基于延缓固结法的地基工后沉降控制的数值分析

延缓固结法(地基延缓固结处理法)是一种通过限制工程运营期间地基的孔隙压力消散来消除后期的地基固结沉降,从而达到控制地基工后沉降目的的新型地基处理方法。通过设置深层水平防渗层完善了延缓固结法,并以此为基础完成该文的研究工作。有限元模拟计算表明,延缓固结法处理的地基工后沉降随帷幕的深度增加而减小,但是当帷幕达到一定深度以后,再增加帷幕的深度,工后沉降不再减小,而竖向防渗帷幕的深度非常小时,延缓固结法反而会使地基工后沉降加大。采用有限元方法比较了分别采用延缓固结法和刚性桩处理地基的超孔压分布、竖向位移场的分布、沉降时程曲线和控制地基工后沉降的效果,且粗略地比较了二者的经济性能。在竖向防渗帷幕的深度适宜的情况下,延缓固结法控制地基工后沉降的作用确实存在。当处理深度在一定范围之内时,延缓固结法和刚性桩相比具有经济和技术双重优势。     

列车荷载作用下X形桩-网复合地基动力响应研究EI北大核心CSCD

基于大比例X形桩‑网复合地基模型,开展了高速铁路列车荷载下桩‑网复合地基的动力特性试验研究,分析了不同车速情况下地基土的振动速度、动应力和动位移的分布特性,探讨了循环荷载下轨道路堤地基系统的振动响应和路堤内部动应力的分布特征和衰减规律。采用PLAXIS 3D建立数值分析模型,研究了不同列车轴重及振动频率对路堤振动速度响应的影响,对比了无筋路堤与双层土工格栅加筋路堤在动荷载作用下桩顶与桩间土竖向应力的分布规律。结果表明:轨道板表面处竖向位移随时间呈“M”形周期性变化;竖向速度响应在路堤表层处最大,沿地基横向及深度方向逐渐衰减,在路堤中衰减了近90%。随着加载频率及加载幅值的增大,土体振动速度逐渐增大。动荷载对无筋路堤影响显著,土拱效应明显减弱,桩土应力比值随加载频率的提高逐渐减小。土工格栅加筋路堤张力膜效应能够减小动荷载对复合地基的影响。     

协同工作条件下地基土对单层球面网壳结构动力性能的影响

针对大跨空间结构与地基土协同工作问题,基于修正的S-R(Sway-Rocking)模型,建立单层球面网壳屋盖-支承结构-地基土协同工作的整体有限元模型,分析协同工作条件下不同地基土对单层球面网壳结构自振特性及地震响应的影响。研究表明,协同工作条件下单层球面网壳结构的自振周期随着地基土的变软明显增大,屋盖结构竖向振型提前。在地震作用下,单层球面网壳屋盖的杆件轴力和网壳节点最大竖向加速度随着地基土变软而减小;网壳节点的最大水平位移随着地基土的变软而增大,而最大竖向位移呈现减小趋势。     

基于Boussinesq应力解和位移解的复合地基沉降可靠度分析

将复合地基的加固区和下卧层作为一个整体,加固区视为压缩模量为复合模量的天然地基,按天然地基的分层总和法计算复合地基沉降.以竖向荷载作用下Boussinesq应力解和位移解为基础,建立了复合地基沉降量的可靠度分析模型.并结合工程实例对复合地基沉降量的可靠指标的影响因素进行了分析.考虑复合地基变形可靠度分析中,功能函数的高...     

