冻结法在沈阳地铁隧道中的应用

沈阳地铁某盾构区间一联络通道拱顶土层为饱和含水的细砂层,具有较高的流变特性.考虑联络通道的特点以及所处土层的特性,采取了水平和部分倾斜孔冻结加固土体,然后用矿山暗挖法进行开挖构筑施工.结合该工法的设计及施工,总结了冻结孔以及开挖施工的主要技术措施.     

强震作用下群桩基础抗液化性能的振动台试验

为研究强震作用下群桩基础抗液化性能优于单桩基础的具体表现形式,依托海南省海文大桥工程,采用振动台模型试验开展单桩、四桩、六桩基础处理液化地基的差异性研究,分析了3种不同工况下饱和粉细砂土层中孔压比、桩身加速度和弯矩时程响应差异及其三者相互关系。研究结果表明:0.35g地震动荷载作用下,3种工况均产生液化现象,饱和粉细砂土层深处的孔压比开始增长时刻及稳定时刻均滞后于浅层;六桩基础完全液化耗时比四桩基础延缓4.41~4.82 s,四桩基础完全液化耗时比单桩基础延缓4.00~4.42 s;随着桩数的增加,同一深度处饱和粉细砂土层中桩身最大加速度及其放大系数均逐渐减小,桩身最大加速度出现时刻逐渐滞后,且随着孔压比的增大,桩身加速度逐渐减小;六桩基础最大弯矩较四桩基础小25.95%~43.50%,四桩基础最大弯矩较单桩基础小28.80%~33.10%,单桩基础最大弯矩出现时刻比四桩基础早1.22~1.27 s,四桩基础较六桩基础提前0.66~0.72 s,且桩身弯矩随孔压比的增大逐渐衰减,说明液化前饱和粉细砂土层具有软化减震作用。可见,六桩基础抗液化性能优于四桩及单桩基础,在液化土层桩基础抗震设计中,可通过群桩基础形式提高其抗液化性能。      

基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究

为了研究饱和砂土在循环荷载作用下的动力特性,从热力学平衡条件入手,结合颗粒熵理论,以直线为迁移曲线构建了饱和砂土在循环荷载作用下累积耗散能φ的计算方式;针对饱和南京细砂开展了循环三轴试验,探讨了初始循环应力比CSR、有效围压σ'_c等因素对南京细砂液化特性的影响。结果表明:累积耗散能的发展表现出缓慢增长段、过渡段、急速增长段等3阶段特性,且过渡段对应的孔压比ru处于0.6～0.7的水平;液化所需的累积耗散能φ与初始循环应力比CSR无关,但与有效围压σ'_c呈现出正相关关系;孔压比r_u随着累积耗散能φ的增加而增大。构建了初始液化时的累积耗散能φ_f与有效围压σ'_c之间的函数关系,并以累积耗能比φ_R为标准,建立了孔压比r_u发展的能量模型。     

黄土地区不同成孔方式灌注桩压浆前后承载特性

为了研究成孔方式对后压浆灌注桩承载特性的影响，分别对压浆前后的人工挖孔、旋挖成孔和冲击钻孔灌注桩进行了现场静载试验，分析了成孔方式对最终注浆量的影响，研究了不同成孔方式下灌注桩压浆前后沉降、极限承载力、桩侧阻力及桩端阻力的改善效果；探讨了不同成孔工艺对压浆过程和桩基承载特性的影响机制，考虑不同成孔方式和浆液上返高度，验证了《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)推荐的后压浆桩基极限承载力计算方法。研究结果表明:当理论注浆量相同时，实际最终注浆量从大到小依次为旋挖成孔桩、人工挖孔桩和冲击钻孔桩；压浆后，沉降特性的改善效果从好到差依次为冲击钻孔桩、旋挖成孔桩和人工挖孔桩；极限承载力的提高幅度从大到小依次为冲击钻孔桩、旋挖成孔桩和人工挖孔桩；压浆后，距桩端以上12 m范围内的桩侧阻力明显提高，提高幅度从大到小依次为冲击钻孔桩、旋挖成孔桩和人工挖孔桩；人工挖孔桩、旋挖成孔桩和冲击钻孔桩桩端阻力占总荷载的比例分别提升了17.05%、12.23%和15.10%，均表现出明显的端承摩擦桩特性；人工挖孔桩和旋挖成孔桩侧阻力和端阻力增强系数与《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008) 基本接近，冲击钻孔桩则相差较大，表明灌注桩成孔方式对后压浆参数的选取和后压浆灌注桩的承载特性具有很大的影响。      

细砂层桩底压密灌浆钻孔灌注桩承载特性分析

泥浆护壁钻孔灌注桩施工及承载过程中存在一些问题。从现场试验和数值模拟的计算结果出发，探讨了桩底持力层为中密细砂层时桩底压密灌浆钻孔灌注桩承载特性，指出对于长径比小于20的桩底灌浆钻孔灌注桩的桩端阻与桩侧阻具有同步发挥的性质，此外桩底灌浆钻孔灌注桩在承载过程中，主要以弹性变形为主，残余变形很小，其结论来源于现场试验结果，对工程实践能够起到指导的作用。     

