考虑轴力的部分埋入群桩基础水平振动特性

 在近海工程中,关于基础支撑体系的动力特性研究对于保证上部结构的稳定和安全发挥着极其重要的作用。基于欧拉–伯努利(Euler-Bernoulli)梁模型提出水平荷载和竖向荷载共同作用下,部分埋入单桩的水平振动模型,分析影响单桩阻抗和有效桩长的主要因素,指出现有理论存在的不足,并给予修正;从埋入比、波的入射角和轴力3个方面分析部分埋入桩的桩–桩相互作用现象;然后,基于叠加原理建立部分埋入群桩的简化计算方法,计算结果与完全埋入群桩理论精确解进行对比。通过参数讨论,发现轴力(N)、桩间距(s/d)和埋入比(L1/L2)对于部分埋入群桩水平振动特性有着显著的影响,工程设计应该予以重视。最后,利用本模型研究一海上风电场群桩基础的水平振动特性和群桩基础阻抗变化对于整体结构自振特性的影响,为工程设计提出建议。     

盾构侧穿邻近古建筑地表长期沉降预测与分析

 结合上海地铁11号线侧穿徐汇天主教堂的实际工程,考虑MJS桩加固及建筑物存在对地表长期沉降的影响,采用数值计算和现场实测相结合的方法,对盾构侧穿邻近古建筑地表长期沉降进行预测和分析。计算结果表明,地表长期沉降随时间逐渐增大最后渐趋稳定,而由于MJS桩加固作用及建筑物的存在,地表长期沉降槽与传统形式有很大差异,表现出明显不对称性。此外,由于MJS桩的保护,有效控制了加固区附近的长期沉降,降低了长期沉降对周围环境的影响。从数值计算结果与现场实测情况来看,两者反映的规律基本一致,可验证数值计算方法的可靠性。基于上述研究成果,讨论MJS桩加固、建筑物、扰动范围以及蠕变参数等变化对地表长期沉降的影响,可为今后类似工程提供借鉴。     

钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法及应用研究

 钻孔灌注桩桩底溶洞的存在给在建工程和周围建筑造成重大影响。由于钻孔灌注桩需要泥浆护壁,现行的物探方法很难在钻孔灌注桩的泥浆内对桩底溶洞进行有效勘查。结合声呐应力波传播特点,提出一种钻孔灌注桩桩底溶洞声呐探测方法,并研发桩底溶洞声呐探测仪(JL-SONAR)和信号分析软件(PBCA)。JL-SONAR探测仪实现了现场声呐信号的发射与采集,PBCA软件完成了探测数据的分析与整理。该技术充分利用钻孔灌注桩的泥浆条件,可以在成孔过程中跟踪探测桩底10 m内溶洞发育情况,具有成本低、速度快、精度高等优点。并通过2个具体工程案例验证了声呐探测技术在实际工程中的应用。研究成果对岩溶地区尤其是液态环境下的溶洞勘查提出了一种新的解决方法。     

列车振动荷载作用下隧道周边软黏土长期沉降分析

 以上海地铁9号线三期工程为背景,对隧道周边1.5倍隧道外径范围内土体长期沉降进行现场监测。为分析上海软黏土在列车长期循环动荷载下的变形特征,通过引进考虑长期循环荷载作用效应的控制参数对现有动力循环加载弹塑性本构模型进行改进;采用改进的本构模型分析列车振动、工后固结2种工况下软黏土沉降发展规律。结果表明：通车850 d后,隧道拱底相对于地面的沉降实测值为4.7 mm,计算值为4.6 mm,其中由列车振动引起的沉降为3.1 mm,误差为2.0%,表明改进后的本构模型能够较好地模拟软黏土在列车振动荷载下的累积变形特征;振动荷载下隧道长期沉降符合指数型增长规律;在隧道埋深13.2 m情况下,列车振动引起的隧道拱底相对于地面的沉降经过约8 a趋于稳定,稳定后相对沉降量为4.2 mm。     