黄土与地铁车站动力相互作用模型的水平位移及沉降分析EI北大核心CSCD

在黄土场地条件下进行土与地铁地下结构动力相互作用振动台试验。基于实测数据对黄土与地铁车站接触动土压力、模型地基竖向沉降及水平位移进行分析,对试验中模型地基地震破坏特点进行描述。结果表明:结构侧面顶部动土压力大于中部和下部,随输入峰值加速度的增大结构侧面土压力均增大;地震动较大时,地基层间剪切位移呈现顶部最大,底部次之,中部最小;地表沉降随输入峰值加速度的增加而增大,西安人工波作用下地表沉降大于松潘波和Taft波作用下沉降;结构上方地表沉降始终小于周围土层,表明结构发生相对上升运动;分析发现,结构顶、底动土压力差提供结构上升运动的内在动力。回归分析表明,地基水平相对位移与土层深度可用三次多项式拟合,两者之间具有较好的相关性。     

黄土与地铁车站动力相互作用模型的水平位移及沉降分析

在黄土场地条件下进行土与地铁地下结构动力相互作用振动台试验。基于实测数据对黄土与地铁车站接触动土压力、模型地基竖向沉降及水平位移进行分析,对试验中模型地基地震破坏特点进行描述。结果表明:结构侧面顶部动土压力大于中部和下部,随输入峰值加速度的增大结构侧面土压力均增大;地震动较大时,地基层间剪切位移呈现顶部最大,底部次之,中部最小;地表沉降随输入峰值加速度的增加而增大,西安人工波作用下地表沉降大于松潘波和Taft波作用下沉降;结构上方地表沉降始终小于周围土层,表明结构发生相对上升运动;分析发现,结构顶、底动土压力差提供结构上升运动的内在动力。回归分析表明,地基水平相对位移与土层深度可用三次多项式拟合,两者之间具有较好的相关性。     

考虑水平摩阻效应的土工格室加筋体受力分析

视土工格室加筋体为置于Winkler弹性地基上的连续有限长梁,考虑荷载作用下格室体与其上下表面土体之间摩阻力影响,基于传统的弹性地基梁理论,建立出相应的格室加筋体挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出具有对称荷载作用下格室加筋体的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。进而进一步分析探讨了格室体与土体之间的摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移的影响。结果表明:水平摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移有一定程度的影响。     

废旧轮胎加筋路堤边坡模型试验研究

废旧轮胎用于岩土工程加筋,不但可以消纳、处理大量的废旧轮胎,减轻废旧轮胎造成的环境问题,而且可以为大量的加筋土工程提供质优价廉的加筋材料。该文通过加筋边坡模型试验,对废旧轮胎加筋路堤边坡的应力、变形特性以及影响因素等加筋机理进行了探讨。试验结果表明,轮胎加筋对于路堤边坡的应力演化有显著影响,加筋路堤破坏时相对素土边坡没有出现明显整体变形破坏,应力值没有出现陡降;轮胎加筋可显著降低靠近轮胎单元体正下方及其附近砂土承担的竖向附加应力,且顶层加筋轮胎与加载板距离越小,附加应力值减小越明显;轮胎加筋对减小路堤沉降量效果明显,且荷载越大效果越显著;加筋路堤中,顶部轮胎层距离加载板越近、轮胎加筋层间距越小,路堤模型沉降越小,初始密度较小时,路堤加筋效果较好;路堤边坡加筋前后破坏形态存在明显差异,对于路堤边坡剪出口位置的影响较大,顶部轮胎位置对于路堤边坡破坏形态作用较明显。     

按桩顶沉降量控制超长灌注桩竖向承载力研究

采用桩端阻三折线、桩侧阻双折线荷载传递模型,对基桩竖向承载力进行深入分析,提出了按桩顶沉降量控制大直径超长灌注桩基桩竖向承载力的设想,并导得了多层地基中桩周桩端土层处于各种不同状态下的竖向承载力解析解。该解答不仅能考虑桩周土的分层,还能考虑桩端土体的非线性及沉渣的影响。最后,采用本文方法对两根试桩的实测荷载-沉降曲线进行了比较分析,结果表明二者基本吻合,计算方法可供工程实践参考。     

