圆孔扩张理论的孔壁稳定计算模型

主要考虑成孔卸荷效应的影响,将圆孔扩张理论的逆过程和摩尔-库仑理论用于灌注桩成孔后收缩过程及稳定性的研究分析,推导出孔壁稳定性的基本解,建立孔壁稳定平衡的表达式,并基于推导结果提出相关施工建议。     

基于SMP准则的定向钻扩孔泥浆压力计算

定向钻施工中泥浆压力是孔壁稳定的关键因素,其计算公式一直是困扰定向钻施工设计的主要问题。文中基于SMP准则分析了定向钻扩孔过程中孔壁土体内的二次应力、应变场以及塑性区半径分布规律,推导出了最大泥浆压力的计算公式。基于SMP强度准则得到的最大孔壁内压和最优孔壁内压值明显大于基于M-C强度准则计算所得值,这说明了考虑中间主应力影响的SMP强度准则对提高最大孔壁内压和最优孔壁内压值具有重要的实际意义,此外,通过改变粘聚力和内摩擦角的大小,得到粘聚力对于最大孔壁内压的敏感性要大于内摩擦角,所以提高土体的粘聚力对孔壁稳定性更具实际意义。     

钻孔孔壁的稳定性分析

本文基于弹性理论，给出在半无限弹性体钻一长圆柱孔后的应力状态，考虑了孔壁收缩膜和土粘聚力对孔壁的影响，得出稳定计算公式。同时，文中分析了孔周地面堆载对孔壁稳定性的影响和临近基础钻孔对建筑物的影响。文中还就两项工程的钻孔缩颈资料进行了分析，给出了钻孔缩颈经验公式     

基于广义非线性强度准则下地基承载力的计算

Mohr-Coulomb理论应用于土体分析时的两大缺陷,即未考虑中主应力的影响,也未考虑土体材料的SD效应,因而对于土体材料的潜能未充分考虑。为了考虑上述两种效应,本文基于广义非线性强度准则(GNST)及平面强度理论,推导出了可应用于砂土及粘土类材料的平面应变破坏条件。将上述推导结果应用于地基承载力的计算,推导出了基于GNST准则的地基承载力计算公式。通过与实际载荷试验数据比较,本文计算结果与实验数据吻合较好。表明推导出来的α公式对于计算砂土的强度特性是可行的,同时也可应用于其他平面应变问题有同样的参考意义。     

顶管顶力计算公式的适用范围探讨

在顶管施工设计中,顶管顶力的准确计算十分重要,相关计算公式很多,而且计算结果相差很大。基于上述问题,对各计算公式进行了对比和归类,选取工程实例对公式进行了数值分析,提出了各公式的适用范围和计算中应注意的问题,得出了未考虑土拱效应的公式计算结果大于考虑土拱效应的计算结果,以及现规范中顶管顶力计算公式的计算结果过于保守的结论。     

基于滑坡破坏模式的桥台位移耦合计算

地震作用下桥台永久变形大小是评价桥梁基础地震稳定性的一个重要指标。首先分析地震下桥台破坏特点,提出简化桥台滑坡破坏模式,在此基础上考虑土体强度衰减效应对桥台稳定性的影响,将桥台-土体地震动力响应分析与Newmark有限滑移计算方法相耦合,提出桥台滑移计算公式。然后将计算结果与R-E方法进行对比,结果表明:提出的计算模型能较好地反映桥台-土体的破坏特点,较充分地考虑地基土软化对桥台的稳定作用,以及在一定程度上考虑桥台-土体的地震动力响应特性;土体强度衰减对桥台-滑坡体的稳定性影响很大,在计算中不可忽视。     

基于联合强度理论的主动土压力计算方法

考虑结构性黄土的抗拉强度和有限土体对土压力的影响,推导了抛物线加直线形式的联合强度理论。基于此强度理论,建立了土体主动极限平衡状态,推导了无限土体主动土压力的计算公式;通过滑动块体理论推导了有限土体主动土压力的计算公式。通过算例对公式进行了验证比较,研究结果表明:基于联合强度理论计算的土体开裂深度明显小于朗肯土压力理论的开裂深度,且基于联合强度理论土体应存在拉应力区,在此区域内,挡土墙与土体存在胶合力的情况下,需考虑挡土墙受到的拉力和因此导致的局部应力集中;有限土体的土压力小于朗肯主动土压力,且随着挡土墙与既有构筑物距离的增加,有限土体土压力趋近于无限土体土压力。基于联合强度理论和有限土体理论建立的主动土压力计算方法能更合理地评价黄土的主动土压力。     