非饱和结构性黄土双轴湿陷试验的离散元分析

为了分析结构性黄土在复杂应力路径(非侧限压缩路径)下浸水和加荷的次序对黄土湿陷变形的影响以及探讨黄土在双轴剪切和浸水时粒间胶结破坏行为,本文应用分层欠压法制备出非饱和结构性黄土离散元试样,进行了单线法(不同增湿路径:一次增湿、逐步增湿)和双线法双轴数值湿陷试验。结果表明:单线法在某偏应力水平下浸水所得轴向湿陷应变大于双线法;当增湿偏应力大于增湿后试样的强度时会产生湿陷破坏。逐步增湿引起的体积变形小于一次增湿试验;逐步增湿比一次增湿胶结破坏点数量少。     

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E₅₀^ref对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。     

沉管结构预制全过程温度和应力仿真分析

针对工厂法沉管预制施工工艺进行沉管结构温度场和应力场仿真分析。采用室内力学和热工试验得到混凝土材料力学参数和热学参数,考虑预制全过程各阶段变化的力学边界条件和热学边界条件,应用有限元方法建立仿真模型,得到了沉管结构温度场和应力场的发展规律。     

岩桥渐进弱化的Jennings抗剪强度准则

Jennings 抗剪强度准则以节理和岩桥抗剪强度参数按连通率加权平均的方式求取非贯通节理岩体的峰值抗剪强度,未考虑直剪试验过程中岩桥力学参数逐步弱化的影响,计算所得的抗剪强度与直剪试验结果存在较大偏差.基于人工齿状共面非贯通节理岩体的直剪试验,采用以剪切位移为变量的岩桥弱化度模型考虑岩桥力学参数弱化对抗剪强度的影响,提出改进的Jennings抗剪强度准则.考虑岩桥力学参数弱化的Jennings抗剪强度准则的计算结果更为接近试验值,表明考虑岩桥力学性质弱化是合理的.     

横向荷载下群桩相互作用的积分方程解法及参数分析

针对横向受荷桩的相互作用问题,将桩土体系分解为弹性半空间地基土和虚拟桩,基于水平位移协调条件建立两桩相互作用的第二类 Fredholm 积分方程,采用 MATLAB 软件编制程序进行求解。基于 Chen 等提出的横向受荷桩相互作用系数解法,得到了桩顶转角固定条件下水平受荷桩的积分方程解答,与已有算例的对比验证了本文算法的正确性。参数分析表明,固定转角约束条件下两桩的水平位移相互作用系数随着桩间距和荷载方向夹角的增加而减小,随着桩土模量比的增加而增加。基于相互作用系数解法,该方法可应用于转角固定的水平受荷群桩分析。     

土工合成材料加筋边坡宏细观机理模型试验研究

通过包裹式加筋边坡模型试验对加筋边坡宏观变形模式、宏观力学性状、筋土界面细观作用和剪切破坏带处土颗粒运动进行研究,分析土工合成材料加筋边坡宏细观机理。砂土加筋边坡由于加筋体的存在,宏观变形上呈现为类似黏性土边坡的整体滑移破坏模式,出现圆弧状剪切破坏带;坡顶上部基础 p – s 曲线类似基础整体剪切破坏弹性、弹塑性和塑性破坏三阶段,曲线各阶段变化与主剪切破坏带整体发展有密切关系;细观上筋土界面处筋材与土颗粒摩擦和咬合作用提供“似黏聚力”;“主剪切破坏带”内颗粒的滚动摩擦、“过渡区”内颗粒的滚动摩擦和滑动摩擦和“稳定区”内颗粒的咬合作用构成整个剪切破坏带抗滑阻力。筋土界面处筋材与土颗粒相互作用所提供的“似黏聚力”和主剪切破坏带的发展和贯通所提供的滚动摩擦和滑动摩擦是形成加筋砂土边坡整体滑移、改变整个边坡破坏模式的内在原因。