明珠线车辆段中心仓库设备库基础设计浅析

本文采用适当的分层地基模型和有限元分析手段对超宽条形基础和常规宽度条形基础下地基土的应力、应变作了分析和对比，得出在一定的地基土条件下，超宽条形基础并不能有效解决地基承栽问题的结论。     

圆形及矩形基础非均质地基极限承载力数值分析

我国经济发达地区广泛分布有软弱黏性土地基,近年大量超高、超大建筑和高速铁路等设施的快速建设对这类复杂地基极限承载力及破坏机理的认识提出更高的要求。采用有限差分方法建立三维数值分析模型,分析强度随深度线性增大的黏性土非均质地基在矩形基础和圆形基础情况下的地基极限承载力和破坏模式。结果表明:黏性土强度不均匀系数越大,地基承载力系数越大;基底粗糙度通过影响土体发生破坏的位置影响地基承载力系数;矩形基础和圆形基础的基础形状系数随着土体强度不均匀系数的增大而减小;数值计算得到的长宽比为10的矩形基础情况下的地基承载力系数与条形基础情况下的地基承载力系数相等。     

倾斜基岩对地基上柔性条形基础沉降的影响

研究目的:研究倾斜基岩上柔性条形基础总沉降和不均匀沉降的计算方法,减少地基不均匀沉降.研究结论:(1) 沿着地基表面,基岩倾斜对地基总沉降的影响随之变化,对地基中心处的影响最小;当基岩倾角小于45°时,不均匀沉降受倾斜基岩的影响非常显著;(2) 在倾斜基岩影响下的沉降影响系数和不均匀沉降影响系数的建议值,可用于路堤等柔性浅条形基础的沉降计算,也可供下部存在基岩的竖向条形荷载下可压缩土体的沉降计算;(3) 由于倾斜基岩的普遍存在,为了避免因忽视倾斜基岩引起的地基不均匀沉降,而造成柔性基础设计上的失误,应加强这方面的研究.     

路堤下桩承式水平加筋复合地基桩土应力比分析

桩承式水平加筋复合地基是"水平向增强体+竖直向增强体"的联合复合地基.计算路堤下复合地基桩土应力比的方法与刚性基础下的复合地基不同.路提由填土等散体材料组成,路堤下复合地基桩与桩间土之间的沉陷不一致,导致填土内部出现相对垂直位移,应力状态发生变化.由于复合地基桩土应力比发生变化及水平向增强体的提拉作用,可将大部分路堤荷载转移到桩体上,从而减小桩间土上部的压力,并使得路堤顶面的差异沉降减小.通过分析桩承式水平加筋复合地基及其上部填土的变形特点,推导出求解加筋垫层上、下方桩顶土压力、桩问土压力及桩土应力比的计算公式并分析了不同参数对桩土应力比的影响.     

条形基础地基极限承载力的改进径向移动算法研究

基于极限分析法,在将地基划分成刚塑性三角形块的基础上,综合考虑地下水位和非饱和土基质吸力的影响,利用内外虚功率相等原理建立极限承载力的求解方程,从而将条形基础地基极限承载力问题等价为一个边界待定的泛函极值问题。在将径向移动算法的数据结构进行改进之后用于对地基滑移线的搜索与相应极限承载力的计算,并在此基础上研究地基土层参数、基质吸力与地下水位对地基极限承载力的耦合影响。结果表明,改进的径向移动算法能快速准确而稳定地搜索滑移线并求解地基极限承载力;各地基参数变化会对地基极限承载力产生不同的耦合影响。     

基于现场试验的刚-柔性基础下膨胀土变形特性研究

为研究膨胀土地基的膨胀变形响应规律,结合云桂客运专线建设,在弥勒中-强膨胀土区域选取典型工点,开展刚性基础(多压板荷载)与柔性基础(低路基)下膨胀土地基现场浸水试验,对比分析浸水后刚性和柔性基础下膨胀土地基的膨胀变形差异。试验结果表明:在较小荷载下,刚性基础与柔性基础下地基均产生明显的膨胀变形,膨胀变形量与上部荷载近似呈双曲线关系,前者的极限膨胀量约为后者的85%。对云桂客运专线试验段路基的长期监测试验表明:在自然条件下,路基较低时,地基相对膨胀量变化值随路基高度的增加而减小;路基高度超过5m时,其相对膨胀量变化值趋近于0,自然降雨对超过该填高的中-高路基下膨胀土地基的膨胀变形几乎无影响。     

