砂土中扩底应力对深埋扩底抗拔桩承载力的影响

采用极限平衡法计算深埋扩底抗拔桩的承载力,需要确定破坏面的形状参数和应力条件。针对已有模型试验的研究结果,结合不同桩长扩底抗拔桩统一破坏模式,对上述问题进行了初步探讨。基于应力莫尔圆研究认为,仅考虑自重应力条件得到的破坏面法向应力明显小于扩底附近的实际破坏面应力条件,导致破坏面影响高度计算结果偏大。基于模型试验的试验结果,对扩底应力的增强系数进行了反算,该值在1.3到2.7之间,比被动土压力系数3.4要小,对扩底角度变化不敏感。只是初步的机理探讨,考虑到深埋扩底桩的埋深影响,该问题值得进一步深入研究。     

基坑开挖引起的邻近建筑物桩基变形受力响应

基坑开挖时处于土体影响区域的邻近建筑物的桩基会受到影响,而产生附加的弯矩和变形。采用两阶段分析方法,将开挖产生的自由土体位移作为输入条件,基于Winkler地基模型以及桩土变形协调条件,建立单桩的水平位移控制方程。基于简化Mindlin方程考虑被动群桩的桩土相互影响得到群桩的遮拦效应,从而建立群桩控制微分方程,并采用有限差分法进行求解。通过与离心机试验结果的对比,验证了本文方法的合理性。     

隧道开挖对邻近非连续接口地埋管线的影响分析

隧道开挖引起的地面沉降会引起邻近区域地埋管线的附加受力和变形，甚至会引起管线的开裂破坏。将隧道开挖引起的地面沉降效应作为外界条件施加于地埋管线上，基于改进的Winkler地基模型，并采用虚拟节点以考虑管线接口处的力学特性，提出了刚度非连续接口管线在隧道开挖条件下响应的简化理论分析方法。通过与弹性理论法、离心机试验和实际工程对比，验证了该方法的合理性。并通过与层状弹性理论解的对比，得到了该方法在非均质地基中的适用性。参数分析认为忽略管线接口存在的连续管线假设在分析接口地埋管线有不合理处。     

开挖条件下非均质地基中被动群桩水平反应分析

地下工程开挖包括基坑开挖、隧道开挖等,邻近建筑物的桩基因开挖引起的土体位移会产生弯矩和变形。基于两阶段分析方法,考虑土体的非线性,采用Winkler地基模型模拟被动单桩桩土之间的相互作用,运用有限差分法进行求解以考虑地基土的分层特性,并基于简化Mindlin方程考虑群桩的桩–桩相互影响,计算被动群桩的遮拦效应,从而得到开挖条件下被动群桩水平反应的简化分析方法。最后将基于两阶段分析方法的差分解法与边界元解、现场实测结果、离心机实验结果等进行对比,验证了该方法的合理性及实用性。     

工程荷载对地埋管线纵向响应影响的模型试验

隧道开挖和地面堆载以土体不均匀沉降的形式作用于管线,使管线产生纵向应力和变形。以物理模型试验手段研究了两种荷载形式下管土相互作用的差别、接头刚度对纵向响应的影响以及隧道开挖下的管土脱开现象。通过修正Gaussian曲线拟合自由土体位移场,对实测弯矩进行归一化处理发现,隧道开挖会引起管线周围相对土体模量下降,而地面堆载则会引起土体模量相对增大。非连续接头管线通过增大转角及变形来降低最大弯矩值,改善了管线的受力状态。当土层损失比增大到一定程度以后,管线下方将出现空洞,并随着损失比的增加而逐渐扩大,最终达到稳定。     

隧道开挖条件下地埋管线的有限元分析

以有限元方法分析隧道开挖对地埋管线的影响,并分别以梁单元、壳单元、实体单元对管线进行模拟,从受力变形方面研究管线单元类型对分析结果的影响。研究结果认为:对于管土刚度比较大的材料,如混凝土、铸铁及钢质管线,采用梁单元计算管线响应是能够满足精度要求的,对于管土刚度比较小的材料,如PVC及ABS材质管线,当管线壁厚较大时,采用梁单元计算所得内力也可满足精度要求,而当管线壁厚较小时,采用梁单元计算结果误差较大。     

基于桩侧砂土圆锥型修正应变楔模型的p-y曲线

基于桩侧砂土三维圆锥型应变楔的变形特征,提出砂土中水平受荷桩的非线性p-y曲线。构建圆锥型楔形体前表面应力体系并引入土体应力-应变双曲线模型,进而考虑应变楔的水平受力平衡得到桩侧土反力的表达式。在此基础上,结合弹性地基梁有限差分数值分析,建立了水平受荷桩非线性p-y曲线的理论推导方法。将该理论用于钻孔桩和打入桩模型试验的算例分析,结果表明：相对于API规范的p-y曲线、双曲线型p-y曲线以及传统非圆锥型应变楔模型得到的p-y曲线,本文方法得到的非线性p-y曲线与模型试验结果更为接近。通过比较本文圆锥变形模式与传统非圆锥型应变楔模式的差异以及桩-土参数的影响分析,进一步论证了该方法的优点。     

基坑开挖对邻近地埋管线的影响分析

基坑开挖会引起邻近区域地埋管线的附加受力和变形。在对现有基坑工程变形规律总结和前人研究工作基础上,首先给出了上海软黏土地区板式围护体系基坑围护墙的侧向变形和土体沉降变形预测方法,其次介绍了分析基坑开挖对邻近地埋管线纵向影响的三维DCFEM法和位移控制两阶段理论分析法,最后通过算例对比,采用上述两种方法对一基坑开挖附近的地埋管线工程进行了分析,验证了本文方法的合理性及适用性,为基坑开挖环境影响评价标准的建设提供了理论依据。     

工程堆载对市政管线纵向响应的影响分析

市政管线受工程堆载的影响会产生附加应力和变形,甚至开裂破坏。从工程堆载的地层响应角度出发,将堆载作用在管线上的表观荷载分为直接应力形式和位移形式两种,基于响应机制不同,给出相应的修正Winkler地基模量表达式,并考虑非连续接口管线的力学特性,提出地面堆载下市政地埋管线响应的Winkler模型简化计算方法。通过与模型试验和有限元模型的对比验证所提方法的合理性,并进一步由参数分析得到土体模量、接口刚度变化对地埋管线纵向响应的影响。研究成果可为市政管线的维护提供理论支持。     

考虑部分埋入群桩基础阻抗的海上风机结构共振特性

海上风机结构一阶自振频率与风轮转动频率或叶片通过频率重合时,会产生共振现象,严重时会造成风机损坏。现有风机结构的共振研究多假设底部刚性固定,以定性分析为主,没有对基础的埋置深度和土层参数进行量化分析。以部分埋入群桩基础的海上风机结构为研究对象,基于风机结构水平–摇摆耦合简化方法,分析了群桩基础不同埋入比和土层弹性模量对风机结构共振特性的影响,建立了群桩埋入比与结构共振频率的关系。进一步开展了4组不同群桩埋深比的海上风机共振频率室内模型试验,验证理论分析结果的规律性是否合理。