基于FLAC3D的单桩负摩阻力特性研究

利用FLAC3D模拟软土地基中地面堆载对桩侧负摩阻力的影响,分析不同堆载条件及加载次序下桩身轴力、单桩负摩阻力的变化规律.数值模拟结果表明,单桩在桩顶荷载作用下,桩侧负摩阻力随地面堆载等级的增大而增大;在先进行地面堆载时,桩侧负摩阻力则随着桩顶荷载等级的增大而减小.     

考虑应力历史的双层地基一维固结问题

基于单层超固结饱和土固结理论，针对不同排水条件、变荷载和自重应力沿深度实际分布及考虑应力历史影响的双层地基固结问题，提出了相应的一维固结方程，并利用半解析法编制了求解该问题的Fortran程序ODLCADOS.通过典型的算例，揭示了考虑应力历史影响的双层地基一维线性固结性状.研究表明，考虑应力历史影响比未考虑应力历史影响时，地基沉降小，固结发展快；荷载的大小、上下土层先期固结压力、土体压缩性和渗透性的变化等对双层地基的固结性状均有明显影响.     

单桩负摩阻力的双折线模型理论解

基于荷载传递函数的概念,提出了一种用双折线模型来计算桩负摩阻力的方法。根据单桩承载受力时 桩侧土与桩尖土所处于不同的弹性和塑性状态,运用该双折线模型,建立桩身轴向力和桩土相对位移的微分方 程,得出桩相对位移解式,再以此推导出桩轴向力、中性点位置和负摩阻力。     

膨胀土中桩的负摩阻力时程性研究

基于对膨胀土中模型桩的失水收缩模型试验,研究了膨胀土收缩过程中的桩土共同作用机理,重点探讨了基桩负摩阻力的产生原因及其随时间的变化规律,中性点的时间效应以及侧摩阻力发展在微观层面上的机理。     

连续排水边界下非线性饱和土体一维热固结解析解

为探究受温度影响的非线性饱和土体的一维固结特性,基于孔隙比变化是由有效应力和温度引起的假设,根据热平衡方程和连续性方程建立考虑热效应的一维非线性固结方程。采用分离变量法及Laplace变换获得连续排水边界下考虑土体非线性的一维热固结问题的解析解,通过与现有两种解析解对比,验证此解答的正确性。基于所得解答,详细讨论热扩散系数与固结系数比值、温度增量、界面参数及非线性参数对土体固结特性的影响。结果表明：温度增量越大或界面参数越大时,土体的固结速率越快;按沉降定义的固结速率随非线性参数的增大而增大,而按孔压定义的固结速率随非线性参数的增大而减小;热扩散系数与固结系数的比值较大时,前期热固结速率明显快于不考虑温度作用的固结速率,采用热加固法处理地基时,有必要先测定热扩散系数和固结系数,以确定是否适合采用热加固法。     

土体固结对摩擦型桩负摩阻的影响分析

基于荷载传递函数法和固结有限层方法,提出了一种因土体固结引起的桩负摩阻数值分析法．通过算例用该法分析了土体固结对承受负摩阻力摩擦型单桩沉降、桩身负摩阻力发展的影响,为类似工程条件下的桩基设计提供有益的参考．     

连续排水边界下成层地基一维非线性固结解析解（英文）

为了研究边界排水时间效应对固结过程的影响,引入连续排水边界研究成层地基一维非线性固结问题。通过引入孔隙比与有效应力之间的非线性关系,建立了瞬时荷载作用下成层地基固结问题的控制方程,进而获得按沉降定义和按超静孔隙水压力定义的平均固结度以及成层地基沉降的解析解。通过与有限差分解析解对比以及现有解析解对比验证了所得解析解的正确性。基于所得解,通过详细的参数分析研究了成层地基一维非线性固结特性。结果表明,排水界面参数对成层地基的固结性状有很大影响,固结速率随界面参数的增大而增大。在连续排水边界条件下,按沉降定义的平均固结度随有效应力比的增大而增大,而按超静孔隙水压力定义的平均固结度随有效应力比的增大而减小。     