水位变化对于移动荷载作用下土体动力响应的影响研究

采用上覆弹性层饱和地基土模型描述水位于地表以下的地基动力响应问题,利用改变弹性层厚度模拟土体中水位的变化。基于Biot饱和多孔介质动力方程和层间连续性条件,求解出上覆弹性层饱和半空间频域波数内位移场表达式,通过Fourier逆变换得到3维空间域的结果,研究了水位变化对于土体动力响应的影响。数值计算结果表明,水位的变化会对地基中波的传播产生一定影响。当水位离地面较深时,地面竖向位移值与弹性半空间情况类似;随着水位上升,弹性层和饱和半空间界面上的反射波会对地面竖向位移产生影响,导致地表位移值较弹性半空间下的结果有所增大,当水位接近地表时,位移值变化类似于饱和地基土。     

减沉桩基础作用特性的有限元分析

合理地控制沉降是减沉桩基础设计的指导思想和目标,由于这种基础形式形成和发展较晚,实际工程中大都以以往的经验为依据进行设计。采用弹塑性有限元法模拟减沉桩基础,分析桩土共同作用的机理,结合典型工程,重点分析影响沉降量的各个要素,并充分发挥有限元分析方法的特长比较了沉降量对各个影响因素的敏感程度,为减沉桩的设计提供理论依据和有效途径。有限元分析结果与工程实测结果吻合较好,表明减沉桩基础中桩和桩间土协同工作,共同承担上部荷载,能很好地控制建筑物的沉降量;调整桩长是控制沉降量的最有效手段。     

深基坑坑底加固体的刚度效应研究

基于平面数值模拟方法对坑底加固体的刚度效应进行了探讨.研究发现,随着坑底加固体刚度的增加,整个基坑的地面沉降、坑底隆起、支护桩水平向位移等减小,支护桩正负弯矩趋向对称,且弯矩绝对值基本无增加,整个基坑的整体稳定性安全系数提高,说明坑底加固体刚度的提高能增加基坑的稳定性;当只加固坑底宽度范围的一半时,另一半未加固区的坑底...     

Mindlin应力解的应用理论研究

通过对已有繁杂、冗长的明氏应力公式的整理与简化,给出了若干种工程荷载分布条件下的明氏应力分布实用理论解。经对附加应力系数公式的无因次化,推出了工程荷载条件下便于制作数据表格的应力系数计算公式,将该系数表达为长—宽比、计算点深度—基宽比、基础埋深—基宽(半径)比和泊松比的函数解析式。作者通过对明氏解计算结果的分析,深入细致地研究了布氏解取代明氏解的条件,明氏应力分布的拉应力区开展范围及其与工程的关系,明氏解中反映地基土质条件的泊松比对应力计算的影响,布氏解用于深基沉降计算导致理论计算值大于实际沉降观测值的原因等一系列问题。得到了一些有指导意义的概念和认识。对明氏解的推广应用具有重要的理论意义和长远的实用价值。     

矩形沟埋涵洞顶部垂直土压力

在刚性涵洞和刚性地基条件下,考虑矩形沟埋涵洞胸腔土体的变形和承载作用,建立矩形沟埋涵洞土压力计算模型和计算公式,理论计算与有限元计算结果相吻合。研究表明:槽洞宽比为1时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈单调减小的规律;槽洞宽比大于1时,洞顶土压力系数随填土高度的增大呈先增后减的变化规律,初始等沉面高度附近有最大土压力系数。槽洞宽比、涵洞高宽比和填土内摩角增大时,土压力系数增大;填土凝聚力增大时,土压力系数减小。槽洞宽比增大使等沉面高度增大;填土高度增大使等沉面高度减小。     

爆炸挤淤处理软地基在高速公路建设中的应用

福宁高速公路海淤软基应用堤侧爆炸压密挤淤抛石置换法进行处理,共抛196220m3。概述了该法的原理、爆破参数和爆破震动估算。详细介绍了施工工艺、质量控制标准、检测方法。检测结果表明,大部分堤身已落在设计的持力层上,并且中心沉降量远小于1 5cm/d,侧向位移远小于1 0cm/d,这说明抛石层分布稳定。     