基于SQP优化和上限法的倾斜荷载下条形浅基础极限承载力计算

对均质地基岩土体上条形基础承受倾斜荷载的情况,根据线性破坏准则和相关联流动法则,利用极限分析中的机动法,构建了一个承受倾斜荷载作用的条形浅基础的二维机动许可破坏模式.根据外力功率与内部耗能相等原理获得极限承载力的目标表达式,并把其转化成了一个求含有非线性约束的极限承载力上限解最小值问题计算模型.应用MATLAB软件平台,对建立的计算模型采用序列二次规划法(SQP法)进行了承载力上限解优化求解.研究结果表明:极限上限分析结合优化理论SQP法适用于该问题的求解;荷载的倾斜程度对条形基础地基承载力影响较大;相同计算参数条件下,构造刚性块较少的简单的相容速度场也能够求得较为精确的数值,因而计算的速度和效率也将得到大幅提高;影响参数分析表明,计算参数取值对极限承载力量值具有非线性影响且权重存在差别,将结果与已有文献资料进行了分析比较,所得结果较前人研究成果有一定改进.     

铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力确定方法研究

针对铁路CFG桩复合地基上的铁路路堤为柔性基础的实际情况,运用数值分析和现场载荷试验,研究铁路柔性基础下CFG桩复合地基承载力的确定方法。数值分析和现场载荷试验均表明,柔性基础下CFG桩复合地基中桩及桩间土的沉降和受力规律与刚性基础差别较大,桩的荷载分担比差别也较大,故目前采用刚性基础的方法确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力是不合适的,而柔性载荷试验可以更好地反映铁路柔性基础下CFG桩复合地基的实际受力情况。因此,建议采用柔性载荷试验确定铁路柔性基础下的CFG桩复合地基承载力。     

较软弱地基基础设计方案技术经济比选

对于较软弱地基条件下的小高层框架结构,天然地基、复合地基、桩基础3种方案在工程设计中都能满足规范要求。此文结合工程实例,重点针对这3种方案中较适用的天然地基柱下条形基础、CFG桩复合地基、挤扩支盘桩方案进行技术经济比选,力图为此种条件下的地基基础设计找到一种比较通用的最佳方案。     

CFG桩网复合地基桩土应力荷载比试验研究

在京沪高速铁路凤阳试验段用CFG桩网结构处理地基的实测数据的基础上,获得了柔性基础下桩帽顶、桩帽间土、四桩帽间形心处的应力及桩土应力比随荷载和固结时间的变化规律,并分析了桩土荷载分担比随固结时间的变化特性.现场试验结果表明:桩土应力比随荷载的增大而增大,基本呈线性关系;在荷载一定的情况下,桩土应力比随固结时间的变化不大;桩土应力比均值在4.0左右,地基土分担了约45%的路堤荷载.该研究成果可为中国高速铁路路堤下CFG桩网复合地基设计的参数取值提供实测依据.     

基于正交试验设计的路堤下地基沉降影响因素显著性分析

为研究路堤下地基沉降影响因素的显著性,采用等水平正交表进行正交试验设计,建立了地基沉降理想弹塑性有限元分析模型,通过计算路堤填土重力作用下的地基沉降及塑性变形,分析了在高低两种地基土强度条件下地基土的变形模量、内摩擦角、黏聚力、重度和路堤高度、填土变形模量、填土重度7种因素对地基沉降影响的主次关系。分析结果表明:对地基沉降影响最为显著的因素是地基土变形模量和路堤高度;随着地基土强度的降低,地基土的塑性变形增加明显,地基土内摩擦角对地基沉降的影响程度凸显,其显著性明显超过路堤填土重度与地基土黏聚力;对地基土的塑性变形而言,地基土内摩擦角的显著性大于地基土变形模量、路堤高度等因素,影响程度最为显著。研究成果可为地基沉降分析与工后沉降控制提供参考。     

CFG桩复合地基柔性荷载试验研究

通过自行研制的现场静力柔性载荷试验设备模拟不同刚度的基础,对不同基础刚度下CFG桩复合地基的桩及桩间土的荷载分担特性、荷载发挥系数等进行了分析研究.试验结果表明,CFG桩复合地基上部基础刚度越大,复合地基桩分担荷载越多、荷栽发挥系数越大,而桩间土荷载分担的越少、荷载发挥系数越小.     

