嵌岩桩桩端极限承载力研究

应用广义非线性统一强度理论和滑移线场方法,基于Meyerhof求解深基础极限承载力方法得出的地基破坏滑移面模式,推导出嵌岩桩桩端极限承载力公式,并对承载力随滑移面倾角及嵌岩比的变化规律进行研究,分析嵌岩比、中主应力系数、过载系数等因素对桩端极限承载力的影响。结果表明:桩端极限承载力系数随着嵌岩比的增加而呈非线性递减趋势,且递减幅度越明显。随着中主应力系数的增大,极限承载力也随之提高。承载力系数在嵌岩比n较小时,随着过载系数hm的增大而增大;当嵌岩比n较大时,则随hm的增大而减小。现行规范所定义的桩端承载系数偏于安全。     

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.     

滑移线理论在土工合成材料加固软基中的应用

针对目前设计所采用的圆弧滑动法难以反映土工合成材料作用的问题，提出一种基于极限平衡概念的滑移线数值解法。该方法从极限承载力的角度，对土工合成材料作用做出一些假定，而后用滑移线数值解法分析加筋前后地基极限承载力的变化，实例分析表明、筋材的作用可通过地基承载力的增加得以较好地反映，本方法满足静力平衡方程和屈服条件，属于极限分析理论的下限解。     

深海吸力式锚桩极限承载力研究

研究目的:深海吸力式基础的极限承载能力是海洋工程结构设计中的一个关键问题。准确求解吸力锚桩的极限承载力,能够为深海海洋结构物的稳定性提供技术保障;同时,研究深海吸力锚桩极限平衡条件下的失稳机理,可以为进一步深入研究极限承载力奠定理论基础。研究结论:结果表明,本文给出的位移加载模式,能够较为准确地求解水平载荷与竖向载荷共同作用情况下吸力式基础的极限承载力;吸力式锚桩的极限承载力及其稳定性,受水平载荷和竖向载荷的比值以及作用点的位置影响较大。本文工作为工程实际和理论分析提供了技术支持和理论指导。     

潜在滑移线理论及浅基承载力分析

本文根据土体的摩尔库伦强度理论，提出了土体潜在滑移线理论，并将该理论用于确定地基承载力。该方法确定的地基承载力值与其它方法相比，更接近规范中的推荐值及实测值。     

长期荷载作用下锈蚀栓钉连接件卸载后静力试验研究

通过8个标准连接件的推出试验,研究长期荷载卸载后锈蚀栓钉连接件的静力性能,了解长期荷载与栓钉锈蚀对连接件抗剪承载力、荷载-滑移曲线及变形能力的影响。试验结果表明:推出试验中,栓钉经历了先受压再受拉最后剪断3个受力阶段,栓钉受压处混凝土应变远远高于周边混凝土,随着荷载的增加,连接件刚度处在一个加速退化的状态;腐蚀与荷载存在耦合作用,对于栓钉受拉侧,腐蚀与荷载耦合加速栓钉锈蚀,对于栓钉受压侧,腐蚀与荷载耦合抑制栓钉锈蚀;长期荷载加速初始滑移的发展,但对试件最终滑移量及承载力影响不大,栓钉锈蚀降低试件刚度,加大滑移发展速率,降低极限承载力,对最终滑移量影响显著。最后,通过参数拟合方法建立锈蚀栓钉连接件抗剪承载力及荷载-滑移曲线计算公式,拟合结果表明,计算公式能够较准确地计算锈蚀栓钉连接件的抗剪承载力、滑移终值及荷载-滑移曲线,可为组合结构锈蚀计算提供参考。     

降雨入渗对滑坡渗流场和稳定性的影响分析

研究目的:以鹰厦铁路K290处滑坡为例,运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟在降雨及地下水位变化条件下,饱和-非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,探讨在降雨入渗条件下坡体孔隙水压力及基质吸力的变化规律,分析降雨强度、降雨持续时间等参数对滑坡稳定性及安全系数的影响.从微观和基质吸力的角度评价滑坡防治效果,为维护线路的安全运营提供参考.研究结论:降雨入渗及地下水位变化使得坡体内孔隙水压力发生急剧变化,并且各区域呈现不同的变化规律;降雨初期,孔隙水压力变化最明显;滑带土各区域基质吸力因降雨及水位变化而呈现不同的变化规律,降雨后期滑带土基质吸力基本丧失,对坡体的稳定和安全不利;水位变化、降雨强度、降雨持续时间对坡体的稳定性均有较大的影响,其中受降雨强度和水位变化的综合影响最显著,在强降雨和地下水位升降时,坡体稳定系数急剧降低.     

