基于MIDAS的复合地基加筋垫层的力学特性模拟分析研究

为优化复合地基加筋垫层设计,在处理吹填软土地基时提供理论依据,通过MIDAS有限元软件对加筋复合地基数值模拟,对复合地基加筋垫层的力学特性进行分析,并对加筋方案、加筋层数进行设计优化.结果表明,地基上部荷载较小(100kPa),加筋垫层作用不显著;上部荷载较大时(250kPa),复合土工格栅的作用发挥较充分,加筋层数成为影响桩土应力比的主要因素,为加筋垫层设计优化提供可靠的理论依据.最后,铺设2层复合土工格栅控制沉降变形较铺设1层的效果好,铺设3层则效果提升不大,综合经济和施工便利的因素,垫层中铺设2层复合土工格栅最优,加筋材料的优化层间距为3.3cm.     

土工织物复合垫层法在新吹填软土地基加固中的应用与效果分析

使用真空预压工艺加固软土地基时通常使用中粗砂作为水平排水通道。针对铺设土工织物复合垫层的新吹填软土地基加固试验区为研究背景,解决了水平排水系统、人造表层硬壳层和轻型插板设备等关键施工技术。通过加固过程中对孔隙水压力和地表沉降的监测,掌握了该工艺地基土体变形规律;加固前后取土和地基承载力检测数据表明加固后吹填土层含水率、孔隙比明显减小,地基承载力达到80 k Pa。试验数据证明采用土工织物复合垫层可有效替代传统中粗砂垫层,为后续大面积地基处理工程提供了参考。     

CFG桩网复合地基加固物流地坪深厚软土地基的三维数值模拟分析

结合湖州某物流园采用CFG桩网复合地基处理大面积深厚软土的工程实例,运用Midas GTS有限元软件建立桩网人工复合地基三维固结模型,计算模拟不同垫层厚度、土工格栅层数、桩长等设计参数对沉降变形的影响以及土工格栅在桩网固结模型中的受力特征。计算结果表明:地基整体沉降变形随填土垫层厚度的增加而增大,随土工格栅层数的增加而减小,随桩长增加而减小;土工格栅最大拉力随着土工格栅层数增加而减小,在桩帽顶部角点处产生部分应力集中,且在桩帽之间挠度明显增加。为此,控制垫层厚度、土工格栅层数、桩长等措施能有效减小地基沉降变形,为今后软基沉降控制等相关工程提供借鉴。     

桥头软基现浇筒桩处理现场试验分析

为研究现浇筒桩和土工格栅加筋碎石垫层组成的复合地基加固软弱路基的作用机理及效果,介绍了某高速公路桥头筒桩处理中进行的地表沉降、分层沉降、深层土体位移、孔隙水压力、桩土应力等项目的现场测试成果。结果发现:该处理方法具有经济合理,承载力高,沉降小等特点,为解决软土“桥头跳车”提供了一种经济、有效的手段;土工格栅可以很好地调节荷载分布,使荷载更多的向桩身集中;超静孔压不大,且有规律性,不影响沉降稳定性;地基侧向变形小,变形速率在时间和深度上都呈递减趋势。     

不同型式复合地基试验对比分析

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明：水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。     

上覆欠固结吹填粉砂深厚软黏土地基加固效果分析

通过对某上覆欠固结吹填粉细砂土深厚软土地基真空预压中真空压力传递和衰减、超静孔隙水压增长和消散、地基表面沉降、土体分层沉降变形特性和规律的分析,研究上覆欠固结吹填粉细砂土层对真空预压软基固结变形的影响。欠固结吹填粉细砂土层有利于下卧深厚软基的排水消压,地基沉降前期快、波动大,中后期收敛稳定快。膜下真空压力表面传递的差异性和波动性较大,向地基深处传递的滞后性和衰减幅度较大。欠固结吹填粉细砂土压缩量较大,吸收了大部分的真空能量,不利于下卧深厚软基的压缩变形。处理后欠固结吹填土的加固效果明显好于下卧软基土体。     

桩网复合地基土工格栅加筋效应的试验研究

以遂渝铁路松软地基为工程背景,原位测试了铺设与不铺设土工格栅两种情况的粉喷桩复合地基的剖面沉降、桩顶和桩间土的土压力、土工格栅拉力。分析结果表明:桩顶和桩间土的土压力与填土高度成正比,铺设土工格栅能有效改善附加应力的传递,提高桩土应力比,粉喷桩 土工格栅加筋垫层复合地基的桩土应力比为3.75。土工格栅的拉力与沉降成幂函数关系。分析结果对的粉喷桩桩网复合地基设计有重要参考价值。     