齿轮塑性变形失效的安定极限分析

为研究直齿圆柱齿轮优化设计中残余应力对齿轮材料塑性极限的影响,基于Hertz接触理论和齿轮局部坐标下的弹塑性接触模型,分析了直齿圆柱齿轮啮合过程中的弹性接触应力、残余应力及弹塑性接触应力.根据第三强度理论,导出齿轮材料在弹性状态下弹性极限约为简单拉压屈服极限的1.6倍;根据安定极限理论,考虑齿轮啮合过程产生的残余应力对齿轮材料的强化作用,得到弹塑性状态下齿轮接触的静力安定极限约为简单拉压屈服极限的2.3倍;与弹性极限相比,将静力安定极限作为齿面出现塑性变形的失效判据,齿轮材料的许用应力提高了约50%.     

单桩竖向承载力的可靠度设计与估计研究

以随机场为桩基土层土性参数的数学模型,探讨了桩的承载力统计规律。把桩基从容许多承载力设计提高概率极限状态设计水平。以交通部规划设计院提供的两座桥梁完整的地基勘探资料为算例,验证所提供的模型与方法的适用性。     

基于自平衡试验的桩基侧摩阻力修正研究

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 3363—2019）中第6.3.3条推荐的桩侧土质极限摩阻力qik标准值，仅仅与土的类型和状态有关，对同一类土层的不同高程处桩周土质侧摩阻力的变化无明确说明。基于某百米级桩基础竖向承载力自平衡静载试验分析，详细介绍了桩身侧摩阻力试验原理和分析方法。试验结果表明，同一土层的桩身侧摩阻力随着桩身轴力和土压力的变化而变化。以往规范中按土体类型和状态进行简易划分，不能反映桩身土体侧摩阻力的真实变化规律，应通过试验结果进行修正，可为类似工程提供参考。     

桩端后压浆桩基承载特性的仿真分析

以十堰至天水高速公路段仙鸡河大桥采用桩端后压浆技术的钻孔灌注桩为研究对象,通过理论分析和非线性有限元程序ADINA仿真分析,对采用桩端后压浆技术后的钻孔灌注桩的承载性能进行了研究,得出结论：采用桩端后压浆技术形成桩端注浆加固层,提高桩端土变形模量,可以有效地减小桩基在正常使用状态下的沉降量,在水泥用量极小的情况下就可大大提高灌注桩的极限承载力,其极限承载力比未压浆的提高约69%,可为相关领域的工程提供一定的借鉴。     

桩基的非线性分析

本文以桩一土相互作用的关系为基本点,对于在多种土层的地基中,桩的计算是从试 验出发,考虑了影响桩承载力的多种因素,首先假定土的抗力数学模型,用优化方法 求取模型中的待定参数,由此将计算得到的结果用于同类型地基的桩基计算中。      

钻孔灌注桩桩端后压浆承载特性研究

后压浆技术可大幅提高钻孔灌注桩的承载力。基于西安至铜川扩建工程试桩的现场静载试验,分析了桩端后压浆的增强加固机理,深入研究了后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性,桩侧阻力及桩端阻力的发挥性状。利用实测结果,得出了后压浆增强系数,并提出了后压浆单桩极限承载力的计算公式,可为相关领域的工程提供一定的借鉴。     

地震液化对桥梁桩基础极限承载力的影响

地震后砂土液化是地震的主要震害之一．对砂土液化前后桥梁桩基的极限承载力进行了数值计算，结果表明砂土液化后，基桩的横向极限承载力明显降低，其降低程度与桩周可液化土体的厚度及液化程度相关．桩周可液化土体厚度越大，液化程度越高，则地基土的水平抗力系数m降低越多，桩基的横向极限承载力降低也越多．同时，砂土的液化导致基桩的水平位移在同等载荷作用下也有较大的增长．     

桩-桶基础的水平承载性能

通过室内模型试验,研究了桩-桶基础的水平承载性能.采用无标点数字照相变形量测技术对水平承载桩-桶基础的半模试验进行观测.分析地基土体位移场,得到土体变形的渐进性变化过程,土体的剪切带是在变形场边界的土体应变软化产生的,水平荷载作用下z在基础两侧地基土中形成主动区和被动区.水平荷载作用下桩-桶基础的桩身存在反弯点,破坏荷载时反弯点离桩底的高度约为埋置深度的1/4处.剪切变形场分析的土体破坏面和实测土体破裂面形状一致.桩-桶基础的极限水平承载力由桶顶以上土体、桶内土体与桶下土结合部位、桶侧土体的抗剪强度在水平方向投影的集合,和桶下桩周土水平抗力组成.根据数学拟合的土体破坏曲面,建立桩-桶基础水平极限承载力计算式.     