钻孔灌注桩成孔卸荷时效性理论研究

针对钻孔灌注桩钻孔的卸荷效应及孔周土体的粘弹性,分析了孔壁受力变化机理。另外,考虑钻孔卸荷时孔周土体松弛及蠕变特性,以标准线性固体模型中的推广Kelvin体为桩周土的流变模型,推导钻孔卸荷后,孔壁水平应力和位移随时间的变化的公式,对深入研究钻孔的流变特性及其卸荷效应影响具有重要意义。     

基于上限法的K0固结黏土基坑抗隆起稳定分析

软黏土基坑抗隆起稳定一般以不排水强度控制。考虑挡墙入土深度、挡墙与土体之间的摩擦和土体非均质各向异性,首先根据严格的塑性极限分析上限定理假设挡墙完全光滑或完全粗糙,并运用考虑软黏土K0正常固结和基坑开挖引起土体应力主轴旋转的不排水各向异性强度公式,推导基于Terzaghi机构和Prandtl机构的基坑抗隆起稳定上限解。将在各向同性情况下推导所得稳定系数计算公式与同样基于上限法的Chang(2000)和黄茂松等(2008)以及基于极限平衡法的Terzaghi(1943)稳定系数计算公式进行对比。研究挡墙入土深度、土体强度各向异性和非均质等因素对基坑抗隆起稳定性的影响,同时与多块体上限法的计算结果进行比较分析,验证本文推导方法的适用性。     

深基坑开挖中考虑时空效应的土压力计算方法研究

针对土体自身特性及深基坑开挖工程的特点,总结分析了土压力随位移和时间的变化规律,初步讨论了考虑位移效应和时间效应的土压力计算公式.考虑基坑工程位移和时间的耦合作用,运用耦合理论,提出了基于时空效应的土压力计算方法.实际工程分析结果表明,该方法比传统计算方法更接近实测值,误差仅为传统方法误差的1/5～ 1/4.该方法完善了基坑支护设计理论,对基坑设计与施工具有一定的指导作用.     

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构稳定性分析

疏排桩锚-土钉墙组合支护结构是复合土钉墙发展的趋势之一,此结构可有效地突破复合土钉墙在控制及预测位移方面的局限性,并增大了土钉墙的支护深度,增强其适用性及应用范围。以拱形理论为基础,分析土压力的传递及应力重分布的机制与特点,研究支护结构变形性状特征。据此,提出该支护方式的局部及整体稳定性计算公式,建立了受力及稳定性计算模型,并结合实例进行了相关验证。     

基于Hewlett土拱模型桩承式加筋路堤桩土应力比计算

桩土应力比是桩承式加筋路堤荷载传递以及地基沉降计算的重要参数。基于Hewlett土拱模型,单独分析拱顶或拱脚土单元,假设拱顶土单元处于极限状态(拱脚土单元处于弹塑性状态),以均匀超载模拟交通荷载,推导桩土应力比计算公式;基于抛物线模型,考虑筋-土界面摩擦以及地基反力,改进张拉膜效应分析方法,推导加筋条件下桩土应力比计算公式。最后与相关文献实测数据进行对比验证,结果表明该方法与相关文献实测结果除桩间净距为100mm存在误差外,变化规律基本一致,当桩间净距大于100mm时,误差不超过8%。     

