循环荷载作用下半透水边界一维固结分析

针对单层弹性地基模型,对循环荷载进行傅立叶级数展开,由固结方程求得循环荷载作用下半透水边界地基一维固结解析解,并作固结性状分析,结果表明:在循环荷载作用下,地基中各点的有效应力并不随荷载的变化而同步变化,而是按自身规律滞后发展;半透水层渗透性越大,有效应力振幅就越大,相对的滞后时间越短;土层厚度对固结速度有着较大的影响。     

任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基一维固结模型

以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获得了其时域内的理论解,并分析了梯形循环荷载及施工荷载作用下相关参数对固结沉降的影响。研究结果表明:循环荷载作用下,黏土地基的沉降变化呈振荡增长,且振荡幅值随着边界透水性的增大而增大;分数阶次α增大,使固结前期沉降速率减慢,而在固结后期,α值对沉降的影响正好相反;循环荷载下沉降变化曲线的振荡幅值随着分数阶次α的增大而减小。此外,一维固结沉降的发展还与土体力学参数及荷载参数相关,弹性模量E越大,最终沉降量越小;黏弹性体的延迟时间F越大,固结沉降变化越慢。     

循环荷载下软土地基固结沉降分析

软土地基在车辆长期作用下会产生较大的工后沉降,研究软土地基在车辆循环荷载下的变形及应力等特征,对控制工后沉降处理软土地基具有一定意义。以处于软土地基的某公路为例,应用ABAQUS建立饱和软土地基修正剑桥模型,不同时段通行车辆为循环荷载,得到公路在循环荷载下变形、应力、孔压等分布特性。结果表明,高峰通行时间越长地基的变形量越大,地基顶部孔压较底部孔压消散快,达到完全固结需要相当长的时间。     

循环荷载下半透水边界粘弹性一维固结解析解

针对单层粘弹性地基模型,对循环荷载傅立叶级数展开,由固结方程求得循环荷载作用下半透水边界饱和软粘土一维固结解析解,并通过边界转换,可以得到任意边界地基在任意随时间变化的荷载作用下的孔压变化情况,研究的成果为软粘土地区的工程建设提供重要的指导。     

粘弹性软土中盾构隧道的长期沉降

本文将列车荷载等效为矩形循环荷载,采用Merchant三元件模型模拟土体粘弹性,得到相应的粘弹性本构模型,并采用迭代递推方法考虑固结过程中土体渗透性的变化,得出了列车荷载作用下局部渗漏隧道的超孔压解析解,进而获得长期地表沉降解析解。通过预测地表沉降值与非线性固结解析解预测值和上海地铁实测沉降数据的对比,验证了上述解析解的合理性。分析结果表明:在长期沉降分析中,土体的粘弹性表现十分显著,同时列车荷载加剧了隧道的地表长期沉降;隧道衬砌渗漏程度与地表沉降增加量呈正相关。     

地铁循环荷载作用下上海软土地基长期沉降计算

为准确预测地铁循环荷载作用下上海软土地基的长期沉降,建立基于边界面本构的ABAQUS轨道-隧道-地基三维有限元模型,分析了首次加载后隧道地基的沉降随土层深度和距隧道中心水平距离的变化规律,以及车速对沉降分布的影响;在此基础上,提取ABAQUS模拟的动应力分布,采用改进的K0固结条件下软黏土塑性累积应变计算公式,结合分层总和与固结理论,预测上海地铁1号线人民广场区段隧道的长期沉降,并与实测结果进行对比。结果表明:首次加载后,不同深度各测点距荷载作用位置越近,沉降轮轨分布越明显,残余沉降越大;随水平距离变化存在振动放大区,在3.5倍隧道直径范围外,残余沉降基本为0。改进的软黏土塑性累积应变模型能够更好反映偏压固结条件下循环加载轴向塑性累积应变的发展规律。但是,因不能考虑周围环境的影响,预测的长期沉降结果接近并略小于实测值。     