岩溶区土洞地基承载力的确定

研究目的:合理地确定岩溶地区土洞地基的承载力。研究方法:根据弹塑性理论,推求得到岩溶地基中土洞周边土体的应力状态。在土体自重应力和基底附加压力的作用下,土洞周围的土体将产生应力集中,利用莫尔——库仑屈服准则,判断土洞洞壁土体是否产生塑性破坏。当按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.5条计算地基承载力时,还应同时确保土洞周围的土体不产生塑性破坏并得到基底容许压力P值,取fa和P的较小值,即为岩溶区土洞地基的地基承载力。研究结果:推求得到了土洞地基的地基承载力计算方法和计算公式。研究结论:通过计算分析发现,地下水对地基承载力影响很大,地下水位下降,将降低地基承载力;地基中土洞内存在有充填物,且充满整个土洞时,地基的承载力大大提高。     

潜在滑移线理论在求解地基危险滑面中的研究

以潜在滑移线理论为基础,提出了一种新的求解地基土体中最危险滑面及其安全系数的方法.首先对基础和外荷的作用下的地基建模进行有限元分析,得到地基土的应力场,编写基于潜在滑移线理论的有限元后处理C和MATLAB程序.对分析结果进行处理,计算得出地基土体中的一系列潜在滑移线及其安全系数,然后取安全系数最小的滑动面作为该外荷条件下的最危险滑面.     

水泥土挤密桩复合地基桩土应力比的现场测试研究

桩土应力比n是复合地基设计中的重要参数.本文依托郑(郑州)西(西安)客运专线工程进行水泥土挤密桩复合地基桩、土应力的现场测试,得到桩土应力比n在路堤填筑过程中的变化规律.在刚性荷载板下的单桩复合静载试验测得,加载过程中n值变化快,且存在明显的峰值;而在路堤荷载下,n值变化较缓慢,量值比载荷试验的结果小得多,且变化范围不大,最终趋于一个稳定值.n取值范围为1.77～3.55,平均值为2.66.分析在路堤填筑过程中复合地基桩、土工作性状,进一步说明刚柔基础复合地基承载特性的差异,为铁路工程的设计施工提供合理的桩土应力比取值范围.     

大面积单侧堆载对高速铁路桥梁墩台影响的数值分析

基于某高速铁路桥梁实际地质条件和现场堆载情况,运用ABAQUS有限元软件建立高速铁路桥梁墩台、基础及地基土相互作用有限元模型,分别假设地基土为弹性(大变形)和理想弹塑性,分析了桥梁墩台在大面积单侧堆载作用下的受力变形特性,包括墩顶中心变形、地基与桩基侧向变形沿深度变化、地基与桩基侧向应力沿深度变化等。研究结果表明:单侧大面积堆载是桥梁桩基产生水平位移的主要原因;地基黏土层取为理想弹塑性时计算的墩顶变形与地基土侧向应力明显大于取为弹性时计算值,且与现场实测值较为接近,说明地基土体发生了一定的塑性变形造成了桩基倾斜。计算结果为桥梁墩台倾斜的成因及处置措施提供了理论依据。     

铁路临建工程条形基础实用设计方法研究

柱下条形基础的设计相对较为复杂,相关规范没有给出详细的设计步骤,在参考和设计实践的基础上,综合阐述铁路临建工程条形基础设计中常用的静力平衡法和倒梁法的计算原理、适用范围和相互关系,总结提出条形基础设计的具体步骤,目的是强化条形基础设计的可操作性,从而使设计过程条理清楚,设计结果经济安全。     

高速铁路非饱和土地基处理技术

通过分析室内固结试验成果,对非饱和土的水土特性及固结压缩特性进行研究,进而结合现场沉降测试结果对各类加固工法下非饱和土地基的沉降规律展开讨论。研究表明,虽然地基土的最终沉降量只与土体的压缩模量有关,但是非饱和土体的瞬时沉降受饱和度影响显著。从固结稳定时间上看,非饱和土的固结时间与饱和度有密切关系,低饱和度下,固结时间随着饱和度的增加而延长,当饱和度超过82.8%时,固结时间随着饱和度的增加而减小并最终趋近于饱和土的固结时间。采用双曲线模型预测地基土的最终沉降量,对不同工法加固非饱和土地基的加固效果进行评价,可以看出,强夯、换填和短水泥搅拌桩加固非饱和土地基完全满足高速铁路路基沉降控制要求。     

粉喷桩复合地基参数优化设计研究

本文采用有限元软件 ADINA,针对天津新港地区某一粉喷桩复合地基建立了桩—土分离三维有限元模型,并采用二次开发的 E-B模型来模拟软土的非线性,研究不同桩体模量、不同置换率、不同桩长下复合地基的沉降特性.分析不同荷载作用下各个设计因素对复合地基沉降特性的影响,从而指导工程实际中合理选择桩体模量、桩长、置换率以及褥垫层厚度和模量,使桩土共同作用达到最优.     

新建铁路CFG桩桩筏复合地基试验研究

结合现场试验结果,研究了柔性基础下采用CFG桩桩筏复合地基时的工作性状。试验研究的主要内容为CFG桩桩顶和桩间土的沉降变形、桩顶及桩间土的压力值、地下水位和孔隙水位以及测试点水平位移随深度的变化。该研究成果可为新建铁路路堤下CFG桩桩筏复合地基设计参数取值提供实测依据。