低标号混凝土芯砂石桩复合地基固结一般解

CCSG桩(低标号混凝土芯砂石桩)复合地基是一种新型多元复合地基,为研究其固结性状,基于等应变假设和应力集中效应,建立可考虑涂抹区水平渗透系数变化、砂石壳内径向渗流和混凝土芯桩不排水特点的固结分析模型,推导了CCSG桩复合地基固结一般解。现有的Terzaghi一维固结解和普通复合地基固结解是该文解的特例。根据该文理论公式编制计算程序,获得了在涂抹区水平渗透系数3种变化模式下和各无量纲参数变化时,CCSG桩复合地基的平均固结度曲线。分析结果表明:涂抹区水平渗透系数变化和各无量纲参数的变化对CCSG复合地基固结影响显著。通过和由实测数据获得的固结度曲线对比,验证了该文理论解的正确性。     

特殊条件下考虑起始比降的双层地基一维固结解析解

假定初始孔压降不小于起始比降,获得了这一条件下考虑起始比降双层地基的一维固结解析解。计算结果表明当固结完成时,由于起始比降的存在,土中的孔隙水压力并不会完全消散,仍存在残余孔隙水压力,其数值与双层地基起始比降的大小有关,且上层土的起始比降对孔压消散速率、最终孔压的大小影响较下层土大;考虑起始比降,地基平均固结度按沉降定...     

堆载-电渗联合作用下的一维非线性大变形固结理论

堆载-电渗联合作用下的软土地基加固属于大变形固结问题。该文在Esrig电渗固结理论的基础上,建立了拉格朗日坐标下以超静孔压作为变量的一维非线性大变形固结理论方程,推导出相应的超静孔压、沉降、平均固结度和孔隙比的解析公式,且通过了模型试验的验证。之后,采用该解分析了土体在堆载-电渗联合作用下的地基大变形固结特性,且与Esrig小变形固结解析解进行对比。结果表明:堆载-电渗联合作用下,考虑大变形的计算结果更符合工程实际,且此解可用于对大变形固结问题数值解法的验证。     

考虑起始比降和涂抹作用的竖井地基固结解

对某些低渗透性饱和粘土而言, 存在一起始水力坡降i₀(即起始比降), 只有当土中某点的水力坡降大于i₀时, 该点才会发生渗流。该文在传统竖井地基固结理论的基础上, 建立了能考虑起始比降影响的新固结计算模型, 并推导了能同时考虑起始比降和涂抹作用的竖井地基中渗流移动边界与时间的关系表达式及孔压和固结度的解析表达式。最后, 通过对比计算, 分析了起始比降、荷载及渗透系数等参数对竖井地基渗流移动边界及固结性状的影响。分析表明: 考虑起始比降i₀的影响, 竖井地基土体中超静孔压不会完全消散, 存在残余孔压;竖井地基按孔压定义的最终固结度不会到达100%, 其大小与荷载q和起始比降i₀有关, 而与s和k_h/k_s无关。     

考虑非达西渗流的成层地基一维固结半解析解

在土中渗流遵从Hansbo非达西渗流的前提下,考虑实际工程中的变荷载,利用解析与数值相结合的半解析方法,对成层地基一维固结问题进行数值求解。将基于Hansbo非达西渗流的双层地基一维固结半解析解与相应的差分数值解进行对比,验证了半解析方法计算基于Hansbo非达西渗流下成层地基一维固结问题的可靠性。最后,对某三层地基考虑Hansbo非达西渗流的一维固结实例进行计算分析,结果表明:基于Hansbo非达西渗流下成层地基的沉降发展速率与超孔隙水压力的消散速率是不一致的。     

层状地基一维固结电阻网法解答

考虑层状地基一维固结问题的复杂性,现有解答较为繁杂同时不便应用。该文基于Liebmann 电阻网原理,推导了初始孔压沿深度任意分布、荷载随时间任意变化作用下的孔压、平均固结度的解答。该解对于各种复杂条件均具有统一的矩阵表达式,便于编程计算和工程应用。通过与精确解的比较论证了该文方法的有效性。最后,对三层地基一维固结问题进行了分析和讨论。     

真空联合堆载预压下基于指数形式渗流的砂井地基非线性固结解

基于指数形式渗流定律,通过引入e-lgσ′和e-lgk模型来考虑土体的非线性固结特性,同时考虑了真空负压沿深度呈线性衰减的特性,对真空联合堆载预压下砂井地基的固结问题进行了求解,并推导得到了砂井地基的非线性固结解.通过将该文解析解答与已有的解析解展开对比分析,验证了该文解答的正确性.根据该文解答,对砂井地基的固结性状展...     

