深圳湾海积软土的蠕变特性与本构模型研究

论证海积软土的蠕变特性,针对深圳湾软土在固结仪上进行一维侧限压缩蠕变试验,并建立了可描述软土蠕变特性的本构模型。结果表明,深圳软土的蠕变变形主要是瞬时变形和衰减蠕变变形,应力越大蠕变效应越明显。且蠕变表现为非线性特性,应力水平越高,非线性特征越显著,剪切蠕变特征复杂。Burgers模型可以较好地描述深圳软土的蠕变特性,特别是衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段拟合效果良好。研究还表明,稳定蠕变变形受应力水平影响显著,表现为固结应力越大,稳定蠕变变形量越大,达到稳定标准的时间也越长。这也说明实际工程中,当土体承受较大荷载时,必须考虑因蠕变变形对建筑物的危害作用。     

软粘土路基沉降的蠕变效应研究

天津滨海地区广泛分布深厚的软粘土,研究其蠕变特性对于预测该地区建筑工程的地基变形和长期稳定具有重要的意义。文章对天津滨海地区典型软粘土进行了一维固结蠕变试验,根据时间硬化蠕变定律建立了蠕变本构模型并确定了模型中的3个蠕变参数:应变率系数A、应力指数n和时间指数m。结合道路工程实践,运用有限元软件ABAQUS开展了路基沉降分析,对比了固结模型与蠕变模型的沉降量计算差异。研究表明,天津滨海地区软土的蠕变特性显著,考虑软土蠕变特性的路基沉降计算结果较固结模型大20%,且与工程实测结果吻合,软土蠕变导致的沉降量在道路工后沉降中占50%以上。     

天津港回填土地基蠕变问题的有限元分析

利用依据固结仪分步加载软土蠕变特性而建立的三维软土蠕变模型,对天津港南疆突堤进行有限元分析,并与实测结果进行对比。计算结果与实测曲线吻合较好,说明该模型能够较准确模拟实际工程中土体的蠕变特性。通过模型参数对计算结果的影响分析发现,模型中的修正蠕变系数μ*对计算结果影响最大,并决定土体的蠕变为衰减蠕变或非衰减蠕变。     

采用面向对象有限元法程序分析逆作法施工

将现代软件工程方法（面向对象方法）与有限元方法结合起来,开发了对逆作法施工进行数值模拟分析的面向对象三维有限元分析软件。其中土体力学本构模型采用修正剑桥模型,并且用试验数据进行了程序验证。然后用该程序对某市人防工程逆作法施工进行了数值模拟计算分析,通过两方案比较,最后提出有关施工建议。     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

砂土地基下桩柱码头结构地震响应数值研究

本文通过引入上负荷面剑桥模型,考虑超固结以及结构性因素对土体力学特性的影响后,在统一理论框架下对不同土体介质材料的应力应变关系与液化特性进行了数值试验研究。研究结果表明,与黏性土相比,砂性土由于其颗粒间的微观结构在外力扰动下更容易遭到破坏,对外力扰动极为敏感,因此更容易导致土体的屈服和液化,相关结论可为饱和可液化地基环境条件下的工程结构设计提供参考。     

高速铁路高大全封闭型声屏障自振特性研究

本文研究的声屏障体型大,可以选取其中一部分结构进行分析,通过子结构技术推导出整体结构的自振特性。本文的研究分为数值仿真分析和现场试验。首次采用一跨声屏障的部分节间足尺模型作为试验对象,运用有限元模型修正理论,用试验测得的频率修正ANSYS有限元模型刚度,得到修正后的频率,然后,利用子结构的思想,组集得到一跨声屏障的自振特性。结果表明,基于子结构的模型修正方法能够有效的对一跨声屏障结构进行自振特性分析。     

软土路基Burger蠕变模型分析

软土变形的时效特性会使修建在软土地基上的建构筑物产生不可忽视的工后沉降,因此揭示软土固结蠕变的规律,对软土地基上的工程有着重要意义。本文针对Burger粘弹塑本构模型,建立了土体固结蠕变的基本微分方程,并结合固结蠕变试验资料,运用FLAC的有限差分模式进行数值分析,并用实地监测数据和蠕变经验公式对分析结果进行了验证。     

公路软土地基沉降预测方法的研究

运用修正的指数模型和修正的双曲线模型,结合现场实测的沉降资料,对公路的沉降量进行预测,预测结果表明,修正的双曲线模型更适合于CFG桩复合地基的软土地基处理,而修正的指数模型则更适合于砂井地基的软基处理方式。     