黏性地层中深埋直墙拱形隧道的支护压力及稳定性

在剪切破坏理论基础上采用极限分析法对黏性地层中深埋直墙拱形隧道展开研究。首先基于加载试验提出了破裂区的理论模型,考虑隧道侧面剪切楔形体的双滑裂面作用建立了侧压力表达式,得出侧压力及竖向支护压力的近似解,并提出了隧道侧压力与竖向土压力相互作用理论。根据剪切楔形体的稳定建立无支护深埋直墙拱形隧道的稳定性定量判别条件,得出极限承载力近似解。定义了基于极限分析法的稳定安全系数,并分析深埋隧道稳定性的影响因素。研究结果表明:本文提出的破裂区理论模型、极限承载力值与试验结果接近;基于双滑裂面作用的竖向支护压力、侧压力显著小于传统理论值;在良好地层中,拱形隧道极限状态下的竖向支护压力越小则侧压力越大,侧压力或侧压力系数?越大则竖向支护压力越小;黏聚力是无支护的深埋直墙拱形隧道稳定的必要条件稳定安全系数K随黏聚力、内摩擦角的增大而增大,随隧道跨度、高度的增大而减小;黏聚力对K的影响比内摩擦角大,跨度对K的影响比高度大,而埋深越大对深埋隧道稳定安全系数的影响越小。     

钢筋混凝土剪力墙塑性铰区受剪承载力分析

在已有试验研究的基础上,采用桁架-拱模型对钢筋混凝土剪力墙塑性铰区的受剪机理进行了研究。引入了考虑轴压比的混凝土强度有效系数;分析了剪力墙截面极限转角、水平分布钢筋、桁架与拱模型倾角等因素对剪力墙受剪承载力的影响;并在此基础上建立了剪力墙塑性铰区受剪承载力计算公式。理论研究与试验分析表明:基于桁架-拱模型的剪力墙受剪承载力公式具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。     

地震动土压力水平层分析法

Mononobe-Okabe公式是挡土结构设计中关于侧向动土压力计算的常用方法。但Mononobe-Okabe公式的诸多假设使得其公式适用范围受限,而且无法给出地震动土压力合力作用点位置及地震动土压力强度沿墙背分布情况。为弥补以上不足,基于Mononobe-Okabe平面破裂面假设,采用水平层分析法推导地震条件下主动和被动土压力合力及其作用点位置、土压力强度分布公式,并采用图解法得到临界破裂角的显式解答。公式考虑水平和垂直地震加速度、墙背倾角、挡墙墙背与填料黏结力和外摩擦角、均布超载等诸多因素,可以适用于黏性土和无黏性土的主动和被动土压力计算。分析结果表明,地震条件下土压力强度沿墙高为非线性分布,在相应简化假设条件下公式与Mononobe-Okabe公式完全一致。     

冻土区桩基础冻胀过程中钢筋与混凝土黏结性能劣化机制研究

冻土区钢筋与混凝土之间的黏结性能对温度的响应更为敏感,并且桩内部因钢筋与混凝土之间的线膨胀系数差异引起的温度应力不容忽视,因此有必要对其进行研究.首先通过分析并建立计算模型,得到模型中沿桩基横截面的温度分布.接着,推导了温度应力的计算公式.然后基于弹塑性厚壁圆筒理论,推导了在温度梯度影响下钢筋与混凝土的黏结强度计算公式...     

砂性土中顶管开挖面最小支护压力的计算

由于圆形顶管掘进机的长高比为1,开挖面破坏时会形成卸荷拱,滑动块是一个形状复杂的截柱体,并非楔形体模型假定的三角形楔体.假定开挖面失稳时滑动块的形状为一个梯形楔体,滑动块上部为一梯形棱柱.采用太沙基松动土压力理论,根据滑动块的整体受力平衡,推导出砂性土中考虑成层土的开挖面最小支护压力计算公式.算例分析表明,该方法的计算结果要小于楔形体模型的计算结果,更接近离心模型试验结果.     

搅拌桩对复合土钉墙整体稳定系数的影响分析

为研究搅拌桩对复合土钉墙整体稳定系数的影响,采用以普通土钉墙整体稳定验算方法为基础并考虑搅拌桩抗剪作用的复合土钉墙整体稳定性验算公式,对分布在深圳和广州等地的14个复合土钉墙工程进行了计算,得到了3类整体稳定系数与搅拌桩长度之间的曲线规律。分析结果表明:搅拌桩对复合土钉墙整体稳定系数的提高作用明显,建议按照提高比例不大于30%进行工程验算。