基于DPDM 技术的室内双层地基承载试验及变形场分析*

通过室内双层地基模型试验,研究上部硬土层在不同强度和厚度条件下的双层地基承载性能,并拍摄数码图像分析了双层地基的变形场。分析荷载p-基础沉降s 曲线,双层地基极限承载力随上部硬土层强度和厚度的增大而增加,双层地基极限承载力下对应的基础垂直位移随上部硬土层强度和厚度的增加而降低;当模型试验中的上部硬土层的水灰比为10%、厚度为30 mm,以及上部硬土层的水灰比为20%、厚度为60 mm 时,后者的极限承载力是前者的3.01 倍,后者的极限承载力下对应的基础沉降是前者的基础沉降的0.11 倍。利用数字照相变形量测DPDM (The digital photogrammetry fordeformation measurement) 技术对双层地基变形的数码图像进行变形场分析,通过网格图的变形分析,土体的初始变形出现在下部软土层中,随着荷载的增大,网格的变形区域逐渐向上部的硬土层及软土层下部发展,同时在水平方向扩展;双层地基破坏模式为上部硬土层的锥台型整体剪切和下部软土层冲剪的综合型破坏形式。对上部硬土层的强度、厚度的优选设计可大幅度提高软土地基处理的效能。     

软土基坑开挖对基坑变形的数值模拟分析

基坑开挖过程中,软土对基坑变形产生很大的影响,优化基坑的施工组织,是研究基坑安全性的一个重要课题。本文以昆明某泥炭质软土基坑实例为研究背景,建立了三维有限元模型,同时结合监测数据,讨论了基坑变形的主要特征,通过数值模拟分析了不同土层中土方分层开挖厚度及分段开挖长度对基坑变形的影响。     

基于plaxis的超深基坑开挖弹塑性有限元数值计算与分析

针对基坑设计传统计算方法的不足,利用Plaxis软件在考虑地下水、土、结构相互作用下采用弹塑性有限元计算方法对深圳地铁某地下3层换乘车站超深基坑进行数值计算分析,计算出支挡结构的内力和变形、基坑附近地表沉降、基坑底开挖面隆起量等结果,为以后深基坑的计算与设计提供了一种可行的计算分析方法。     

层状土地基条件下具桩靴自升式钻井船插桩深度分析研究

应用有限元数值模拟方法,研究了自升式钻井船的桩靴在复杂层状地基土中贯入一定深度时的地层响应情况,取得了桩靴贯入过程中地基土破坏形式、荷载影响深度、不同承载力计算方法的适用性等多方面认识。在上硬下软及上软下硬的层状土中,所有公式的计算结果无论在数值还是趋势方面都与有限元模拟成果相差较大,这主要是由于单一的公式未考虑到插桩荷载影响深度内下伏不同地层对总承载力的贡献。有限元模拟成果显示,在3. 0B深度范围插桩荷载影响较大;桩靴自上覆硬土层贯入软土层时,会有一定厚度的硬土被压入到软土层,且厚度随插入深度变化,导致出现地层结构的动态重分布。根据层状地层中有限元模拟成果,提出了考虑到3. 0B深度范围所有地层的强度贡献、并考虑地层结构动态重分布的桩靴下地基土极限承载力计算方法,其计算结果与有限元模拟成果最为接近。工程实例计算表明,得出的计算结果以及有限元模拟结果都与实际插桩深度较为接近。     

临水软土基坑双排钢板桩支护结构变形分析

针对软土地层中双排钢板桩支护结构变形过大的问题，以某船厂基坑为依托，通过现场测试数据分析、理论计算及数值模拟等手段研究双排钢板桩在软土地层中的变形特性，分析变形过大的原因。采用极限状态识别和临界状态参数反演的方式，提出根据现场数据进行回填反压应急处理的方法以及采用大排距双排灌注桩进行加固的措施。结果表明，提出的应急处理方法和加固措施取得了良好的效果。双排钢板桩围堰在软土基坑中变形往往较大，进入临界状态后将迅速产生较大的变形，应采取有效的坑内加固措施，避免超挖。     

某LNG工程软土地基深基坑支护结构受力

深厚软土地基对深基坑支护结构影响巨大,支撑设计合理与否直接关系基坑开挖的安全和经济。结合某LNG工程实例,对软土地基深基坑支护结构受力进行分析,重点研究了基坑底板厚度、支护墙折角对支护结构受力的影响,并对内支撑的传力距离进行分析,总结了柔性支撑设计及施工应重点关注的问题,为类似支护结构设计提供借鉴。     

船用水润滑斜面平台瓦推力轴承润滑性能研究

结合数值分析和有限元的方法,研究船用水润滑斜面平台瓦推力轴承瓦块倾角和斜面平台比对最小水膜厚度、最大水膜压力、瓦块功耗、摩擦因数、瓦块最高温度和最大热弹性变形的影响。研究表明:最小水膜厚度随瓦块倾角的增加而增加,随斜面平台比的增加而减小;最大水膜压力随瓦块倾角的增加而增加,当斜面平台比为0.8时,最大水膜压力最小;瓦块功耗、摩擦因数和最高温度随瓦块倾角的增加而减小,随斜面平台比的增加而增加;瓦块最大热弹性变形随瓦块倾角的增加而呈先减小后增大的趋势,随斜面平台比的增加呈先增大后减小的趋势。     

临近高架桥软土区基坑开挖变形监测与数值分析

为研究高架桥附近软土区大圆基坑开挖变形规律,通过监测数据分析和采用有限元软件Midas对其进行模拟分析研究了其变形规律。结果表明:开挖周边建(构)筑物以竖向位移为主;高架桥桩自身产生竖向位移同时高架桥附近土体竖向位移变大,水平方向高架桥桩基础对其后土体水平位移有一定抑制作用;软土区基坑大开挖位于五倍开挖深度范围外的高架桥位移明显;采用Midas模拟分析结果整体与监测数据一致。可见类似工程高架桥与基坑开挖影响明显,考虑对距离基坑较远的高架桥进行监测并增强支护设计是必要的,可通过数值模拟指导施工。     

复合软土地层盾构施工分层沉降的分析

为研究盾构掘进对软土地层的变形影响,进行了相关变形监测,并进行了数值分析研究。结果表明:盾构引起的地表沉降和水平位移的区域半径约为盾构直径的3倍;与盾构隧道轴线的距离越近的地表监测点,累计沉降越大;隧道上方的粉质黏土、粉土等软土层易出现分层沉降;盾构机下方的较硬基岩,分层变形不明显。     

堆载作用下装配式钢圆筒稳定及变形分析

针对深厚软土地基及堆载作用的复杂条件，采用装配式钢圆筒护岸结构，开展结构稳定及变形分析。首先确定合理的结构方案，并通过条分法分析护岸整体稳定性，其次采用数值模拟法分析钢圆筒在堆载作用下的变形特性，最后通过离心模型试验验证装配式钢圆筒护岸的可靠性。结果表明：在深厚软土地基条件下，利用深插式钢圆筒截断堆载作用下的深层滑动面，保障护岸的整体稳定；当堆载作用距离护岸轴线120 m时，钢圆筒顶部位移约10 cm,筒体向海侧倾斜0.09°。通过堆载距离的控制，其作用下钢圆筒变形对重要建筑物结构影响较小，为钢圆筒护岸建设提供理论支撑。