青岛滨海公路吹填地基的固结特性分析

以青岛滨海公路试验段海相吹填软土地基的特点,分析了其固结特性.采用考虑荷载逐渐增加的固结理论,结合吹填土的应力和边界条件.探讨了吹填土的固结规律和孔隙水压力消散的计算方法,并分析了吹填土不同施工时间的沉降过程曲线,得出有益的结论,为青岛滨海公路进一步选择软基处理方案提供了参考.     

吹填软土一维大变形自重固结的有限差分数值解

吹填软土发生自重固结的物理本质在于超孔隙水压力的消散与有效应力的增长,以往有关土体大变形自重固结问题的求解方法多基于Gibson大变形固结理论,未从物理本质上反映土体的固结过程。文章基于Gibson大变形固结理论的有关假定,推导建立以超孔隙水压力为变量的一维大变形自重固结控制方程,该方程的形式简单,系数的物理意义明确。结合吹填软土自重固结的边界条件及初始条件,采用修正隐式差分格式的有限差分法求解得到方程的有限差分数值解,该数值解能够求解任意e-σ′和e-k函数关系下吹填软土的自重固结过程。通过与Lee和Sills求得的解析解及SWC模型解对比,从超孔隙水压力、孔隙比及沉降3个方面对数值解的正确性进行验证。利用文章所提方法分析初始厚度、初始孔隙比及土粒比重对自重固结性状的影响。分析表明,土体自重固结过程中的沉降固结度始终大于孔压固结度,初始厚度对孔压固结度的影响更大,初始孔隙比及土粒比重对沉降固结度的影响更大。     

土工格栅加筋砂石垫层的施工

基础下采用土工格栅加筋砂石垫层，可使基础荷载通过垫层产生应力扩散，均化地基应力，减少不均匀沉降，约束地基的侧向变形，提高地基承载力和稳定性。该地基处理技术施工简单，无污染，适用性强，发展前景广阔。     

预应力薄壁管桩在公路软基处理中应用的试验研究

带桩帽的预应力薄壁管桩结合土工格栅加筋垫层的刚性桩复合地基处理高速公路深厚软土地基,具有施工质量易控制、施工速度快、工后沉降及不均匀沉降小、地基处理深度大、复合地基承载力大、造价比较适中等突出优点。本文结合连盐高速公路试验段施工期间和路堤填筑期间的实测资料,通过对填筑期间土压力、沉降、侧向变形的分析,突出体现了预应力管桩在加固深厚软土地基中的实用性和优越性。     

真空联合堆载预压处理软土地基测试与分析

结合山东某港口大面积吹填软土地基处理实践,阐述了真空联合堆载预压施工相关监测和检测内容及其基本操作方法;分析了真空联合堆载预压施工过程中土体表面沉降、分层沉降、深层水平位移以及孔隙水压力的发展变化过程和规律。表明真空联合堆载预压法加固软土地基具有真空预压和堆载预压的双重加固特征,堆载能加速软土地基的固结变形,但在堆荷较小情况下,被加固土体总体仍表现为土体向加固区中心位移的收缩固结变形特征。从工后现场原位测试及试样室内土工试验成果可以看出,淤泥土层加固后含水量、孔隙比均有大幅减小,土体物理力学性质得到较大改善,土体强度增长幅度可达100%～300%。说明真空联合堆载预压应用于处理大面积吹填软土地基是成功可行的,其加固效果明显,有效影响范围可达排水板深度。     

填方地基组合加筋模型试验及稳定性探析

为研究不同加筋处治技术在填方地基边坡中的稳定性效应,开展土工格栅加筋以及土工格栅、土工格室组合加筋地基模型试验,对比测试两种技术加固条件下,边坡和地基的应力及变形,并通过理论,分析边坡整体稳定性和坡角局部稳定性。结果表明：组合加筋技术较土工格栅加筋对软基边坡的固结效果提升更佳;加筋效果随着坡体位移的增大而逐渐显现;土工格栅加筋使边坡整体稳定性提升32.4%,组合加筋则可以提高37.8%;土工格室碎石垫层可显著提高坡角局部稳定性。     

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验.在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力.试验结果表明:(1) 加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2) 加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3) 加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4) 模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致.在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5) 加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性.     