粉喷桩复合地基沉降机理探究

运用修正的指数模型和修正的双曲线模型,结合现场实测的沉降资料,对公路的沉降量进行预测,预测结果表明,修正的双曲线模型更适合于CFG桩复合地基的软土地基处理,而修正的指数模型则更适合于砂井地基的软基处理方式。     

温度应力对钢板桩码头的影响研究

钢板桩码头与其他钢板桩临时围护结构的不同之处在于其环境温度的变化幅度较大,钢板桩的温度应力对码头结构有一定影响。采用ABAQUS有限元软件模拟码头钢板桩与土体的相互作用,结合工程实例采用修正剑桥弹塑性模型在应力场中耦合温度场,分析冬季和夏季极限温度条件下钢板桩码头的温度应力响应,可供钢板桩码头结构设计和相关研究参考。     

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。     

基床式基础防波堤的动力软化判别标准的研究

以长江口深水航道治理二期工程为依托，进行基床基础防波堤的动力软化判别标准的研究，分析在波浪作用下3个不同沉降量的典型断面下卧地基土的自重应力、附加静应力、波浪作用的附加动应力分布间的关系，初步得出该地区软粘土可能出现动力软化现象的判别标准。     

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。     

软土地基上板桩码头结构方案研究

以某软土地基上的板桩码头工程为例,采用地下连续墙作前墙、混凝土梁连接前后桩基的设计方案。考虑到软土地基的材料非线性,地基土体采用邓肯-张模型,并使用有限单元法分析板桩码头各构件的应力分布规律和变形特点。另外,采用多种方案对比的方法对码头结构设计方案中的前墙入土深度和两排PHC桩基的桩长进行研究。分析前墙入土深度和PHC桩长对板桩码头位移和内力的影响,并给出前墙入土深度和PHC桩长的优化结果,为工程实践中板桩码头的结构优化设计提供依据。     

饱和软黏土十字板强度的相关性研究

水运工程地基海相沉积的软黏土地层较多,软黏土十字板强度指标是进行地基和边坡稳定验算的重要指标,但在海上进行十字板试验受风浪、潮汐影响,实施较为困难,试验数据的相关性研究较少。结合多个港口软黏土十字板测试成果数据,分析了十字板强度与有效自重应力及标贯击数的相关性,并建立了相关公式,对软黏土十字板强度指标的获取和应用具有实用和借鉴意义。     

循环荷载波形变化对结构性软土变形及能量特性的影响

针对循环荷载波形变化对结构性软土变形的影响,以天津滨海新区临港工业区海积软土为研究对象,对其土样施加不同波形、不同幅值的循环荷载,并对不同波形、不同幅值作用下软土的耗散能发展曲线进行研究,并提出两种发展模式下的结构性软土耗散能的演化方程。结果表明,在考虑荷载波形的情况下,循环荷载幅值较小(30 kPa)时,累积塑性应变发展缓慢,波形变化对塑性应变发展趋势的影响很小;循环荷载较大(40、60、80 kPa)时,累积塑性应变快速增加,方波荷载作用下的累积塑性应变发展最快,正弦波荷载次之,三角波荷载作用下的塑性应变发展最慢。     

某大型填海造地工程人工岛护岸结构固结沉降及蠕变数值分析*

为了分析填海造地工程中软基沉降的影响因素,运用岩土工程专业有限元分析软件PLAXIS,借鉴日本关西机场工程经验数据,采用软土蠕变模型,进行整个场区的固结沉降及其孔压消散数值模拟,绘制出不同基准期沉降及孔压分布图,对比分析不同深度地基土层孔压消散趋势,得出相应成果.此外,针对软土蠕变模型中的主要参数开展敏感性分析,总结其对沉降结果的影响规律,相应成果可为填海造地相关工程提供参考和指导.同时提出,蠕变指标的经验取值法尚未得到广泛应用,有待于进一步研究.     

海相饱和软土固结特性的研究

结合某工程实例,通过对海相饱和软土室内固结试验资料的分析,研究影响饱和软土固结特性的主要因素,如受压时间、压缩系数与压缩指数的关系、固结系数与固结压力的关系等。本研究结果表明,固结系数和次固结系数与固结压力相关,不宜采用快速固结法进行饱和软土固结试验。