排水固结地基在变荷载作用下的固结度简化分析

在瞬时加载条件下砂井地基径向固结的偏微分方程的基础上,通过编制程序,简化分析塑料板排水地基受真空及堆载的变荷载作用下的固结。工程算例分析表明,考虑加载历时的影响,地基的平均固结速度在总体上要小于瞬时加载情况下的地基固结速度;单级或分级加载情况下的地基固结度受加载时间Ti的影响,加载时间Ti越长,地基固结速度越慢。简化计算结果与考虑竖向渗流时的结果对比表明,简化方法与精确解法结果较为接近,可以满足工程精度。     

多因素下滨海软黏土循环后强度弱化研究及应用

随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发展规律。在此基础上考虑实际工程中的土体状况,增加了固结度这一新的影响因素。试验结果表明存在固结度临界动应力比0.2,当动应力比小于等于0.2时,固结度对于土体强度弱化的影响基本一致;当动应力比大于0.2时,固结度对于强度弱化的影响突然加速。根据试验规律建立了综合考虑围压、动应力、静偏应力和固结度的多因素影响下不排水抗剪强度弱化公式,并采用拟静力方法将公式应用于烟台港防波堤数值模型的计算中,结果表明考虑强度弱化效应的计算方法更加接近工程实际。     

基桩试验的动静测对比分析

桩基工程中基桩承载力的确定是桩基设计、桩基工程承包商、工程监理及负责桩基工程的有关人员所关心的，传统的确定单桩桩竖向承载力的方法为静荷载试验和动力打桩公式，以及根据地质资料进行承载力的估算。静荷载试验需要的费用较高，时间较长，对于地质情况罗为复杂的区域。静荷载试验结果的代表性较差，实践又表明，用打公式根据地质资料估算的承载力可靠性较差。７０年代初期发展起来的基桩动测新技术为解决上棕的问题提供了有效     

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。     

荷载作用下软粘土土性指标变化规律试验研究

目前许多港口与海岸工程建设在深厚软粘土地基上,荷载作用下软粘土土性指标的变化成为工程设计中关心的问题,而固结度和上部结构物产生的竖向荷载是影响地基土体土性指标的主要因素。针对烟台港淤泥质粉质粘土原状土样,通过三轴固结不排水剪切试验,研究不同固结压力、不同固结度下软粘土抗剪强度和土性指标的变化规律。试验结果表明,荷载作用下软粘土的抗剪强度和土性指标基本随固结度和轴向偏应力的增大而线性增大,粘聚力增长幅度十分显著,而内摩擦角增长幅度相对较小。根据试验数据,提出工程设计中考虑荷载作用的土性指标计算公式。     

底板预留宽缝情况下边荷载折减系数的研究

船闸闸室底板在施工时为了降低底板内力、避免裂缝的产生,通常采用预留宽缝的施工方法。底板内力是随着地基不均匀沉降变形而产生的,而地基变形过程是一个固结过程,与时间相关,其固结沉降速度取决于地基的渗透系数和土层的排水条件。采用Biot固结理论研究闸室在不同地基性质及不同加载方式下的沉降过程,得到不同情况下的底板内力,对比线弹性方法下的底板内力,确定合理的边荷载折减系数。     

黄骅港淤泥动力特性的三轴试验研究

针对波浪作用的具体特点,对黄骅港海床表层淤泥进行了动模量、动变形及动强度试验。给出了该淤泥的动模量和阻尼比随固结压力和动剪应变的变化关系。通过分析该淤泥的动强度曲线发现,对于一定的固结压力对应于长振次(>1 000)的破坏动剪应力差别很小,可能存在一个门槛动剪应力,在该应力下即使长振次振动也不会发生破坏。该淤泥在波浪作用下的固结不排水剪切动强度约为静固结不排水强度的50%。     

荷载频率对土体动强度影响分析

基于目前开展的受不同频率波浪荷载作用的土体动强度研究较少,而我国的港口岸线土质大多为粘性土和粉土,根据波浪荷载的特点,文章对不同类别的土样分别进行了不同振动频率的固结不排水动三轴剪切试验。试验表明,加荷频率对土体动强度有一定影响,而影响程度还受到土性条件的制约。通过试验得出,振动频率对粉质粘土和粉土的动强度有一定影响,在0.05~1.0 Hz范围内是单调增加;荷载频率对粉砂的动强度也有影响,但不是单调增加或递减,f=0.2 Hz时,动强度最高,f=0.5~1.0 Hz时,粉砂动强度变化不大。     

