基于e–p曲线的软土地基非线性沉降的实用计算方法

软土地基侧向变形引起的沉降不可忽略。目前中国地基规范对软土地基的沉降主要是采用侧限压缩试验曲线进行一维压缩沉降计算,然后对该计算结果乘以一个经验修正系数来反映软土侧向变形等所产生的沉降,经验系数为1.1~1.7,变化大,缺乏量化取用方法。因此,侧向变形引起的沉降尚缺乏有效可靠的实用计算方法。基于e–p曲线和Duncan-Chang本构模型的概念提出了用e–p曲线求取软土的非线性切线模量Et的方法,然后把地基的沉降分解为有侧限的压缩沉降和侧向变形产生的沉降两部分。有侧限的压缩沉降采用传统的e–p曲线分层总和法计算,侧向变形的沉降用非线性切线模量Et进行分层总和法求得。模型简单、参数易获得,由此而建立了一个较简便实用的软土地基非线性沉降计算方法。并通过一个工程案例与实测结果、规范方法计算结果和有限元数值分析结果进行比较,说明方法的可行性。     

考虑路堤分层填筑的沉降修正计算方法

针对路堤分层填筑荷载作用下地基中附加应力计算的不足之处,结合数值计算得到路堤应力的分布特征,提出了考虑应力在路堤内扩散的附加应力计算方法,并以彭湖高速公路软基沉降观测资料为基础,在传统分层总和法计算的基础上引入了分级填筑思想,结合室内试验得到的压缩曲线方程和实测沉降曲线特征,提出了改进的分层总和计算方法。该方法应用于工程实践,其计算结果与实测数据较为吻合,表明该方法可行。     

地基非线性沉降计算的原状土切线模量法

根据原状地基的载荷试验曲线,建立原状土的切线模量与应力水平关系的切线模量方程,对地基不同点根据其应力水平由切线模量方程确定计算点原状土的切线模量,用该切线模量对地基沉降进行分层总和法计算,其特点是切线模量是由原位试验得到的,能反映原状地基土的特点,同时考虑应力水平的影响,反映了土的非线性特点。     

基于原位旁压试验的切线模量法及其初步验证

切线模量法根据原位压板载荷试验求取不同荷载水平下土体的切线模量,并将其应用于分层总和法进行地基沉降计算,较好地克服了通常取样扰动的不利影响,并能够反映地基沉降的非线性,是目前地基沉降计算中较实用有效的方法之一。而其不足之处则是原位压板试验工作量大、时间长,且难以反映深部土体的特性;相比而言,旁压试验设备轻便、测试时间短,且可在不同深度的土层进行测试,可以算是一种简单实用的原位试验。因此,为了进一步发展和完善切线模量法,本文探讨了利用原位旁压试验获取切线模量法计算参数的方法,并通过位于美国Texas AM University河滨校区的粉细砂地基上4个不同压板尺寸载荷试验结果,检验了其可行性。结果表明:4个不同压板尺寸载荷试验的沉降计算结果与试验结果具有较好的一致性,初步验证了基于原位旁压试验的切线模量法的可行性。     

强度和变形双控条件下基础尺寸的设计及优化

新的地基设计理论提出了依据基底荷载与沉降的p–s曲线,按照强度和变形双控的原则进行基础设计,但不同的基础尺寸其对应的p–s曲线也是不同的,如何依据基底荷载与沉降的p–s曲线确定基础的合理尺寸,以满足地基强度和变形双控的原则,这是一个很具体和有意义的工作。本文基于原位压板试验的p–s曲线反算出土体参数,然后采用切线模量法计算出不同基础宽度的p–s曲线,通过沉降要求和地基强度安全系数要求得到不同尺寸下基础对应的地基承载力,然后根据基底压力确定满足强度和变形要求的最小基础尺寸,并通过案例将该方法与现行规范方法进行比较,说明该方法的合理性。     