PBL传剪器极限承载力的试验研究

为了考查PBL传剪器在拉一剪组合环境应力下的性能,设计了4组12个PBL传剪器试件,对其极限承载力和滑移量进行了试验研究．试验结果表明,PBL传剪器的极限承载力受孔中钢棒强度、混凝土轴心抗拉强度、钢板开孔直径、钢筋直径和环境应力类型等因素的影响．上述参数可以组合为无量纲外荷载与传剪器抗力,二者之间的关系可以用直线拟合,用于确定PBL传剪器的极限承载力．较之环境应力为拉应力,环境应力为压应力时,PBL传剪器的极限承载力绝对值大．     

不同场地沉管隧道振动台模型试验研究

为了研究不同场地条件下沉管隧道的地震反应规律和抗震性能,对干砂、饱和砂土以及水下饱和砂土三种场地条件下沉管隧道体系进行缩尺比为1∶30的振动台模型试验.试验结果表明:当输入加速度峰值为0.1g的小震时,三组场地中的土层加速度均保持放大趋势,饱和砂土没有出现液化状态;当输入幅值为0.2g和0.4g时,干砂场地中的土层加速度继续增大,饱和砂土发生液化,表层土体加速度呈现衰减现象;在输入加速度峰值为0.4g时,3组试验的中间管段较端部管段加速度减小百分比最大分别可达11.1%、7.6%和9.4%,柔性接头表现出一定的减震效果;饱和砂土与水下饱和砂土中的土体孔压发展规律基本一致;3组场地中均是隧道底板与中墙角点处的应变较大,是抗震的薄弱部位.     

基桩静载试验自平衡法在公路工程中的应用

方法起源 桩基静载试验目的是通过试桩确定在各种地质条件下合理的钻孔灌注桩施工工艺．测出各土层桩周极限摩阻力、桩尖土的极限承载力以及单桩极限承载力．为桩基础设计和施工实施提供科学依据。     

高压水平旋喷桩在高原细砂地层隧道中的应用

高原细砂地层砂体自稳性极差,易出现流砂、漏砂等病害。为保证细砂地段隧道掘进作业的安全,采用高压水平旋喷桩技术对开挖轮廓范围土体进行加固处理。结合新建川藏铁路拉萨至林芝段米林隧道,介绍了高原铁路隧道水平旋喷桩施工设备、施工流程及施工参数。高原细砂地层隧道采用高压水平旋喷桩技术可以有效控制周边围岩收敛量,预防不良地质地段出现安全事故,加快施工进度。     

抗压桩与抗拔桩受力特性的现场破坏性试验

为理清抗压桩与抗拔桩受力特性的异同,基于2根抗压桩和2根抗拔桩的现场破坏性试验,研究了抗压桩、抗拔桩的侧阻和端阻的发挥特性.现场破坏性试验表明:抗压桩的桩端位移-桩端力曲线表现为软化特性;不同土层中抗拔桩与抗压桩极限侧阻的比值平均为0.373～0.763,深部土层中两者比值较小;抗压桩和抗拔桩桩长范围内的桩侧阻力均表现为软化特性,不同土层中抗拔桩、抗压桩侧阻破坏比分别为0.87～0.97和0.83～0.94;抗拔桩和抗压桩侧阻完全发挥时的桩土相对位移分别约为桩径的0.6%～1.5%和0.9%～2.0%.      

饱和软黏土路基中布袋注浆桩的挤土效应

为研究饱和软黏土路基条件下布袋注浆桩的挤土效应,以布袋注浆桩加固某饱和软黏土路基工程为例,通过现场试验对桩体成型过程中的桩周土体位移和超静孔隙水压力进行了分析. 运用测斜管监测了成桩时桩周土体的水平位移,得到了土体位移的分布特征和土体位移随注浆压力与时间的变化规律;运用孔压计监测了成桩时桩周土体中超静孔隙水压力,得到了超静孔隙水压力的分布规律与变化趋势. 试验结果表明:成桩后,桩周土体水平位移呈现“马鞍形”分布,在距离地表0.1～0.3倍和0.8～1.0倍的桩长位置处出现最大位移;桩体成型挤土产生水平位移的范围约为桩径的6倍;桩体养护成型后,标准施工下的注浆压力对挤土效应的影响甚微,同时桩周土体水平位移会出现明显回弹,回弹位移值为注浆当天的40%～60%;超静孔隙水压力在前10 d消散较快,超静孔隙水压比随土体与桩体间距离的增加而呈现近似于线性规律的衰减,其影响范围约为10倍桩径.      

滑动土体中软弱滑动夹层对抗滑桩的影响

本文通过抗滑桩的室内模型试验,研究固定滑动面的软弱央层的变形性质对桩前土抗力分布的影响,同时也研究该夹层性质与桩在锚固层中转动点的位置、桩身最大弯矩位置等的关系。在实验过程中,根据相似理论设计了模型砂的密实度,使实验结果更具有实际意义。文中根据试验数据,采用桩的横向土抗函数R=y~a(k_1w—k_2w~3),通过非线性规划,计算出上下土层的抗力参数。在运算过程中,运用“拟线性化法”和“补充函数法”,使两点边值问题的非线性微分方程组得到解答,从而求得桩轴弯矩和变位的非线性理论解,并与实测数据进行对比,结果比较满意。对于土的抗力参数与较弱央层的变形参数的相互关系也作了分析,从而能阐明部分参数的力学意义。