应的扩孔压力p三者之间的理论关系。利用上述理论公式,得到平面应变条件下柱孔扩张问题的扩孔压力的极限值pu和孔周土体的弹塑性区域应力场、位移场,进而求得塑性区半径rp与扩孔压力p和初始孔径a0的关系。分析表明,该应力场和位移场分布规律仅与柱孔的初始半径a0和扩孔压力p相关。此外,应用应力场公式,推导散体材料桩极限强度表达式。最后通过算例分析,对柱孔扩张中应力场和位移场分布、塑性区半径和扩孔压力的变化规律进行分析。     

结构性黄土排水柱孔扩张问题弹塑性解析

为研究黄土地区原位测试、沉桩扩孔以及劈裂注浆等岩土工程问题,基于结构性黄土修正剑桥模型,在严格遵循平均有效应力与偏应力定义前提下,针对排水柱孔扩张问题导出严密解.在孔周弹性区采用小变形理论求得土体应力与位移解析解,在孔周塑性区采用大变形理论,并借助中间变量将圆孔扩张问题转化为基于拉格朗日描述的一阶常微分方程组的初值问题...     

饱和土体圆孔扩张的弹塑性解析解

将土体在圆孔扩张过程中的应力分布分为三个区域,基于修正剑桥模型推导了圆孔扩张过程中土体在三个区域的超孔隙水压力的解析表达式。通过对比,分析了固结比对土体中应力分布的影响。本文的分析推导可为沉桩、旁压试验、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。     

基于修正剑桥模型桩的有限元分析

将桩挤土过程视作沿桩长不变的一系列点位形成的球形扩张过程,把扩张过程中的桩周土体分成3个区域：流动区域、塑性变形区和弹性变形区。应用圆孔扩张理论,结合修正剑桥模型推导出了球形孔扩张引起的土体应力、位移分布解析解,并与有限元ABAQUS模拟的结果对比分析。     

基于土塞效应的柱形孔扩张问题解析解

钢管桩和混凝土管桩在沉桩过程中会同时产生挤土效应和土塞效应,然而目前国内外学者对钢管桩的研究主要侧重于其土塞效应,对混凝土管桩的研究则主要集中在其挤土效应上。首先综述了国内外管桩挤土效应和土塞效应的研究现状,然后在考虑土塞效应的前提条件下,利用圆孔扩张理论对管桩的挤土效应进行了分析研究。通过合理的假设,得到了桩周土体在弹塑性阶段的应力场和位移场的解析解答,为综合研究管桩的挤土效应和土塞效应提供了一种新的思路。     

考虑软黏土结构性损伤的圆柱孔扩张弹塑性分析

针对天然沉积软黏土中施工扰动导致原位土结构性损伤和强度降低的特征,根据圆孔扩张过程中产生的塑性剪切应变以及实测的渗透系数与不排水强度随径向距离的变化规律,提出对数式的原位扰动度函数以描述塑性损伤区的屈服强度变化;基于结构性剑桥模型屈服准则,采用屈服应力比和灵敏度分别表征初始结构稳定性和结构强度可变性大小,并与扰动函数相结合,推导了考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解,表达式中灵敏度值为1时退化为不考虑结构损伤的传统解。进而通过竖井和沉桩施工引起的超静孔隙水实测结果与理论计算值的对比,验证了本文理论解的有效性;并分析了土结构及其损伤对柱孔扩张效应的影响,结果表明：屈服应力比越大,塑性区半径越小,径向应力越大,超静孔压随径向距离先增大后减小;灵敏度越大,径向应力越小,超静孔压越大。分析推导结果对准确预测挤土效应与合理揭示孔压静力触探等原位试验测试机理具有实用价值。     

考虑扰动的饱和软黏土球形孔扩张弹塑性解

根据原位十字板试验扰动导致饱和软黏土不排水强度降低的事实,应用球形孔扩张理论,假设饱和软黏土在塑性阶段满足Tresca屈服条件,提出一种基于饱和软黏土灵敏度的扰动度函数。在考虑塑性区内不排水强度是扰动度的对数函数的基础上,得到了考虑扰动的球形孔扩张的弹塑性解答。通过与不考虑扰动的球形孔扩张理论进行对比,可发现考虑扰动后球形孔扩张的应力、超孔隙水压力明显地降低。     

基于圆孔扩张理论的支盘桩成型过程挤土效应分析

运用圆孔扩张理论对挤扩支盘桩成型过程的挤土效应进行了分析。得到了支盘成型过程中桩周土的临界压力pc、极限扩张压力pu及塑性区最大半径r1max的计算方法和挤扩设备挤土时施加的作用力的计算方法。同时得到了在特定场地土条件下挤土臂张角不同时桩周土的塑性区的变化范围。     

