刚性桩复合地基渗流固结性能分析

基于饱和砂井渗流固结理论,推导了综合考虑褥垫层、桩、土模量的刚性桩复合地基渗流固结解析解。在ABAQUS中使用Modified Cam-clay模型和孔压单元模拟桩间土体,建立单桩复合地基有限元分析模型。计算结果与某高层结构刚性桩复合地基静载试验吻合较好,验证分析模型的有效性。使用该分析模型,研究褥垫层厚度、模量,桩长对刚性桩复合地基受力及固结变形的影响。结果表明：刚性桩复合地基固结速度远大于天然地基,固结速度随褥垫层模量增大而增大,随井径比减小而增大;结构施工过程中,地基固结沉降已基本完成;褥垫层模量的增大可减小刚性桩复合地基固结沉降,但褥垫层厚度及排水土层厚度的增加都会加大固结沉降。     

充填土袋堤变形与稳定离心模型试验研究

利用疏浚土及吹填泥作为充填料的土工织物充填袋筑堤技术得到极大关注。本文针对连云港疏浚土,采用土工离心模型试验技术,研究充填土袋堤体与地基的变形和整体稳定性。试验结果表明:充填土袋堤沉降主要发生在施工期,竣工后沉降变化很小,在堤体范围内沉降呈堤中心大、两边小的锅形分布。充填土黏粒含量对堤身的压缩变形影响较大,充填黏性土与充填砂性土相比,竣工期堤身压缩变形约高11%,竣工一个月后堤身压缩变形约高13%。堤体与地基失稳破坏为圆弧滑动破坏型式,充填黏性土堤稳定安全系数为1.19,充填砂性土堤的稳定安全系数为1.41,表明充填黏粒含量高达32.5%的黏性土筑堤能满足整体稳定要求。     

循环荷载作用下黏性土加筋挡墙有限元动力特性分析

在循环荷载作用下,对加筋土挡墙进行有限元模拟分析,研究黏性土加筋土挡墙的动力特性.重点研究挡墙回填土为黏性土条件下,不同加筋材料、动荷载峰值加速度对加筋土挡墙的影响.由计算结果认为在循环荷载作用下加筋土挡墙水平位移受动荷载峰值加速度影响较大,加筋土挡墙最大位置出现在挡墙下部,黏性回填土的加筋土挡墙变形量要小于砂土回填的加筋土挡墙.     

包裹砂桩复合地基的承载力和沉降特性

对包裹砂桩挤密复合地基与压密砂土地基进行静载荷对比试验,研究了桩长、桩径、桩间距和长径比的改变对包裹砂桩复合地基承载力与沉降的影响。试验结果表明:地基土中增加包裹砂桩可以有效限制地基土侧向变形,发挥包裹砂桩桩体的竖向承载力,使处理后的复合地基承载力明显提高,沉降显著减少;桩径、桩间距和长径比对包裹砂桩复合地基承载力和沉降影响较为显著,随桩径增大和桩间距减小,复合地基承载力提高且沉降降低,长径比明显变小时,桩土应力比更大,更有利于桩承载力的发挥,而桩长对其影响并不明显;包裹砂桩复合地基的桩间距不宜大于4D;桩侧土压力随深度递减,桩侧和桩端荷载分配比例与桩长关系不大。     

膨胀土–EPS缓冲层–挡墙体系侧压力的模拟和计算

采用ABAQUS有限元热力耦合模块,以热膨胀类比膨胀土增湿膨胀,对膨胀土–EPS缓冲层–挡墙体系进行了数值模拟,研究了EPS缓冲层与墙体和膨胀土间的界面摩擦、墙后膨胀土的宽度、EPS块体间隙等因素对EPS缓冲层减压性能的影响。结果表明:(1)膨胀土–EPS缓冲层之间、挡墙–EPS缓冲层之间的界面摩擦力使作用在挡墙上的侧压力产生重分布,进而显著影响挡墙的倾覆力矩,但对水平推力影响很小;(2)墙后膨胀土宽度越宽,作用在膨胀土–EPS缓冲层–挡墙上的侧压力越大。当膨胀土宽度超过挡墙高度的2倍时,墙后侧压力不再明显增加;(3)组成EPS缓冲层的EPS块体间的间隙不影响挡墙上的侧压力分布。结合数值模拟结果,对膨胀土–EPS缓冲层–挡墙体系的工作机理进行了分析,提出了挡墙侧压力的计算模型。以重力式挡墙为例,说明了该计算模型在膨胀土–EPS缓冲层–挡墙体系设计中的应用,为EPS用于膨胀土挡墙缓冲减压的工程设计提供参考。     

基于ADINA模拟的桩土相互作用有限元分析

以桩土复合地基为研究对象,采用ADINA有限元数值分析对复合地基承载变形特性进行了系统地分析,模拟了桩土界面接触作用,研究分析了复合地基沉降变形的组成及影响复合地基变形的因素,得出了一些有益的结论.     

