考虑施工过程的闸室底板内力计算分析

船闸底板采用分缝施工时,封缝前后结构体系发生变化,为研究此时底板内力计算方法,以某船闸闸室为例,采取不同计算方案,使用分层地基模型链杆法计算其施工期、完建期和检修期闸室底板弯矩和地基反力,并与数值模拟结果对比。结果表明采用增量法计算闸室底板内力正确;基岩上船闸中底板自重应在施工期计算,其后不需考虑;设计时还需考虑施工宽缝位置的影响,施工宽缝离船闸中轴线越远则底板负弯矩越大,可将宽缝设置在船闸中轴线处。     

设置基坑支护结构的船闸坞式闸室底板有限元分析

闸室外部因没有足够的放坡空间,需设置支护减小开挖。目前国内外关于设有支护的复杂闸室结构计算甚少。因此,基于实际工程,分别使用弹性地基梁法和有限元法对2种闸室结构进行计算分析,研究支护对闸室底板内力的影响。计算结果表明:船闸闸室底板最大正、负弯矩分别发生在高水位期和检修期,支护的设置可减小闸室底板受力,提高结构安全性,达到优化大体积混凝土底板施工方法;不同材料的支护对闸室底板内力影响效果不同,地连墙支护对闸室底板内力影响效果高于钢板桩支护。     

卸荷板对整体式闸室底板内力的影响分析

针对整体式闸室底板弯矩较大的问题，研究闸墙上设置卸荷板对闸室底板内力的影响。采用三维非线性有限元分析方法，得出结论：1)闸墙设置卸荷板将使得边墩处底板上表面压应力、下表面拉应力减小，跨中处上表面拉应力增加，边墩处底板沉降增加。2)相对于卸荷板相对高度，卸荷板悬臂长度对底板弯矩将产生更大的影响。3)在工程设计时将卸荷板设置在1/3～1/2闸室墙高，且位于排水管水位以下、卸荷板悬臂长度设置在0.10～0.15倍闸室墙高度时，底板受力状况较好。本卸荷板设计的闸室底板受力情况较佳，可为类似工程的闸室高宽比及地基土质提供参考。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

布置输水廊道的船闸闸室底板受力分析及有限元计算

布置输水廊道和消能设施的船闸闸室底板结构具有明显的三维特性。按《船闸水工建筑物设计规范》中的弹性地基上的框架或均布地基反力的框架进行受力计算时,难以确定底板框架的刚度,且无法模拟底板的三维受力特性。通过分析某船闸布置廊道的闸室底板受力情况,采用有限元计算软件建立其三维有限元模型,计算分析闸室底板的内力和变位。     

超软土地基上船闸基坑回填期位移控制技术研究

杨林船闸修建于高含水率超软弱淤泥质土层上,底板以下分布着厚达30m左右的淤泥和淤泥质土,船闸主体结构施工完成后,闸室北侧边坡回填土方量是闸室南侧回填土方量的两倍多。闸室两侧回填土的回填高度与回填速率将直接影响底板下软弱土层将产生向闸室底板范围内流动,软土的塑性流动将导致闸室底板不均匀受力和PHC管桩的侧向变形,可能威胁到船闸的安全。本文研究通过采用预先埋设的土压力计的观测数据,调节闸室两侧回填高度减小底板两侧土压力的差值;南北闸室墙后回填土下层打入测斜管,检测墙后回填后土体深层变形情况;在闸室底板桩基顶预埋应变传感器,检测闸室回填对桩基的影响,分折并提出回填预警,指导回填施工。从而为此类工程问题提供指导借鉴意见。     

塑料板排水法在软土地基处理中的应用

本文结合实际工程,并根据工程现场试验实测资料,用不同方法推算软土地基的最终沉降量和固结度。通过比较分析,采用三点法推算软土地基最终沉降量是可行的。通过对采用塑料板排水堆载预压后的固结沉降计算和沉降规律的分析,达到验证设计、指导施工的目的。     

