打桩对周围黄土的扰动特性影响

在饱和软土小孔扩张理论的基础上 ,推导了非饱和土 ( φ≠ 0 )的弹塑性解 ,主要包括弹性区、塑性区任一点的应力增量、塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土间的挤压应力 ,分析了非饱和土层中沉桩挤土效应及扰动特性 ;通过模型试验 ,研究了打桩引起的侧向挤压应力变化 ,打桩对桩周土体的密实度与变形的影响等扰动特性 ,并划分了不同的扰动区域     

打桩对周围黄土的扰动特性影响

在饱和软土小孔扩张理论的基础上，推导了非饱和土(甲≠O)的弹塑性解，主要包括弹性区、塑性区任一点的应力增量、塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土间的挤压应力，分析了非饱和土层中沉桩挤土效应及扰动特性；通过模型试验，研究了打桩引起的侧向挤压应力变化，打桩对桩周土体的密实度与变形的影响等扰动特性，并划分了不同的扰动区域。     

浸水对黄土中静压桩挤土效应影响因素的分析

通过分析浸水过程中挤土应力、体应变的变化规律得出:浸水造成挤土应力进一步衰减,但浸水造成的应力衰减幅值不大;在应力-应变塑性区的压缩体应变大于弹性区的体应变值,且浅部塑性区土体有湿陷的可能。对浸水前、后黄土力学参数的对比表明:经过沉桩后,挤土和浸水作用,使黄土的弹性模量增大,极限强度降低,而抗剪强度参数与受到的挤土应力水平相关。基于考虑浸水软化的屈服面概念,说明在应变保持和浸水阶段塑性区土体处于剪切蠕变状态,即处于从天然状态的屈服面过渡到饱和状态的屈服面的过程。     

上硬下软型地基的稳定性分析

通过对工程实例的有限元分析,研究了有软弱下卧层的双层体系地基的应力和变形特性。计算结果表明,地基中塑性区首先出现在交界面处的上层土中,随着荷载的增加,塑性区向交界面处上下土层均有扩展,由于下层土较软,塑性区扩展较快,最后当塑性区到达基础底面时,地基达到极限承载力。     

粘性土的弹粘塑性本构方程及其应用

从常规试验成果出发，用弹粘塑性应力－应变－时间本构方程来描述粘性土的剪胀特性和时间效应。并采用Ｐｅｒｚｙｎａ的粘塑性方程，结合关联和不相关联流动法则，建立应力－应变－时间关系，对粘性土的有效应力路径特别是塑性区的剪胀特性和应力－应变关系的时间依存性进行了数值模拟计算，得出了与试验相近的结果。通过计算结果和试验结果的对比分析，探讨了该计算模型的合理性和可行性。     

黄河三角洲地区地基的稳定性分析

通过对工程实例的有限元分析,研究了有软弱下卧层的双层体系地基的应力和变形特性。计算结果表明,地基中塑性区首先出现在交界面处的上层土中,随着荷载的增加,塑性区向交界面处上下土层均有扩展,由于下层土较软,塑性区扩展较快,最后当塑性区到达基础底面时,地基达到极限承载力。研究内容为区域性多层建筑基础设计中更好的把握软土强度和变形特性提供一种有效的分析方法。对特定条件下的地基评价具有理论和现实意义。     

上硬下软型地基强度和变形特性研究

通过对工程实例的有限元分析,研究了有软弱下卧层的双层体系地基的应力和变形特性.计算结果表明,地基中塑性区首先出现在交界面处的上层土中;随着荷载的增加,塑性区向交界面处上下土层均有扩展;由于下层土较软,塑性区扩展较快,最后当塑性区到达基础底面时,地基达到极限承载力.为区域性多层建筑基础设计中更好的把握软土强度和变形特性提供一种有效的分析方法,对特定条件下的地基评价具有理论和现实意义.     