中砂融沉位移与单桩负摩阻力关系的试验研究

基于模型试验,分析了饱和中砂融化沉降位移随时间的变化、单桩负摩阻力与融沉位移的关系．在析冰融化阶段,试样析冰表面位移与时间呈近似线性关系,而在颗粒重分布阶段的位移数值甚小;与此两阶段相对应,试样颗粒骨架表面位移可分为近似线性和非线性两部分,非线性段的贡献来自于融后颗粒重分布;单桩负摩阻力随融化过程呈良好的线性关系,但在两阶段中负摩阻力产生和增加的机理不同．在颗粒重分布阶段,颗粒骨架表面位移虽仅占其总位移的９．７％ ,但负摩阻力却增加了近１８％ ．     

考虑尺寸效应的桩侧摩阻力修正计算方法

为研究砂颗粒尺寸效应对桩侧摩阻力的影响, 开展理论分析和室内模型试验研究桩侧摩阻力随桩径、桩表面粗糙度和砂土中值粒径的变化规律, 建立考虑尺寸效应的桩侧摩阻力修正计算方法。考虑尺寸效应后, 通过拟合试验数据得到桩-土界面极限摩擦角与相对粗糙度的关系。为反映尺寸效应对桩侧法向应力增量的影响, 将桩-土界面剪切带视作弹性空心圆柱, 基于小孔扩张理论建立桩侧法向应力增量的改进计算方法, 并通过与模型试验结果对比验证该方法的可靠性。研究表明, 在一定范围内桩侧摩阻力主要受桩-土界面相对粗糙度和桩基与砂土中值粒径的比值两个参数影响, 其中界面相对粗糙度和桩基与砂土中值粒径比值分别通过影响桩-土界面极限摩擦角和法向应力增量进而影响桩侧摩阻力。研究结果可为微型桩等小直径桩基承载力设计提供相应的理论依据。     

变荷载下考虑起始水力坡降与连续排水边界的固结解

采用连续排水边界的必要性及软黏土中水的渗流存在着起始水力坡降(i₀)的现象已逐渐被认识,但变荷载下同时考虑连续排水边界条件和起始水力坡降的一维固结解析解还鲜见报道。针对外荷载随时间逐渐增加的实际情况,建立变荷载下同时考虑连续排水边界和起始水力坡降的固结模型。采用傅里叶变换及拉普拉斯变换获得模型的近似解析解,利用该解答分析动边界移动规律、超静孔隙水压力随时间的消散规律及平均固结度的增长规律。结果表明：在加载速率不变的情况下,起始水力坡降下排水面透水情况对固结性状的影响与其在达西定律下相同,透水情况越好,孔压消散速率越快;透水情况越差,超静孔隙水压力消散速度越慢。与完全透水边界条件下相比,连续排水条件下起始水力坡降i₀对固结性状影响无明显改变,i₀越大,移动边界到达土层底部的时间越长,固结完成时土中残留的超静孔压越大,按孔压定义的平均固结度越小;i₀值越小,移动边界到达土层底部的时间越短,固结完成时土中残留的超静孔压越小,按孔压定义的平均固结度越大。在起始水力坡降和边界排水条件不变的情况下,随着加载时间的增加,超静孔隙水压力峰值越小,超静孔隙水压力达到峰值的时间越长,但加载时间对超静孔压残留值及按孔压定义的最终平均固结度无影响。     

层状土半透水边界一维固结分析

本文给出双层土在边界半透水情况下的一维固结解答，分析了层状土半透水边界一维固结特性，并举例说明了该解的实际应用．     

考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结分析

为了准确预测实际土层的固结速率,在Gibson大应变固结理论基础之上,考虑土体的非线性压缩渗透特性和土层表面随时间改变的变排水边界条件,建立考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结模型。在此基础上,获得单级加载和多级加载条件下大应变非线性固结模型的显式解析解,利用获得的解析解开展计算以分析界面参数、荷载取值对土层固结性状的影响。结果表明:外荷载对土体内部超静孔压消散的影响表现为随着荷载的增大,超静孔压消散得越快,但其不会影响土体最终完成固结的时间;参数Ic(α－2)取值对土体固结性状的影响表现为固结速率随着参数Ic(α－2)取值的变化而变化。值得注意的是,描述土体非线性特性的参数取值对固结性状的影响在变边界下显现的固结性状会出现延迟现象,不同参数下的变边界更能反映土体边界的真实透水性情况,在实际工程中可以根据超静孔压实际的消散速率反演界面参数,以便能准确预估土层的固结进程。     