旋喷桩在红粘土隧道地基加固中的应用研究

为研究红粘土隧道地基后的长期变形,保证施工安全和进度,结合某大断面红粘土隧道实测数据和数值模拟,探讨红粘土隧道地基固结机制。结果表明:红粘土在实际工程性质中表现出超固结性,在隧道开挖过程中,根据红粘土压缩沉降特性进行地基加固,经高压旋喷桩加固后,30m沉降范围内,地基中心最大沉降为7.83mm,未出现较大不均匀沉降,研究结果可为红层隧道地基处理方式的优化及长期变形研究提供参考。     

妈祖经贸园外围海堤施工监测与安全性分析

新建海堤工程区域内存在淤泥质土,含水量高,承载力低。为保证施工过程中地基和结构的安全稳定,设置表层沉降、深层水平位移、分层沉降、孔隙水压力等观测项目对围堤施工进行监测,合理控制施工进度,防止地基出现剪切破坏。结果表明：施工前期沉降大,监控参数指标处于可控范围内;后期沉降速率变缓,地基固结度提高,堤体压缩变形趋于稳定,施工期间围堤是稳定安全的。     

岩基上键槽式闸室结构与整体式闸室结构受力特性比较

以岩基上某闸室结构为例,开展设置键槽缝底板和整体式底板闸室结构的受力特性研究。应用Ansys中面面接触单元Targe170 和Conta173模拟键槽的非线性接触,分析检修、低水、完建和高水4种工况下键槽闸室结构的应力、底板弯矩和地基反力分布规律,并与整体式闸室结构进行对比分析。研究结果表明：检修工况和低水工况两模型的应力、弯矩以及地基反力分布规律相似,其值均较小,检修工况底板中心产生较大的负弯矩;完建工况两模型底板正弯矩取得4种工况中最大值,分别为18 016和31 163 kN?m,整体式结构底板弯矩较大,表明键槽缝的存在可有效减小闸室底板的正弯矩,该工况下地基反力最大;高水工况在底板顶部中心两侧产生最大拉应力,两模型数值相近,此时键槽闸室底板跨中弯矩值较小。     

船闸闸首部位结构内力的非线性有限元分析

考虑结构材料和几何尺度等非线性因素,应用ABAQUS有限元软件建立船闸闸首部位的三维数值模型;通过合理设置闸首部位边墩、底板、回填土和地基之间的接触,分别计算不同工况条件下闸首的结构内力;在验证计算成果合理性的基础上,探讨采用解析法和有限元法进行结构内力分析的优缺点及其适用条件.     

强夯法在排水固结加固后地基工程中的应用

通过对地面变形、孔隙水压力的监测,分析了强夯施工时地基的有效变形率随夯击次数的变化规律及夯点的分布情况,以及强夯作用下土体中孔隙水压力的增长和消散规律,从而进一步找到了孔压增量与夯点距离的关系、孔隙水压力与深度的关系,及孔隙水压力的消散过程。并通过试夯验证和确定设计技术参数,施工后检验结果表明采用该法处理排水固结后地基对消除粗粒料过大的孔隙比、提高地基承载力、减少残余沉降和差异沉降都有极大的作用。     

株洲航电枢纽二线船闸基坑渗流特征及工程措施

针对株洲航电枢纽二线船闸主体基坑渗漏问题,基于在基坑开挖现场对基槽的观察与检验工作,进行基坑渗漏原因分析。按含水介质和分布特征,划分基坑渗流类型。通过对渗流量和渗透变形的观测,分析各渗流类型的渗流特征和工程影响。根据渗流对基坑工程的影响程度,借鉴一线船闸基坑的设计、施工经验,采取不同的处理措施,保证基坑边坡的稳定,满足结构体对承载力和沉降的要求,为内河船闸工程地质勘察提供查明水文地质条件的思路。     