考虑侧向变形的软土地基非线性沉降计算的简化法

软土地基侧向变形占总沉降的比例大,通常的计算方法采用有侧限的一维压缩状态下的压缩模量应用于分层总和法来计算,这样的方法不能反应侧向变形对总沉降的影响,而规范方法则在该方法计算结果的基础上乘以1.1~1.7的经验系数,以修正计算误差。但经验系数的选取具有较大的人为性。为此,在广义胡克定律的基础上推导出可考虑侧向变形的计算方法,把软土地基沉降分为有侧限的压缩沉降S_c和侧向变形产生的沉降S_d两部分,前者采用传统的e–p曲线分层总和法计算,后者采用基于e–p曲线和邓肯–张(Duncan–Chang)本构模型的概念求取非线性割线模量E_p应用于分层总和法计算,这样就可以由e–p曲线进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算。另外,鉴于工程中初始孔隙比e_0和压缩模量Es1-2(压力为100 kPa和200 kPa对应的压缩模量)是常用的参数,相对稳定且可较好反映软土的特性,建立了由e_0和E_(s1-2)求e–p曲线和e–lgp曲线的方法,从而可以求出不同应力水平下的压缩模量Esi,由Esi进行S_c和S_d的计算,实现可由初始孔隙比e_0和压缩模量E_(s1-2)进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算,为工程计算带来极大的方便。最后通过案例说明方法的可行性。     

内蒙古地区粉细砂地基平板载荷试验尺寸效应研究

通过不同尺寸的平板载荷试验原位测试对内蒙古地区粉细砂地基的承载力问题和对该种地质情况下平板载荷试验的尺寸效应进行了研究。研究结果表明:平板载荷原位试验测试的地基承载力存在着尺寸效应,在载荷板影响深度范围内土层相同的条件下平板载荷原位试验测试的地基承载力大小与载荷板的尺寸大小有很大关系,采用平板载荷原位试验测试一定深度内土层的地基承载力与载荷板的尺寸大小存在着一个界限值,并在相同判别标准的情况下地基承载力与荷载板尺寸大小存在着变化规律,最后采用了不同的方法对载荷板影响深度范围内的土层压缩模量进行了计算比较。为同类地质条件下平板载荷原位测试中载荷板的尺寸选择提供了参考。     

南京某机场软土地基沉降预测及应用

规范法计算地基沉降变形通常是在分层总和法的基础上乘以沉降修正系数,其建议的修正系数为范围值,取值范围依据基底附加应力和变形计算深度范围内压缩模量当量值。然而,该方法不适用于机场大面积填土,目前机场软土地基沉降修正系数取值一般根据经验,具有较大的随意性。该文依托南京某机场扩建工程,根据沉降观测资料,利用双曲线法预测了地基最终总沉降量;对比分层总和法计算的地基沉降量,反演推算出了沉降修正系数,对类似工程具有参考价值。     

基于抛物线模型的地基沉降计算的切线模量法

根据载荷试验P-s曲线,假设其第二阶段近似服从抛物线关系,进而推导出受应力水平影响的地基土等效切线模量。相比之前的基于双曲线模型的切线模量法,采用抛物线模型的计算方法更符合理想载荷试验曲线的第二、三阶段的特点。运用等效切线模量,可以对地基沉降进行分层总和形式的计算。这种方法规避了室内试验对土体的扰动问题,且能体现土体应力-应变的非线性关系。     

考虑基坑围护桩约束和层状地基效应的高层建筑基础沉降实例分析

深圳地区某一高层建筑基坑采用排桩支护,筏板基础,沉降计算时考虑了基坑围护桩对地基土侧向变形的约束效应,并采用更适合于层状地基的Burmister理论计算地基附加应力,计算值比用Boussinesq理论计算的小,因此适当降低了分层总和法中沉降计算经验系数ys的取值,使计算得到的沉降量大大低于传统分层总和法的计算值。通过与实测的沉降数据对比,证明这样设计是科学合理的。     

用简单原位试验确定切线模量法的参数及 其在砂土地基非线性沉降分析中的验证

地基沉降计算一直是岩土工程研究中的热点和难点问题,其困难在于室内试验与原位岩土参数差异较大,尤其是砂土地基和结构性强的硬黏土地基,基于室内试验参数的沉降计算与实际的误差较大。基于原位压板载荷试验来确定计算参数的切线模量法能克服这个缺点,并能计算地基的非线性沉降,是地基沉降计算的一个新进步。但原位压板载荷试验相对其他试验难度大、费用高,尤其对于深层土体,难度更大。为此,利用位于美国Texas A&M University大学河滨校区砂土地基上进行的系统的岩土试验资料,通过其不同压板尺寸的载荷试验,对切线模量法应用于砂土地基非线性沉降计算的适用性进行了验证,然后进一步研究由旁压试验、静力触探等简单的原位试验确定切线模量法所需的计算参数的可行性。结果表明：切线模量法所需的计算参数由旁压试验、静力触探等简单的原位试验确定是可行的,从而为切线模量法的推广应用确定提供了更简单的方法。对推动地基设计理论的发展有较好的意义。     