桩基负摩擦力的成因、机理与危害分析

通过对多个文献的归纳、推演,就桩基负摩擦力的成因,机理与危害进行了深入的分析,并提供4种桩负摩擦力的估算方法和减小桩负摩擦力的方法。     

浅谈桩基负摩阻力及消减措施

文中分析了桩基负摩阻力产生的机理和原因,给出了有关负摩阻力的计算方法,以及消减负摩阻力的措施。     

Similarity solutions to a laminar boundary layer problem in power law fluids

A suitable similarity transformatiopn is introduced to reduce the laminar boundary layer equations of power law fluids to a class of singular nonlinear two-point boundary value problems.The skin friction and shear stress distributions for boundary layer flow over a moving flat plate are investigated by utilizing the shooting technique.Results indicate that for each fixed value of the power law exponent n or the velocity ratio parameter ξ,the skin friction and shear stress decrease with the increasing of n or ξ respectively.     

特殊条件下考虑起始比降的一维固结解析解

针对考虑起始比降的一维固结问题,假定初始孔压降不小于起始比降,分析了考虑起始比降后土体的一维固结特性.采用分离变量法,获得了该条件下考虑起始比降的一维固结精确解并对其进行分析.结果表明：由于起始比降的存在,固结结束时,土中的孔隙水压力不会完全消散,考虑起始比降后,均质地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是不同的.起始比降越大,按孔压定义的地基平均固结度越小,当初始孔压呈梯形分布时,按沉降定义的地基平均固结度越大;当初始孔压呈正三角形分布时,按沉降定义的地基平均固结度并不会随着起始比降变化.初始孔压降越小,无论是按沉降定义还是按孔压定义,平均固结度都越大.     

碎石桩-排水板组合型复合地基固结解析解

碎石桩联合排水板对软土地基加固处理既能有效提高地基承载力,同时碎石桩与排水板作为两种不同类型的排水体,又极大地加速了地基土体的固结速率,但目前能同时考虑碎石桩与排水板排水的复合地基固结理论尚未见报道。以碎石桩-排水板组合型复合地基为研究对象,通过考虑土中水分别向碎石桩和排水板发生径向流动建立了碎石桩-排水板组合型复合地基固结控制方程,利用连续条件、边界条件和初始条件获得外部荷载瞬时施加下固结模型的解析解。该解答可分别退化为碎石桩复合地基固结解析解和经典竖井地基固结解析解,并将该解答计算结果分别与室内模型试验及工程实测数据开展对比分析,验证了本文固结模型的可靠性。最后利用该解析解对碎石桩-排水板组合型复合地基固结性状进行分析,结果表明：在碎石桩桩间打设排水板,能有效提高复合地基固结速率,与传统复合地基技术通过缩小桩间距达到此目的相比,碎石桩桩间增设排水板的工法具有更好的经济价值。     

变荷载下成层地基一维非线性固结分析

首次将e—log10σ′和e—log10kv关系引入了成层地基一维非线性固结问题的研究之中，建立了能综合考虑荷载、土的成层性和自重等因素影响的固结控制方程，基于半解析法，采用Fortran语言编制了相应的计算程序NAODCLS，并利用该程序分析了变荷载下成层地基一维非线性固结的性状，结果表明，在成层地基非线性固结过程中，超孔压消散速率和沉降发展速率是不一致的；与将土层自重应力取为常值的作法相比，当考虑自重应力沿深度实际分布时，地基固结加快，而沉降量则增大。