台阶式格栅加筋挡墙现场试验及数值分析

为研究山区高等级公路高强土工合成材料加筋陡坡路基新形式及其与生态环境快速恢复结合问题,对广东省河龙(河源至龙川)高速公路K29 307～K29 353段分级直立式格栅加筋路基挡墙进行现场试验测试分析,分别测试挡墙从施工到正常使用期间加筋体内筋带拉力、土压力分布、墙面变形以及地基应力等.针对这种形式的加筋挡墙发展了有限元数值分析方法,将计算结果与试验实测结果进行对比分析,验证加筋挡土墙结构应力与变形有限元分析的可靠性,为该类型的加筋挡墙设计提供参考依据.     

挡墙平动模式下邻近长-短桩复合地基基坑土压力试验研究

针对邻近长短桩复合地基基坑土压力，通过室内模型试验，研究邻近长-短桩复合地基基坑开挖过程中，随着基坑侧壁水平位移的发展，基坑土压力分布曲线的变化规律。研究表明：挡墙发生位移时，短桩加固深度范围内，邻近长-短桩复合地基挡墙土压力小于天然地基条件下的土压力，短桩桩端下部挡墙土压力则显著大于天然地基条件下的土压力；在计算邻近长-短桩复合地基挡墙土压力时需考虑短桩桩端附加荷载的影响；邻近长-短桩复合地基条件下的基坑土压力可近似等效为桩间土附加应力、短桩附加应力与长桩附加应力分别产生的基坑土压力的代数和，据此建立了邻近长-短桩复合地基基坑土压力的简化计算方法。     

考虑变形影响的重力式挡墙地震土压力分布

利用汶川地震丰富的近场实震资料,分析总结了地震作用下挡墙的变形破坏模式,指出挡墙的变形模式与地基基础关系最为密切。位于岩质地基上的挡墙主要发生倾斜变形,位于土质地基上的挡墙则主要发生推移变形。在此基础上,基于温克勒地基模型,将土体看做是一系列弹簧和理想刚塑性体的组合体,分析得到了不同变形模式下挡墙地震土压力及其合力作用点的计算方法。结果表明：不同变形模式下挡墙的地震土压力分布特征各异,除平移模式外,其余变形模式下挡墙地震土压力随深度都呈非线性分布;位于岩质地基上的挡墙发生变形后地震土压力的合力作用点要比土质地基上的挡墙高。通过开展位于岩质地基和土质地基上挡墙的振动台模型试验,对文中提出的挡墙地震土压力计算方法进行了验证,发现试验结果和理论分析结果较相吻合。     

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。     

基坑内土体加固对围护结构变形的影响分析

软土地区常采用坑内土体加固来达到减少土体侧向位移的目的。以弹性地基梁法为基础建立了基坑的有限元模型,利用得到的模型分析了坑内土体的加固深度及程度对围护结构变形的影响。结果表明:围护结构的位移随加固深度及程度的增大而减小,且存在着临界加固深度。因此,合理地确定加固深度及程度既能保证基坑安全,又能够节省工程造价。     

毛竹复合土钉墙工作性状的数值分析研究

以某软土基坑采用毛竹复合土钉墙支护的工程实例为背景,利用有限元软件PLAXIS建立某设计剖面的平面应变有限元模型。为提高数值分析定量计算分析的精度,采用了能反映土体小变形和加卸载变形等特点的小应变刚度模型。通过对土钉墙面层及毛竹排桩的水平位移、坡顶沉降、毛竹土钉的轴力以及毛竹排桩的剪力和弯矩分布规律的分析,对堤坝形毛竹复合土钉墙的工作性状获得了较全面的认识,并探索了其可能的失稳破坏形式。采用该程序自带的强度折减有限元法计算了各开挖工况下支护体系的稳定安全系数,表明毛竹复合土钉墙在施工期间和施工后均具有较高的稳定性,具备可靠的支护能力。     

灌浆对基坑变形影响的有限元模拟与分析

运用有限元法研究了地下连续墙深基坑开挖工程中,用预灌浆的方法加固部分将被挖去的软土,灌浆施工对地下连续墙及邻近土体变形的影响。理论及实测结果比较表明,将地下连续墙与灌浆加固相结合的方法减小了地下连续墙的变形,增加了基坑开挖的稳定性。     

土工格栅加筋挡土墙支护性能敏感参数分析

对某工程土工格栅加筋挡土墙支护结构采用分离式有限元法建立模型,对加筋挡土墙进行计算,对影响加筋挡土墙工作性能的填土性质、加筋间距、加筋长度和筋材弹性模量等敏感参数进行分析,通过计算并和实际监测数据进行对比分析,得出其侧向变形敏感参数对其侧向变形的影响规律,为相关工程土工格栅加筋挡土墙的设计和施工提供参考依据。     

深圳某深基坑连续墙支护结构变形有限元分析

由于基坑开挖问题的复杂性,传统的分析方法在解决基坑支护结构变形方面存在着很多局限性,在深圳某连续墙支护基坑工程中,通过建立基坑体系二维有限元弹塑性分析模型,对开挖过程引起的基坑侧壁和地表变形以及塑性区范围进行了研究,结果表明:基坑开挖较浅时,主要荷载由地下连续墙承担,随着开挖深度的增大,横撑的约束作用逐渐加强,侧壁变形、塑性区范围、地表沉降范围均与基坑开挖深度相关。     