真空联合堆载预压软基监测

介绍真空堆载联合预压软基处理工程中常用的监测手段及监测方法。结合工程实例,综合运用表层沉降监测、孔隙水压力监测、分层沉降监测、地下水位观测等手段,控制施工加载期的加载速率和荷载维持时间,确保施工期的安全性,并通过量测数据进行固结度计算和工后沉降的估算,以期达到信息化施工的目的,可供软土地基处理设计与施工参考。     

软土地基沉降计算中的固结度分析

在软土地基沉降计算中,忽略应力固结度与应变固结度的差异,且推导二者间换算公式时未考虑土体应力历史的影响。采用e-lgp压缩曲线沉降计算方法,考虑土体应力历史,推导应力固结度与应变固结度之间的换算公式,分析应力固结度与应变固结度之间的差异大小及主要影响因素,并结合菲律宾帕塞填海工程实例进行验证。结果表明,通常情况下应力固结度与应变固结度并不相等,二者间差异主要取决于土体压缩特性、天然自重应力、应力历史及上覆附加荷载。     

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。     

波浪作用下弹性海床孔隙水应力响应的数值模拟

基于二维动力Biot固结理论,描述了海床土骨架的应力、应变和时间的本构关系,从Galerkin加权余量法出发建立了以土骨架位移u和孔隙水压力p表达的u-p形式的有限元方程,并采Wilson-θ直接数值积分法求解时域内动力方程。数值计算结果表明,在波浪作用下,海床孔隙水压力的计算值与实测值基本吻合,用文中的理论计算模型描述沙床对波浪荷载的响应是可靠的。     

压实条件及细粒含量对回填土抗震稳定性的影响

为了深入研究压实条件与细粒含量对土抗震稳定性的综合影响,对不同级配的土开展了循环荷载三轴试验,探讨了含水率、干密度、饱和度对其不排水动强度的影响规律及机理,分析了不同细粒含量压实土所呈现的动强度特征差异,并引入以压实度和饱和度为自变量的方程来定量表述动强度。研究结果表明:在一定的压实能量下,达到最大干密度的土并不一定具有最大的不排水动强度,对于细粒含量较大的土,动强度由压实度和饱和度同时决定,而对于细粒含量较小的土,动强度基本只受压实度的影响;利用动强度预测方程可以在不掌握击实曲线的前提下预测压实土的不排水动强度,为抗震稳定性评价提供依据。     

侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。     

考虑变荷载和土体非线性的真空预压竖井地基固结解

针对真空预压竖井地基固结问题,考虑地基土体的非线性、涂抹区土体水平向渗透系数呈抛物线变化和荷载随时间变化的影响,推导出真空预压条件下竖井地基固结的一般解。通过退化研究和对比分析,验证了解析解的合理性。基于一般解,得出瞬间加载和线性加载两种特殊加载模式的相应特解。针对特解,编制计算程序,绘制出真空预压竖井地基固结过程曲线。结果表明,土体非线性对固结特性有较大影响,压缩指数与水平向渗透指数比值越大,地基固结速率越慢;初始应力值越大,土体的固结速率越快;线性加载下竖井地基孔压消散速率较瞬时加载慢。     

多种地基处理方法在曹妃甸煤码头续建工程的应用

结合曹妃甸煤码头续建工程地基处理施工,介绍强夯法、高真空击密法、堆载预压+高真空击密法、高真空置换击密法等地基处理的工艺和加固效果,并对几种地基处理工艺进行比较。结果表明:对不同地质情况、土层分布的吹填土进行不同的地基处理加固后,地基承载力显著提高,满足了场地建设的需要,可为类似工程施工提供借鉴参考。     

滨州港临港产业园区陆域防波堤工程稳定性监测

为保证防波堤施工过程中堤体地基和结构的稳定性，设置堤体沉降监测、戗台沉降监测和堤体孔隙水压力监测3个观测项目。结果显示：在施工初期，由于施工速度快、加载间歇短，造成地基出现瞬时沉降过大；堤体成型后，各监测数据区域稳定，变化速率缓慢，孔隙水压力的消散程度高。根据堤体实测沉降数据，通过双曲线法计算的土体固结度较高，地基稳定性好。     

国外某软土地质防波堤工程的地基稳定分析

结合国外某软土地质条件下的防波堤工程案例,采用基于Biot固结理论的有限元法模拟整个防波堤建造过程的 稳定与变形分析,并与常规计算方法的结果进行了比较。介绍了欧标和英标两种不同标准对稳定计算的应用,对堤身下地 基土超孔压的稳定控制准则进行推导,对设置排水板与波浪作用对地基稳定的影响进行分析,相应成果可为以后国内外防 波堤工程的地基稳定分析予以借鉴。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。