珠江三角洲地区竖向排水体施工扰动初探

竖向排水体施工具有挤土效应，按照平面应力问题，应用圆柱孔扩张理论分析表明，竖向排水体周围土体孔隙水压力显著增大，应力变化明显，形成瓶状塑性区。地面以下一定深度Zo范围内，塑性区半径取决于土体初始应力和不排水强度，并随深度增大；Zo以下，塑性区半径不再变化，其大小与土体初始应力、不排水强度，割线模量、排水体类型、间距、长度、导管类型等有关。施工扰动以塑性区为主，塑性区地面发生隆起，珠江三角洲地区，在饱和软粘土基中施工竖向排水体时，实测表明土体强度显著降低，最终沉降增大。计算表明扰动区半径可取塑性区半径的1.2倍，扰动区半径约为竖向排水体导管半径的9倍。     

土体参数对沉桩扩张压力的影响

根据土塑性力学基本原理,考虑土体结构性损伤影响,考虑竖向坐标z的影响,推导出了沉桩时土体产生的挤压应力和最大扩张压力的空间解析解;分析了土体粘聚力、内摩擦角、弹性模量及泊松比等参数的变化对沉桩产生的极限扩张压力和塑性区半径分布规律的影响,发现泊松比对极限扩张压力基本没有影响,其余参数对极限扩张压力和塑性区半径都有不同程度的影响。此解答能更好地揭示了沉桩时的挤土机理,从而为施工提供更好的依据,还为应力分析相关研究提供参考。     

某高层建筑桩群挤土效应与承载力分析

本文对北海市某高层建筑的桩群挤土效应和承载力作了分析。用圆孔扩张理论和莫尔──库伦准则微分方程，并引入土的平均体应变和土原位应力，推导了桩周土层塑性区的水平挤压力、径向位移和半径的公式。     

多元复合地基压缩模量参变量变分原理解析解

选取双折线模型作为土的弹塑性本构模型 ,并在假设桩土变形协调的前提下 ,应用参变量变分原理求解多元复合地基的复合模量在弹性及塑性状态下的解析解。该解在桩间土为弹性状态时与目前工程中应用的面积加权法结果一致 ;当桩间土进入塑性状态时 ,与荷载及土的前后刚度比等因素有关。最后 ,采用大型有限元分析软件ANSYS对以上结论进行仿真验算。该方法为多元复合地基复合模量的求解提供了一种新思路     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

小应变下土体刚度非线性分析的试验研究

精确的试验测试显示,土体在小应变下呈非线性作用,用常规的室内试验和传统的线弹性分析方法不能真实描述土的刚度变化,只能采用原位试验和非线性分析方法来确定。基于Bolton等人提出的平面应变下不排水膨胀试验的非线性分析理论,研究了剑桥自钻式旁压试验过程中土体刚度随应变的变化规律,并与线性分析结果进行了对比。试验和分析结果表明:小应变下土体刚度具有高度的非线性,随应变的增加发生衰减,但在不同应变区间衰减程度不同;土体割线模量值大于切线模量值,其差值随应变的增加逐渐减小;传统的线性分析低估了土体弹性作用范围和强度,而采用非线性分析能确定不同应变下土的刚度参数,真实反映土的非线性作用特点。     

膨胀土与改性膨胀土的动力特性试验研究

在成都绕城路膨胀土路基改性试验研究的基础上,利用动三轴试验研究膨胀土及改性膨胀土在重复荷载作用下的永久变形及动力特性。分析了不同围压下弹性应变、累积塑性应变和动应变与荷载重复作用次数之间的关系,在双对数坐标系中比在普通坐标系中能更好地区分累积塑性应变的3个阶段。当忽略第1和3阶段时,累积塑性应变与荷载作用次数之间在双对数坐标系中近似呈线性关系。膨胀土的动应变与荷载作用次数之间也有类似的关系。比较了膨胀土与改性膨胀土的动力特性(如动弹性模量、动粘聚力、动摩擦角、阻尼比等),表明经改性后膨胀土的力学特性得到了明显增强。     

拉压模量不同的剪胀土体中的球孔扩张问题

土体具有不同的拉压模量和剪胀特性。为使球形孔扩张问题的解答更符合实际情况,根据不同模量弹性理论和非关联Mohr-Coulomb流动法则研究了球形孔扩张时弹性区和塑性区的应力和位移,得到了弹性区和塑性区的径向应力和环向应力的解析解以及最大塑性区半径与扩张压力的计算表达式。探讨了不同拉压模量之比、拉压泊松比和剪胀角对球形孔扩张的扩张压力及塑性区半径的影响。结果表明:拉压模量比、拉压泊松比和剪胀角对球孔扩张时塑性区的开展和扩张后土体的应力有重要影响,计算中忽略这些参数将带来较大的误差。     