基于Copula函数的循环荷载作用下地基沉降分析

对基于Copula函数的抗剪强度参数联合分布模型和循环荷载对地基沉降系统失效概率的影响规律进行研究,并利用ABAQUS有限元模拟了循环荷载作用下地基沉降规律,对所提方法的有效性进行验证。提出了循环荷载作用下的地基沉降系统失效概率模型,将该方法应用到重庆市金佛山溢洪道工程实例中。结果表明:抗剪强度参数间相关性和循环荷载作用下的Copula函数类型对地基沉降有很重要的影响,不同Copula函数所计算得到的地基沉降系统失稳概率有很大差别,这种差别随溢洪道覆盖层抗剪强度参数间负相关性的增大而增大、随抗剪强度参数间变异系数的减小而增大、随溢洪道水位线的增加而减小、与循环荷载的次数基本无关。建立有限元分析模型,对循环荷载作用下的地基沉降进行分析,得到了每次循环荷载作用下的地基沉降值和地基沉降差,沉降值和沉降差的变化随着循环荷载次数的增加逐渐减小。计算结果表明,Copula函数的循环荷载作用下的地基沉降分析能够很好地反映地基沉降变化和系统失效概率,可为地基沉降分析提供有效的参考。     

循环荷载作用下饱和软粘土非线性一维固结

根据饱和软粘土地基非线性一维固结理论，针对单层饱水地基模型，运用Laplace变换求解了在循环荷载作用下的单层饱水地基一维非线性变形问题；通过Laplace逆变换，即可计算单层饱水地基在循环荷载作用下的非线性一维固结。结合单层地基在几种常见循环荷载作用下固结变形的算例，对解进行了探讨，揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基非线性一维固结的特性，得到了一些可用于指导工程实践的有意义的结论。     

循环荷载作用下水泥土桩复合地基的临界循环应力比和永久变形分析

通过循环荷载作用下水泥土桩复合地基的室内模型试验,考虑复合地基的垫层、加固层以及下卧层的相互作用,研究了循环荷载作用下水泥土桩复合地基的竖向永久变形发展情况,考虑了复合地基的固结状态、循环应力比的大小及加荷频率对竖向永久变形的影响,得到了水泥土桩复合地基的临界循环应力比和竖向永久变形随加荷周数、加荷频率和固结状态而变化的规律,对于控制复合地基的工后沉降具有重要的参考价值。     

固结沉降计算程序

本文介绍作者编制的分层总和法固结沉降计算机程序。在各种条形垂直分布荷载组合和多个矩形均布荷载同时作用下,计算地基中任意指定点的固结沉降量。     

海底软土工程地质评价浅析

本文通过对钦州湾填海形成的海底软粘土模拟现场加荷条件试验,重点分析推算了在大面积堆压下,土的压缩性能,长期堆压下地基的固结沉降量,在填土作用及分级荷载下海底软粘土的侧向变形、侧压力、土体的流变性、稳定性。     

软土地基一维非线性固结沉降的研究

考虑软土地基一维非线性固结特性,探讨软土地基一维非线性固结沉降问题。在软土地基上修建构筑物,软土地基受到外荷载的作用,会引起较大的沉降变形。在一定的条件下,按太沙基线性解所得固结度比非线性解要高出51%,这是对工程十分不利的。     

非饱和粘弹性地基在加荷随时间指数变化作用下的一维固结半解析解

研究了非饱和粘弹性地基在加荷随时间指数变化作用下的一维固结特性。针对粘弹性地基土最基本的merchant模型,采用李氏比拟法,依据Fredlund固结理论及Cayley-Hamilton数学方法得到Laplace变换域内的超孔隙压力的解;再根据Crump方法编制程序进行Laplace逆变换得到了时间域内的超孔隙压力及土层沉降的半解析解。最后,本文给出了一个典型算例,揭示了在加荷随时间指数变化下非饱和粘弹性地基的固结特性,扩展了非饱和土固结理论在工程实际中的适用性。     