排水通道分布式布设下双层地基平面应变固结分析

传统排水固结法处理地基过程中,通常采用全面布设水平排水通道来加速地基土固结。为经济且高效地利用水平排水通道,提出了条形分布式排水理念,变排水通道全面布设为分布布设。根据平面应变假设,建立了分布式排水边界下双层地基二维固结模型,并通过边界转换法、积分变换法和局部离散法给出了相应的半解析解。在通过数值法验证了半解析解正确性的基础上,探讨了条形水平排水通道几何参数和地基土物理参数对分布式排水边界下地基固结效率的影响。研究表明:通过合理的选取排水通道几何参数既可以有效地降低过量排水通道造成的资源浪费,又可以在固结后期达到与全面布设排水通道几乎相同的固结效率;双层地基下层土体物理参数相较于上层土体对分布式排水通道下地基土固结效率的影响较小,工程设计中应优先考虑上层土体的物理力学性质来合理选择分布式排水通道的几何参数。     

影响区形状对砂井地基固结性状的影响

为研究现有砂井固结解析理论中将砂井多边形影响区简化为圆形所带来的影响,考虑了影响区为正六边形的梅花形布置砂井的两种计算模型,即将砂井及其涂抹区假定为正六边形的模式1和考虑真实砂井横截面的模式2。根据等应变假定和Carrillo定理分别得到固结基本方程,引入边界和初始条件,结合现有理论结果,给出了两种模式下平均超静孔压和地基总平均固结度的解答。分析了3个无量纲参数对固结性状的影响,结果表明,两种模式得到的固结曲线呈现的规律一致。最后与现有理论进行对比,发现相同条件下模式1计算的固结度最大,而模式2的解答与现有理论结果十分接近。     

素混凝土桩复合地基的应用实例

素混凝土桩复合地基,由于其适用范围广、造价低、效果好、效率高,近些年来在高等级公路中广为采用。通过河北省南部某高等级公路的中、小跨径构造物地基采用素混凝土桩加固处理的工程实例,对素混凝土桩复合地基的设计、施工和工后沉降进行了分析。     

水泥土搅拌桩处理具有软弱透镜体的圆砾层

通过原位试验和分析,在一高层住宅地基处理中,应用水泥土搅拌桩处理具有软弱透镜体的圆砾层,并对其进行了沉降变形观测。具有软弱透镜体的圆砾层,经水泥土搅拌桩复合地基处理后,置换率为23%时,其承载力可提高约63%;置换率为11.6%时,其承载力提高15%―31%。经夹芯水泥土搅拌桩复合地基处理后,置换率为23%时,其承载力可提高约105%。其沉降变形量大幅度降低。     

软黏土地基爆夯动力固结法试验研究

介绍了一种能应用于深层软土地基处理的新方法———爆夯动力固结法。该法通过埋于软土中的炸药爆炸产生的动载荷扰动软土,利用设置于软土中的排水系统来加速爆后超静孔压的消散,达到快速加固软土的目的。结合宁启铁路某处软基处理现场试验工点,对爆夯动力法加固过程和加固后的地表沉降、全断面沉降、侧向位移、超静孔压、工艺参数、加固效果、土体的物理力学性能以及爆夯的加固机理等进行了分析和讨论,并对爆夯动力固结法的作用机理进行了数值模拟,从理论上对该方法进行了探讨,为我国沿海地区广泛分布的软土地基加固提供了新的途径。     

软黏土地基爆夯动力固结法试验研究

介绍了一种能应用于深层软土地基处理的新方法———爆夯动力固结法。该法通过埋于软土中的炸药爆炸产生的动载荷扰动软土,利用设置于软土中的排水系统来加速爆后超静孔压的消散,达到快速加固软土的目的。结合宁启铁路某处软基处理现场试验工点,对爆夯动力法加固过程和加固后的地表沉降、全断面沉降、侧向位移、超静孔压、工艺参数、加固效果、土体的物理力学性能以及爆夯的加固机理等进行了分析和讨论,并对爆夯动力固结法的作用机理进行了数值模拟,从理论上对该方法进行了探讨,为我国沿海地区广泛分布的软土地基加固提供了新的途径。     