基坑开挖与邻近桩基相互作用的弹塑性解

基于弹性理论法和p–y曲线法,通过桩土间设置的界面滑块和土体统一极限抗力来考虑土体塑性屈服,提出了基坑开挖对邻近桩基影响的弹塑性解。其基本思想是将桩基视为一维杆系结构,其和周围土体的相互作用通过设置的由弹簧和滑块构成的界面单元实现。当土体处于弹性状态时,桩土变形协调,滑块不发生作用;当土体应力达到极限抗力时,土体发生塑性变形,滑块承受极限抗力并发生塑性滑动。计算中,土体弹性模量随土体位移变化,即桩土之间非线性关系,其值可通过各土层处p–y曲线确定。实例分析表明,该方法计算结果合理可行,能够较为有效的分析基坑开挖对邻近桩基的影响。     

抗滑桩的弹塑性理论分析

提出了抗滑桩的弹塑性设计理论和抗滑桩与桩前地层协调、同步破坏的设计概念。建立了桩前楔体破坏模式，对楔体进行了稳定分析，得出了稳定分析表达式、楔体空间被动土压力表达式和弹塑性区临界深度计算式     

带承压水的基坑隔水土层的临界厚度计算

将基坑隔水土层简化为一有预压力的受均布荷载的四边固支板 ,假设土体为弹性和理想弹塑性体 ,分别进行了弹性和弹塑性分析 ,以土体不能受拉为条件 ,求出了基坑隔水土层的临界厚度。计算结果比传统方法的计算结果更符合实际情况 ,特别是弹塑性分析所得结果接近真实的临界厚度 ;对于条形基坑 ,所得临界厚度远比传统方法所得结果为低。     

考虑拟弹性塑性变形的土体弹塑性本构模型

传统弹塑性理论下的关联流动模型用于岩土材料时,对更一般的本构关系的描述难以令人满意,这是因为土的塑性应变增量方向存在非唯一性,这在理论和试验上都已得到证明。传统弹塑性理论是基于塑性应变增量方向具有唯一性的假设之上的,因而不论采用关联流动法则还是非关联流动法则,都难以较好地解决岩土材料本构关系的建模问题,有必要去发展新的理论。同时已有的研究也表明土的塑性应变增量方向不仅取决于总应力,也与应力增量是相关的,即表现出弹性应变的特性。在广义位势理论的基础上,研究塑性应变增量的分解准则,提出了考虑拟弹性塑性变形的土体弹塑性本构模型,把传统不可恢复的塑性应变增量分解为具有弹性应变特性的拟弹性部分和纯塑性部分。拟弹性部分遵从弹性法则,并与应力增量有相同的方向,采用弹性模型表示;纯塑性部分遵从传统塑性理论的假设,方向具有唯一性,可以采用符合塑性理论的假设来建模。这样分解后建立的模型将更为合理和简便,又可以解决土的塑性应变增量方向存在非唯一性的问题。最后通过与试验结果的对比证明了其可行性,对试验结果可得到效果更好的模型。     

基于Abaqus场地盆地效应的参数化数值研究

根据以往学者的研究成果,本文采用粘弹性人工边界模拟土体的边界条件,建立了考虑土体剪切波速、盆地倾角,场地覆土层厚度不同参数影响的盆地二维有限元模型,分别分析了土体在弹性与塑性本构关系下相关参数对场地盆地效应的影响规律,得到以下结论:盆地与自由场相比波峰出现比较密集,且消退较慢,延长了地震动的持时;场地内的土体越软,覆土层越厚,盆地效应越明显;盆地边缘效应随盆地倾角的增大而增大,而聚焦效应随盆地倾角的增大而减小;当考虑土体的非线性本构时,由于土体进入塑性,入射正弦波能量由于土的塑性变形已经耗散,盆地较自由场的放大更加明显,盆地效应更加突出。