某高层宿舍楼的沉降分析及评价

通过对某宿舍楼工程实例的研究,深入了解了该场地的工程地质情况、基础类型、上部荷载等因素,分析比选出适合该工程实例的沉降计算方法,最后根据得出的沉降计算结果与实际沉降量进行比较,证明了等效作用分层总和法的实用价值。     

考虑固结过程的桩-土-筏三维相互作用分析

针对存在较厚软弱下卧层的桩土筏结构体系 ,本文建立了桩端下卧层固结沉降计算的半透水边界模型。应用半透水地基固结解得到任一时刻桩端下卧层的沉降 ,进而得到任一时刻群桩中每根单桩的刚度。与筏板有限元分析结合 ,构成桩 -土 -筏共同作用有限元分析模型 ,并研制开发了相应的分析软件 ,可以分析筏板内力、筏板挠度和桩顶反力随时间的变化规律。工程分析表明 ,此方法有一定的实用价值     

分层地基模型|桩筏基础|沉降|非线性|离心模型试验

基于改进的分层地基模型,考虑桩–土–筏的共同作用,提出了刚性桩筏基础非线性分析方法。地基附加应力计算考虑土层参数的变化,采用层状弹性体系的Burmister应力解;地基变形采用分层总和法,所采用的计算参数压缩模量和一维回弹模量试验确定方便。通过简单的室内一维加卸载试验确定其随加卸载次数的变化,进一步得到桩筏基础在重复加卸载下的沉降规律。对单桩和桩筏基础进行离心模型试验,并将计算结果和试验结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性,可应用于实际工程问题的分析。     

复合地基承载力和变形分析

通过对复合地基载荷试验的作用荷载、沉降以及承压板尺寸相互关系的讨论 ,提出了复合地基承载力的确定方法 ;通过理论计算 ,运用载荷试验结果并根据实际工程的试验和沉降观测结果 ,分析下卧软土层承载力和变形     

现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论.地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题.现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的...     

相邻荷载对既有基础的沉降影响分析

在既有建筑物附近新建房屋或者大量堆载,其产生的附加荷载将引起既有建筑物基础不均匀沉降、倾斜甚至开裂。现行《建筑地基基础设计规范》中给出的角点法只能计算新建基础区域内的沉降,而无法计算新建基础区域以外的地基沉降。文中依据弹性理论给出了建筑地基基础附加应力计算公式,依据分层总和法给出了任意土层的地基沉降计算公式,该公式可以计算所有区域的地面变形(沉降),并根据该沉降计算公式编制了简单实用的MATLAB分析程序。通过两个实例,分析了附加荷载对毗邻基础的沉降影响。     

基于Duncan-Chang模型的地基沉降分层总和 分析方法探讨

地基沉降分析方法是土力学研究的重要内容。该文在地基沉降变形力学机理研究基础上,首先考虑埋深或初始地应力即先期固结应力对地基土变形模量的影响,并将其区分为初始地应力的体积应力和偏应力影响两部分,引进分级加载思想,建立出不同埋深地基土变形模量的确定方法;其次,将地基沉降区分为附加体积应力和附加偏应力引起的沉降两部分,建立出地基沉降分析计算模型;然后,考虑地基变形的非线性变化特征,引进增量分析方法、虎克定律和Duncan-Chang模型,建立出附加体积应力和附加偏应力引起的地基压缩层变形的分析方法,并利用地基沉降分层总和法分析原理,建立出基于Duncan-Chang模型的地基沉降分析新方法。该方法不仅可以反映初始地应力和附加应力对地基土变形模量的影响,而且,可避免地基土压缩试验曲线和地基静载试验曲线的使用;最后,通过工程实例计算与分析,并与实测沉降值和现有分析方法的计算结果进行比较,表明了该方法可以满足工程计算精度要求,具有一定的合理性与可行性。