饱和软土中沉桩引起的超孔隙水压力分析

结合天津某工程桩沉桩过程中的实测孔隙水压力分布资料,探讨了单桩桩周土体中产生的超孔隙水压力大小、分布规律及影响范围,得到桩周土中超孔隙水压力的分布随距离呈对数型衰减,影响范围约为13倍桩径。对实侧推导值和理论值进行了比较,分析结果表明:在靠近桩身处,理论值要大于实测推导值,但是随着深度的加大,两值逐渐接近。     

高应力粒状土中球形孔的扩张问题

考虑粒状土在高应力下的应力－尖变－体变关系和非线性强度特性，依据扩张过程中的能量守恒和体变平衡原理，给出扩极限压力的解答，用于估算临界深度以下静力触探或桩尖的贯入阻力。分析表明，扩孔极限压力取决于粒状土的应力－应变－体变关系和强度特性，与上覆土压力在大小无关。计算结果表明，考虑曲线型强度包线将减小扩孔极限压力，与中密砂土的静力触探贯入阻力经验值对比，初步证实了该理论的正确性。     

考虑桩-土塑性相互作用的单桩分析

假设地基为弹性体,考虑桩-土塑性滑移,建立微分方程,采用差分求解。经与实测资料对比,结果较为一致。该方法可以考虑桩周土体的连续性,可以分析竖向荷载作用下地基土体产生的沉降。将该方法与荷载传递法、剪切位移法进行比较,分析表明:该方法不是荷载传递法与弹性理论法的简单叠加;该方法在退化后可以分别取得与荷载传递法及剪切位移法比较好的一致性。     

基于修正硬化模型的软土深基坑变形数值分析

采用理想弹塑性模型对软土中地下工程开挖造成的变形问题进行分析会导致结果不准确。基于土的修正硬化模型,考虑小应变对其复杂变形特性的影响,以一工程实例为依托,对软土中深基坑开挖引起的连续墙变形和地表沉降进行数值模拟,结果表明：在连续墙变形预测上,理想弹塑性模型(Mohr-Coulomb(MC)模型)预测结果明显偏大,基坑底部以下尤为明显,硬化模型预测规律与监测值一致,但结果偏大;在地表沉降预测上,与修正硬化模型相比,MC 模型沉降槽要更宽更深,硬化模型结果偏大。总体来看,修正硬化模型可考虑不同加卸载状态引起的土的刚度变化和低应变性态的影响,在变形数值及其规律预测上,都要优于MC模型和硬化模型。     

饱和土体柱形扩孔时大变形不排水统一解析解

 将柱孔周围的土体分为弹性区和塑性区,在弹性区中采用小变形理论,在塑性区中采用大变形理论和统一强度准则。根据应力平衡方程、应力和应变连续的边界条件,推导出考虑土体大变形和不排水时柱形扩孔问题的塑性区半径、极限扩孔压力和超孔隙水压力的理论解答。理论计算结果与现场实测结果较为接近,说明该理论具有一定的参考价值。通过计算分析还可知：扩孔压力随着参数b的增大而非线性增大,而超孔隙水压力则正好相反。     

考虑路堤填筑过程与地基土固结相耦合的 桩承式路堤土拱效应分析

 土拱效应分析是桩承式路堤设计时需要解决的首要问题,在总结分析已有现场测试资料及研究成果的基础上,建立能考虑路堤填筑过程与地基土固结相耦合的土拱效应计算模型。该计算模型比较完整地反映了从路堤开始填筑直到地基土固结完成整个过程中土拱效应的发展变化历程,模型计算结果与现场实测结果比较吻合。利用该计算模型对台缙高速公路工程桩承式路堤土拱效应及桩身中性点位置的变化特征进行分析,研究结果表明：(1) 在路堤填筑过程中,桩土应力比迅速增加,路堤填筑完毕直至地基土固结完成这个过程中,桩土应力比虽然有所变化,但变化的幅度不大,与路堤刚填筑完毕时的桩土应力比相比,后期桩土应力比的变化幅度不大于15%;(2) 在路堤填筑及地基土固结过程中,桩身中性点位置经历了先逐渐向下移动、尔后向上移动、再向下移动、最终趋于稳定位置的过程。该研究成果可为桩承式路堤设计提供有益的参考。     

饱和土中静压预应力管桩挤土效应的监测

静压桩施工过程中会对周围环境造成不利影响.结合工程实例进行沉降、位移和超孔隙水压力监测,发现临近建筑物中部隆起位移比两端大;迎向压桩开展方向面土体的水平位移量大于背向面;静压桩机有可能造成周围建筑物向施工场地倾斜;超孔隙水压力随着离开桩的距离非线性衰减,其有效影响半径为15m左右.