饱和软粘土中沉桩后桩周土体固结分析

假定沉桩过程是一个平面应变圆孔扩张问题, 采用了修正剑桥模型, 给出了软粘土中沉桩过程后初始时刻超孔隙水压力沿桩径分布的解析函数, 并与Cao 等人的数值解以及Gibson 提出的公式进行了比较。根据土骨架的弹性位移特性以及水流的连续性条件, 得到了桩周土体固结的控制方程。运用分离变量法并结合边界条件以及初始条件得到了桩周土中超孔隙水压力消散的级数解答, 该解答可以作为孔压静力触探反求固结系数的一个理论依据。通过2 个算例分析了土体的应力历史以及刚度对桩侧超静孔压消散的影响;算例分析表明, 随着超固结比的增大, 归一化后的塑性区半径以及桩侧超孔隙水压力均在减小;桩侧的超静孔压消散前期较快, 后期较慢。     

考虑温度效应的软土固结蠕变耦合模型

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针对典型滨海软土开展热固结蠕变试验,得到热固结蠕变特性及相关参数取值,建立考虑温度效应的固结蠕变经验公式。结合弹黏塑性理论和热固结理论,推导考虑温度效应的固结蠕变耦合力学模型。在合理性验证基础之上开展算例分析,结果表明:新型热固结蠕变耦合模型能反映土体变形的弹性、塑性、黏性和热胀冷缩属性,能描述土体的热孔压、热回弹和热沉降现象,还能分析软土长期变形的温度效应和时间效应;该成果为软土场地涉热岩土工程问题分析提供了可供参考的理论基础。     

膨胀土地基中单桩受扭非线性分析

膨胀土地基中桩-土相互作用较为复杂,膨胀土浸水对单桩扭矩承载特性的影响机理尚未明确。该文基于荷载传递法建立桩身位移控制方程,考虑膨胀土浸水隆起对桩侧摩阻力及桩端边界条件的影响,利用有限差分法求解出桩侧竖向摩阻力的分布。在此基础上,结合边界元法提出膨胀土地基浸水后单桩受扭的非线性分析方法,揭示了桩侧环向摩阻力的分布规律,并通过模型试验验证了该文方法的正确性。研究表明:膨胀土地基浸水膨胀引起的地表隆起会使单桩的扭矩承载力大幅度降低,常规的计算方法高估了基桩的极限扭矩和桩-土体系加载刚度,偏于不安全;浸水前单桩的桩身扭矩沿桩身近似线性减小,浸水后桩-土界面“滑移段”的扭矩接近于桩顶扭矩,“未滑移段”桩身扭矩近似线性减小;随着膨胀土膨胀率的增加,单桩的抗扭能力降低,且桩-土界面“滑移段”的长度也在增加。     

非线性桩-土作用对车桥耦合振动的影响研究

该文基于文克尔地基梁理论,利用修正的P-Y曲线法和荷载传递双曲线法,建立了桩-土非线性作用模型。采用了桩和土相对刚度来计算水平方向桩-土相互作用的初始刚度。通过Mohr-Coulomb法则得到土的极限抗力,并结合Matlock P-Y曲线法对极限抗力的表达式进行了修正,从而充分考虑了土的极限抗力的深度效应。编制了桩-土非线性梁单元有限元程序,建立了考虑非线性桩-土相互作用的车桥耦合模型。结合工程实例,分析了非线性桩-土相互作用的桥梁模型对车桥耦合响应的影响,并与墩底固结模型进行了对比。结果表明:在车桥耦合振动过程中,考虑非线性的桩-土相互作用,桥梁的横向位移幅值显著增大,竖向位移幅值增大,桥梁加速度幅值降低。此结果对处于软弱基础的高速铁路桥梁的分析和设计提供了参数和依据。     

不同桩体刚度对复合地基的影响

结合两例不同桩体刚度的工程实例——石灰搅拌桩和CFG桩复合地基，进行了室内试验、现场载荷试验及非线性有限元分析，探讨了柔性桩复合地基和半刚性桩复合地基受力、变形性能的不同所在，指出桩体刚度的变化是影响复合地基承载特性的重要因素，进而提出了区分这两类复合地基的大致界限范围。同时，通过现场载荷试验，验证了数值分析方法的可靠性和地基土本构模型选取的合理性。