基于Gibson 大变形固结方程的软基沉降预测方法

基于Gibson大变形固结方程,结合吹填淤泥高压固结试验成果,对简化该方程的3个假定条件进行了验证,在此基础上提出了分级荷载下双层软基沉降预测的大变形固结简化方法,将其应用于围海造陆工程吹填淤泥与原状淤泥双层软基沉降过程预测,结果表明:1)常规预压荷载(≤200 kPa)下,固结压力0～25 kPa与25～200 kPa范围内,吹填淤泥的孔隙比e与有效应力及渗透系数与(1+e)分别满足线性关系,大变形固结系数近似为常数;2)大变形固结简化方法预测的双层软基沉降曲线相比于经典固结理论,更接近于实测曲线,为软基沉降预测提供了一种简易实用的方法。     

不同加载方式下真空加固吹填软土的现场试验与数值模拟*

吹填软土在真空负压作用下发生排水固结时,其强度和变形特性与真空负压的加载方式关系密切。首先对吹填软土进行了真空预压现场加固试验,通过对地表沉降、真空度跟踪监测,研究并比较不同负压加载方式下地基沉降规律及加固效果;然后采用FLAC3D建立三维弹塑性数值模型,对软土地基采用不同加载方式进行数值模拟,并与现场试验的实测数据进行对比,深入探讨加载方式对软土地基固结影响的细观机理。研究结果表明：采用真空预压法加固吹填软土地基时,慢速加载方式比瞬时加载方式更有利于土体的加固,建议在实际工程中采用分级加载方式施加真空荷载。     

粉土强夯法地基处理参数的试验研究

某原料场工程采用强夯法对饱和粉土进行地基处理。针对该工程设计和施工中遇到的强夯参数和地基处理效果等问题进行试验研究,对该工程区域运用不同的强夯参数,通过加固过程中的夯坑沉降量、地面隆起量和孔隙水压力监测,以及加固后土层的静力触探、地基承载力等现场试验,对不同强夯参数下的加固效果进行比对,得出适用于该工程粉土地基的强夯参数。     

砂井地基堆载沉降的PFC2D模拟

砂井是利用土的排水固结原理来处理软弱地基的代表性施工技术。针对现有的软基沉降计算和预测方法存在的不足,利用离散单元法中二维颗粒元法PFC2D建立了砂井二维模型,对砂井地基堆载沉降过程进行二维离散元仿真模拟。采用由2～7个不同组合方式的簇单元来体现软基的孔隙率,改进了PFC2D中的水位降深模型,分析了软基沉降过程中水位的变化规律。模拟与现场实测结果的对比表明:模拟沉降值与实测值基本吻合。     

双线船闸对拉钢板桩结构受力特性

以新夏港双线船闸工程为例,利用ABAQUS建立船闸闸室和周围土体有限元分析模型,并根据施工期原型观测数据进行模型验证。基于观测数据和数值分析,探讨在施工过程中单锚板桩和对拉板桩的受力特性。研究了两种不同板桩结构随着闸室土体开挖的内力与变形规律以及板桩墙两侧土压力分布等问题。结果表明:施工期内,两侧单锚板桩变形基本一致,中间对拉钢板桩变形基本一致,整体性良好;闸室单侧开挖时,开挖侧对拉板桩的工作状态与单锚板桩相同;后排板桩发挥锚碇作用,其水平位移、土压力均随着土体深度逐渐增大。     

软土地基围堤外侧桩基础施工时机*

在软土地基上修筑港口工程时,外侧栈桥桩基础的施工时机和工程安全直接受到围堤填筑加载过程的制约和影响。依托某一级渔港工程,通过围堤加载过程中软土地基侧向变形分析及深层水平位移跟踪监测数据的多元回归拟合,分析预测了地基水平位移随围堤加载过程的变化规律和发展趋势,在此基础上通过ANSYS三维建模分析围堤加载过程中灌注桩的内力及变形,最终确定了外侧灌注桩基础的施工时机。研究表明：该软土地基在加载过程中的侧向变形符合指数函数变化规律;围堤加载而导致软土地基产生的侧向变形对外侧灌注桩位移的影响作用比对其自身内力影响要大;当地基土体上部产生最大水平位移150 mm时,灌注桩混凝土的屈服应力安全度仍较大,据此可提出外侧栈桥灌注桩基础的施工时机,该方法可供类似工程设计与施工借鉴。