饱和软基沉降的有限元研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了它的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软士特性等诸多因素的影响.本文应用有限元数值方法,研究了软粘土地基在填土过程中的沉降,以及超静孔隙水压力的消散的动态过程.     

路堤饱和软土地基初始孔压分布及沉降分析

变形和稳定性问题是岩土工程中需要解决的两个主要问题，尤其是在软土地基上修建公路，这两个问题就更加突出。从工程实用角度出发，将饱和软土地基视为Biot介质，假定路堤荷载瞬时施加，求得了地基中初始超静孔隙水压力的分布，以及有效应力的分布，进一步求得瞬时沉降和固结沉降。分析了压缩层厚度和土骨架泊松比对瞬时沉降和固结沉降的影响，为施工前填土方量计算、填筑结束后地基超静孔隙水压力分布和沉降计算提供了依据，其计算表达式简洁，便于工程应用。最后对一个工程实例进行了分析。     

桩承加筋土复合地基试验及稳定研究

通过设计柔性荷载下桩承加筋土复合地基室内模型试验,研究了复合地基在极限柔性荷载作用下的相应沉降规律及桩土应力变化,并探讨分析加筋垫层对地基稳定性影响。试验结果表明:增大垫层厚度,复合地基沉降增大明显,桩身沉降增大,纯砂区沉降增大,不利于复合地基的稳定性;增加土工格栅的层数对于高厚度垫层的复合地基有明显的改善效果,复合地基的沉降减小,桩身沉降增大,纯砂区沉降减小,桩土应力比增大,有利于桩承加筋土复合地基的地基整体稳定性。     

格栅模量对加筋软基路堤关键位移的影响

为了研究土工格栅模量对加筋软土地基上路堤顶面不均匀沉降、路堤中心沉降、坡脚水平位移三个关键位移的影响,通过工程实例现场观测与有限元数值试验相结合的方法,分析了采用不同模量土工格栅加筋后软土地基上的路堤关键位移.研究了土工格栅模量对路堤关键位移的影响.研究成果表明:合理的选择土工格栅的模量可以有效的控制路堤的关键位移.有限元数值试验与现场观测结果一致,其结果可以作为软基加筋路堤设计参考.     

基于渐近均匀化理论的格栅加筋路堤沉降计算

土工格栅作为特种土工合成材料的一种,由于将其加入路基土中后能有效降低路基整体沉降和不均匀沉降,已在交通工程中发挥着重要作用.将渐近均匀化理论运用到土工格栅加筋路堤沉降计算中,所得结果与已有实测值对比表明,该法计算土工格栅加筋路堤的沉降是可行的,从而提供了一种计算水平向增强体（土工格栅）复合地基沉降的新方法;该方法与现行沉降计算方法相比,步骤简单,方便实用.此外,分析沉降变形影响因素,可兼顾施工简便性和土工格栅生产工艺要求而得出路堤最佳加筋方案,为工程应用提供理论参考.     

混凝土芯砂石桩复合地基现场试验研究

从控制工后沉降和差异工后沉降思想出发,介绍了混凝土芯砂石桩复合地基加固深厚软基新技术。混凝土芯砂石桩复合地基采用按沉降或工后沉降控制设计思路,以土工格栅加筋碎石垫层作为基底垫层,芯桩砂石壳作为竖向排水体,预制钢筋混凝土芯桩作为竖向增强体,堆载作为加压系统。该技术充分利用了芯桩砂石壳的排水作用,使桩间软土的固结和沉降在施工和预压期间大部分完成,以解决路堤等建筑物在使用期间的沉降和不均匀沉降问题,达到控制工后沉降和差异工后沉降及充分发挥桩间软土承载力的目的。文中对路堤荷载下的芯桩顶应力和桩间土应力、桩顶和桩间土的沉降和差异沉降、分层沉降、侧向位移、超静孔隙水压力和桩身钢筋应力进行了较全面的现场观测,结果表明:混凝土芯砂石桩复合地基法工后沉降和差异工后沉降小,沉降稳定快,能适应快速加荷和质量可靠,特别适合于高含水率、高有机质含量地区对工后沉降和工后沉降差有严格要求的深厚软基处理,同时论证了该工法的有效性和优越性,具有较大的推广应用价值。