循环温度作用下饱和黏土中摩擦型桩变形特性研究

能量桩兼具支承上部荷载与能量交换的双重功能,循环温度作用下端承型桩的承载性能、摩擦型桩的变形问题是两大主要问题;目前针对长期循环温度作用下饱和黏土中摩擦型桩变形特性与机理的研究仍相对较少。该文针对饱和黏土中的摩擦型桩,开展了长期循环温度作用下桩基热响应特性模型试验研究,实测了桩/土温度分布、温度引起的桩周土体孔隙水压力以及桩顶变形等发展规律,初步探讨了桩顶累积沉降的产生机理与变化规律。研究结果表明:单次温度循环过程中,桩顶位移变化率在制热时略小于制冷时,桩顶位移变化率的差值随着循环次数的增加而逐渐减小,从而累积沉降也逐渐趋于稳定;该文试验条件下,经过长期（20次）温度循环,摩擦型桩的桩顶累积沉降逐渐稳定在2%D（D为桩径）。     

基于弹性抗力法的深基坑悬臂支护结构上土压力空间效应分析

深基坑是一个具有长度、宽度、深度的三维空间结构体系。现行设计规范中将其简化为二维平面应变问题进行分析计算,不能反映基坑的空间性状和尺寸效应。基于弹性抗力法引入土压力发挥系数的概念,提出了土压力发挥系数的计算方法。提出基坑悬臂支护结构顶部冠梁的水平位移与简支梁受均布荷载作用下的水平位移具有相似的形式,在此基础上计算深基坑悬臂支护结构上土压力发挥系数、支护结构变形和内力的空间分布规律。工程实例计算表明:考虑土压力空间效应得到的基坑变形与实测结果相符合。     

大型基础下层状砂土静力变形性状测试

结合工程实测,模拟分析了大型基础下层状砂土地基基底有效附加应力、基础内钢筋应力以及基底竖向变形的变化过程与分布规律。研究结果表明,受基坑降水影响,基底上覆土层有效应力增量对基底沉降的贡献不可忽略;基底压应力不能简单假设为均布荷载,基底最大应力作用点不一定就是最大沉降发生点;基底平面上沉降分布不均匀,基础中心点处的沉降也不一定最大;施工加载期间,基础内钢筋应力呈现交变状态,但钢筋强度发挥有限,仅为其屈服强度的25%;砂土沉降计算经验系数随土层变形模量的增大而减小,但减小幅度不显著。研究结论可为层状砂土地基及其上大型基础设计提供直接参考依据。     

Unusual Characteristics of Mixed-Mode Delamination Fracture in the Presence of Large-Scale Bridging

The unusual characteristics of mixed-mode delamination fracture in the presence of large bridging zones of through-thickness reinforcement are explained through an idealization of the mixed-mode bending specimen. With simple but realistic constitutive laws assumed for the bridging mechanisms, beam theory offers insightful analytical solutions and illuminates the length scales that control the crack characteristics. Of particular significance is that the mode I energy release rate can vanish after a period of crack growth, due to the bridging effect of the through-thickness reinforcement. This crack tip closure phenomenon is one manifestation of bridging-induced spatial oscillations that sometimes appears in the crack displacement function, which can be understood qualitatively through the similarity of the fracture problem to the classical problem of a beam on a Winkler foundation. The possibility of crack closure and consequent crack arrest has important consequences for designing certifying tests for laminates with through-thickness reinforcement and predicting strength and lifetime.     

预留土对非饱和基坑支护结构的影响

基于《建筑基坑支护技术规程》的相关规定和非饱和土强度理论,建立了考虑预留土的嵌固和水平支撑双重作用和非饱和特性时支护结构嵌固深度、位移和内力的计算方法。研究表明,预留土的作用可以概括为两个方面:① 虽然能提供的水平抗力不是很大,但由于其合力力臂较大,因此对支护结构有明显的嵌固作用,从而可以缩短支护结构的嵌固深度;② 能在支护结构上部形成弹性支承,从而减小支护结构的水平位移和内力。算例分析表明,采用预留土并降水的施工方法能大幅度缩小支护结构的嵌固深度、位移和内力。因此,在条件适当的条件下,用基坑内侧预留土并降水的施工方法不仅可以省去水平支撑、降低支护结构嵌固深度,同时还可以节约投资和缩短工期,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。