逆作法基坑支护结构三维m法及工程应用

逆作法技术广泛应用于软土地区敏感环境下的深大基坑工程施工。虽然基于连续介质力学的三维实体有限元方法已逐渐被用于分析评估深开挖对周围环境的影响,工程实用中支护结构的内力变形分析仍采用基于梁–土弹簧体系的弹性抗力法,而传统的支护结构弹性抗力法不能考虑逆作法基坑复杂施工因素的影响。以杭州某逆作法深大基坑工程为案例,结合现场实测数据,通过PLAXIS平面有限元分析与弹性抗力法反分析,得到逆作法深大基坑中盆边留土、坑底工程桩作用和蠕变影响的杭州软黏土等效水平基床比例系数m的拟合公式,提出了考虑逆作法复杂施工因素影响的基坑三维梁系有限元分析方法。研究表明,该方法的计算结果比现有方法更合理;对于深厚软黏土逆作法基坑工程,土体蠕变对基坑变形影响显著。     

考虑蠕变、地震效应的土工格栅砂性土加筋挡墙弹塑性有限元分析

土工合成材料加筋土挡土墙具有优良的抗震性能,但是由于加筋用的土工合成材料具有显著的蠕变及应力松弛特性,需要深入研究加筋土挡墙在经历蠕变后的地震动力行为及震后的进一步蠕变以理解其全面的静动力学性能。在已有研究的基础上,应用笔者提出的土工合成材料循环受载、蠕变和应力松弛统一本构模型模拟土工格栅的力学行为,考虑到土工格栅加筋土挡土墙的填土一般为砂性土,而砂性土一般蠕变变形较小,本文应用可以模拟砂土述砂性土非线性静动力性能的广义塑性模型模拟填土,未考虑其蠕变变形。结果表明,在正常加筋长度和密度情况下,加筋土挡墙在经受地震前的蠕变变形会趋于稳定,但筋材内力重分布明显;地震作用使得加筋土挡墙产生较大变形,加筋内力出现较大增长,但结构并未破坏;地震后加筋土挡墙蠕变变形继续发展,而土工格栅加筋会出现内力松弛现象。     

水上基坑围护结构方案设计与分析

结合某紧邻高桩码头的大型水上客运综合体深基坑工程的方案设计,提出一种既满足围护结构水上施工作业条件,又能最大限度减少前方码头结构设计变更的复合钢板桩基坑围护方案。针对地下连续墙和复合钢板桩两种水上基坑围护方案,采用Plaxis软件分别建立平面应变有限元计算模型,分析了不同施工工况下两种方案围护结构的变形及受力特性。研究表明,复合钢板桩能与前方码头结构同步进行水上施工,该方案减小了码头后方接岸斜坡堤回填与基坑开挖工程量,基坑开挖阶段降低了作用于围护结构的土压力,对基坑变形控制及稳定均有利。基坑开挖至坑底时复合钢板桩最大侧向变形仅为地下连续墙的1/3,变形性态也明显优于地下连续墙。此复合钢板桩基坑围护方案可为类似基坑工程的设计和施工提供有益参考。     

袋装淤泥质土挡墙现场试验研究

在平原地区航道建设过程中,航道开挖会产生大量的淤泥质土,将开挖的淤泥质土装入土工袋用于修筑引航道挡墙,能够有效解决开挖淤泥处理的问题。结合苏州杨林塘航道整治工程,利用航道开挖的淤泥质土,通过室内无侧限压缩与固结试验研究了土工袋处理淤泥质土的作用原理;对100 m长的袋装淤泥质土挡墙试验段开展了现场试验,实测了挡墙施工过程中与竣工后的水平位移、侧向土压力及表面沉降。结果表明土工袋能够加速袋内土体固结,增大袋内土体强度;竣工7个月后实测墙体最大水平位移为29.42 mm,发生在挡墙顶部,墙顶面沉降位移为19.2 cm,基本达到稳定;由于土工袋层间摩擦作用,土工袋挡墙墙后土压力从墙内向墙外会逐渐减小;与常规重力式混凝土挡墙相比,所设计的袋装淤泥质土挡墙能够有效降低工程造价。     

Field study of a retaining wall constructed with clay-filled soilbags

This paper presents a field study of constructing retaining walls using soilbags that are formed by filling the excavated clayey soils into woven bags (geosynthetics). The strength and deformation of the soilbags filled with clayey soils were studied via laboratory tests. A 100?m testing retaining wall was constructed with soilbags in a waterway project. The lateral deformation, the lateral pressures and the surface settlements of the testing retaining wall were monitored during construction and after 7 months operation. The results show that the soilbags can increase the strength of clayey soils. After 7 months of the completion, the lateral deformation and the surface settlement of the testing retaining wall tend to be stable with the maximum values of 29.4?cm and 19.2?cm, respectively. The lateral earth pressure on the front retaining structure could be positively reduced owing to the interlayer's friction of soilbags. Compared to the conventional gravity concrete retaining wall, about 38% construction cost was saved in the 100?m testing retaining wall.