软粘土地基中挤土桩沉降时效性分析

位于饱和软粘土地基中的挤土桩。由于沉桩过程中地基土产生挤土效应及超静孔隙水压力，同时随着超静孔隙水压力的消散，桩周地基土产生再固结沉降。在研究沉桩过程中超静孔隙水压力的形成及消散规律的基础上，研究了桩周地基土再固结沉降的变化规律；从桩土相互作用的原理出发，研究了在桩周地基土再固结沉降的作用下，工程桩基沉降的计算方法。研究表明：由于桩周地基土的再固结沉降作用，工程桩基产生较大的沉降量，其值远大于垂直荷载作用下的桩基沉降；由于桩周地基土的再固结，桩基沉降随着时间的推移而增长。     

单向循环荷载下超固结软黏土的永久变形特性

为研究超固结饱和软黏土在单向循环荷载作用下的永久变形特性,采用GDS动三轴,对不同超固结度的温州饱和软黏土试样进行了一系列单向循环加载试验,分析了循环动应力水平以及超固结比对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在单向循环加载作用下,超固结饱和黏土存在循环动应力阈值,通过几何作图法综合确定温州饱和软黏土的循环动应力阈值为0.59~0.68,可作为软土路基沉降控制的标准。基于试验结果并结合指数模型,构建了可以综合考虑循环动应力水平、超固结比以及循环次数的饱和软黏土永久轴向应变显式计算模型,适合饱和软黏土地基在交通循环荷载下的累积变形分析。     

土体固结沉降的ADINA分析

采用非线性分析软件ADINA建立地基土体固结沉降的有限元模型,分析研究了均布荷载作用下建筑地基的沉陷规律和水平位移变形,并且通过对地基沉降和水平与竖向位移的分析计算,验证了运用ADINA软件对土体的固结沉降进行分析的可行性。     

高速公路碎石桩复合地基受力变形特性研究

利用数值计算方法分析了碎石桩复合地基在静荷载作用下的受力特性.表明碎石桩具有较好的排水固结作用,降低了地基中的孔压,且桩长越长复合地基中的孔压越低;碎石桩体加固范围内桩长越大深层沉降量越小;水平位移量较大的区域位于路堤坡脚下方一定深度的范围内,桩长越长深层水平位移量越小.     

竖向排水井地基粘弹性固结解析理论

本文基于Merchant模型分别推导了自由应变条件和等应变条件下打穿软粘土层的竖向排水井地基粘弹性固结问题解析解,同时考虑了井阻和涂抹作用的影响.并将两种形式的解编制成相应的计算程序,据此对粘弹性参数的变化进行了大量的计算,探讨了竖向排水井地基粘弹性固结的一般规律.最后利用本文的解对杭甬高速公路试验段塑料排水板软基沉降进行了计算,结果表明粘弹性固结理论较现有线弹性固结理论更加接近实际.     

路堤荷载下碎石桩复合地基长期监测分析

在深厚软土地基上修建高速公路时，沉降控制是一个难以解决的问题。碎石桩由于其桩体模量和渗透系数较高，能有效减少路堤沉降并增加固结速率而被广泛应用于软土路基处理中。迄今为止，关于碎石桩复合地基的长期观测实例较少，对于路堤荷载下碎石桩复合地基的工作特性并不十分清楚。本文通过对某高速公路碎石桩处理断面的长期观测，较为全面地研究分析了路堤荷载作用下碎石桩复合地基的荷载传递规律，沉降控制效果以及固结特性。     

变荷载下竖向排水井地基粘弹性固结沉降解析解

就实际工程中荷载逐渐施加情况下的竖向排水井地基粘弹性固结问题进行了研究,给出了相应的解析解,根据该解,通过编程计算,探讨了变载下竖井地基粘弹性固结的一般规律.并应用本文提出的理论对工程实例进行了分析.揭示了粘弹性参数和加载历时对固结过程的显著影响和在实际工程当中考虑这些因素的必要性.