软岩地基中基桩承载力分析

本文讨论软岩地基中基桩极限承载力问题。在圆形荷载作用下，根据地基中任意一点的应力大小，以及桩顶的沉降量，求解基桩的极限荷载。同时根据试桩结果，对照理论计算，分析误差产生的原因。     

考虑地下水位下降的刚性桩复合地基沉降模型

研究目的:地下水位降低同区域性沉降直接相关,为研究区域沉降地区的高速铁路路基沉降控制问题,对地下水位降低情况下的刚性桩复合地基桩土作用发展变化规律展开研究就显得尤为重要。基于桩土荷载传递和桩侧土体极限抗剪强度理论,本文建立考虑地下水位降低影响的刚性桩复合地基沉降计算模型,根据沉降模型关于不同初始地下水位及不同深度地下水位降低情形的计算结果,确定地下水位降低引起的刚性桩复合地基沉降变形以及桩侧摩阻力分布特征。研究结论:(1)初始地下水位对桩土沉降变形的影响随地下水位深度的增加而减小,且总体处于较低水平;(2)地下水位降低幅度和水位线位置均影响桩土沉降变形,浅层地下水位变化将引起更严重的地基沉降变形;(3)地下水位降低引起桩土附加沉降的作用机理类似于大面积堆载,并将引起桩顶附近桩侧负摩阻力的增加;(4)本研究成果可为地下水开采诱发区域性地面沉降地区的刚性桩负荷地基设计提供参考,也可为高铁路基沉降控制提供可靠的设计计算依据。     

加筋土地基承载特性室内试验研究

通过室内模型试验对加筋土地基的极限承载力进行了试验研究.分析了加筋深度、加筋层数、加筋间距、加筋长度等因素对加筋地基极限承载力的影响.试验结果表明,加筋土地基存在最佳加筋深度与加筋层数;加筋间距越小,加筋效果越好;筋长的增加并不能有效地提高地基承载力.     

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.     

软岩地基中嵌岩桩承载力的机理研究

根据软岩的力学特征,讨论软岩地基中桩的极限承载力问题.在文献[1,2]的基础上,根据Duncan-Zhang模型,对桩的极限承载力进行非线性有限元分析.运用静荷载试桩结果,分析误差产生的原因.     

基于迭代序列响应面的桥梁体系承载力可靠度评估

运用迭代序列响应面法和非线件有限元法,对桥梁结构承载能力体系进行可靠度评估.对大桥结构进行概率灵敏度分析,获得影响桥梁结构极限承载力的主要结构参数.应用实验设计方法得到输入参数值(桥梁荷载和体系状态),将桥梁极限承载力作为响应面的输出参数,按照迭代序列响应而法得到桥梁体系极限承载力的回归方程,再与荷载共同组成桥梁体系承载力的极限状态方程;使用该极限状态方程和改进的一次二阶矩法,计算桥梁体系的失效概率与验箅点,利用验算点求得新的展开点进行迭代计算,最终得到桥梁体系承载力的可靠度.应用该方法对九江长江大桥进行体系承载力可靠度评估的结果表明:经2次响应面迭代计算得到的响应面拟合精度达0.61%;九江长江大桥3大拱在中跨满载和边跨满载时的体系承载能力可靠度分别为5.75与5.90,均在正常范围内.     

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。     

高速铁路非饱和路基沉降特性及预测研究

工后沉降的准确预测是高速铁路设计与施工的关键,传统饱和土沉降预测曲线模型在非饱和土路基应用中存在拟合程度低、预测值偏小等问题。通过室内非饱和土一维固结试验分析基质吸力与干密度对非饱和土固结时间的影响规律,验证非饱和土沉降预测模型参数特性;并结合郑西高速铁路、石武高速铁路和秦沈客专典型断面的沉降观测数据,对比分析非饱和土沉降预测模型的适应性。结果表明,基质吸力对非饱和土固结时间有显著影响:固结时间随基质吸力增加呈现先增加后减少的趋势,因此,在一定基质吸力范围内,传统沉降预测曲线方法预测工后沉降存在预测结果偏小的风险;非饱和土沉降预测模型的两个参数与基质吸力分别存在指数与对数关系;应用实例表明非饱和模型具有拟合度较高且偏于安全的优点。     

软岩地基中嵌岩桩承载力的机理研究

根据软岩的力学特征，讨论软岩地基中桩的极限承载力问题．在文献[1，2]的基础上，根据Duncan—Zhang模型，对桩的极限承载力进行非线性有限元分析。运用静荷载试桩结果，分析误差产生的原因。     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

基于增量加载法的隧洞上方地基承载力研究

运用DP系列屈服准则,采用有限差分法求得隧洞地基的极限承载力与潜在滑动面.定义了隧洞地基围岩的局部稳定系数,通过求解局部稳定系数,给出了围岩的稳定范围,对隧洞地基加载前的地层加固提供参考.研究结果表明:极限承载力随剪胀角的增大呈现出先增大后减小的规律,且在剪胀角等于3φ/4时取得极大值,在剪胀角等于摩擦角φ时取得极小值.     

挡墙后土体应力状态与主动土压力计算分析

为探究土压力理论中挡墙背后土体所处的应力状态,完善对于土体力学条件的考虑,在相关研究成果的基础上,提出在主动土压力条件下,滑移面上土体单元达到极限应力状态时,墙土界面和土楔体内部单元未达到极限应力状态的观点.采用非极限参数对土体的非极限应力状态进行描述,基于二维微分方程对问题进行求解.通过一定假设得到挡墙上土压力和滑裂...     

地面施工荷载对地铁暗挖车站影响分析

针对北京地铁7号线广渠门内站施工场地限制,施工中车站上方安置施工机械及堆载土体,造成较大的地面附加施工荷载的情况,建立地面施工荷载对地铁车站的影响分析计算模型,并采用有限元法进行求解分析。研究不同地面施工荷载下地铁车站施工引起地层变形及支护结构受力情况,并对地基承载力进行验算。针对地面施工荷载导致车站地基承载力不足情况,提出采用注浆方案加固地基。