地质参数对地基承载力的影响以及土层穿刺评估

地质参数的正确选择对平台安全操作有重要意义。本文针对某自升式海洋平台所处南海海域地质土层,利用数值比较法对砂的内摩擦角以及粘土不排水抗剪强度等地质参数进行研究。通过地质参数前后系数的改变在地基承载力计算结果的体现,比较数值得出结论,并通过所画土层的地基承载力插桩曲线评估该土层发生穿刺危险的可能性。结果表明：采用将砂土内摩擦角降低5°、按实际的土层强度参数进行地基承载力计算和插桩深度预测,计算结果与实际平台操作结果接近以及选取1.5的安全系数计算和评估穿刺危险是可行的。     

自升式平台桩靴/地基承载力的数值分析

桩靴/地基承载力的准确预报是确保自升式平台进行海上插桩作业安全性的重要前提,常规的规范算法在处理复杂地基条件时存在困难。基于非线性数值分析方法,在对加载点位置、网格尺寸、地基边界等关键技术进行研究的基础上,以某400ft水深自升式平台为例,分别对海底均质土和成层土的承载力进行了研究。同时,对各土层参数的影响进行了详细分析,为探索插桩过程中地基破坏原理和承载力计算提供了一些参考。     

板桩码头计算模式对比分析

板桩码头计算主要依据现行板桩码头设计规范。为提高计算精度，以某实际工程为例，采用其他两种改进的计算方法对板桩码头结构进行计算，对比各方法在计算模式上的异同点，分析各方法的计算结果。弹性地基梁法计算最重要的参数是水平地基反力系数随深度增大的比例系数m，建议按照土层的粘聚力c、内摩擦角φ确定m值     

土体抗剪指标和基床厚度对重力式码头结构地基承载力的影响

为合理确定重力式码头结构基础尺度,对重力式码头结构地基承载力变化与地基土体抗剪指标(黏聚力和内摩擦角)、基床厚度等参数变化之间的敏感程度进行分析。结合大连港太平湾港区某码头工程实例,采用《水运工程地基设计规范》中的方法计算地基承载力抗力分项系数,并绘制地基承载力抗力分项系数与地基土体抗剪指标、基床厚度之间的关系曲线。结果显示:黏土内摩擦角、黏聚力数值的增加可持续提高地基承载力;黏土内摩擦角的数值越大,对地基承载力的提高作用越显著;当基床厚度增加时,对地基承载力的提高作用逐渐减弱。在以地基承载力确定重力式码头结构地基尺度时,可以通过改善土体指标或增加基床厚度提高地基承载力,但应避免一味地增加基床厚度。     

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。     

层状软粘土地基承载力简化计算方法的研究

在港口与近海工程中,海洋地基大多由层状软粘土构成,并且各土层的强度参数差别非常大。目前,在工程实践中大多采用近似的计算方法或经验公式计算层状粘土地基的极限承载力,如扩散角法、冲剪破坏理论、Brown&Meyerhof的经验公式等。由于层状粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度密切相关,上面这些公式无法准确地预测层状粘土地基的极限承载力。文章基于有限元数值计算分析软件ABAQUS,进行了大量的对比计算,揭示了层状软粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度等影响因数之间的依赖关系;基于计算结果,给出了临界深度的计算公式;建立了有效、实用的承载力简化计算公式与计算图表,可为相关工程设计提供参考。     

自升式平台在多层土质上地基承载力计算

基于工程应用较为广泛的单层土的地基承载力的计算方法,提出一种多层土中地基承载力的计算方法,采用从底至上的逐步双层土修正。与实测数据对比分析表明,吻合较好。该方法能够较好地解决自升式平台在多层土质上插桩深度计算问题,并对挤压和穿刺问题进行较好的预测。     

自升式平台插桩物理模型实验及分析

研究自升式平台插桩过程的土体运动滑移以及土体变形规律,对合理评价自升式平台桩腿及桩靴的稳定性有重要的意义。以自升式平台插拔桩为工程背景,基于自主研发的＂流固土多项耦合六自由度单双向静动态加载仪＂,对砂性土海床进行比尺实验,利用物理手段研究平台插桩过程中土体与桩靴耦合作用机理。实验中给出了海床插桩入泥深度与地基承载力的曲线,并且推导出砂土力学性质随桩靴深度变化公式。实验的破坏特征与海洋砂土地基实际破坏一致,说明了模型试验的正确性,同时也为层状穿刺试验提供了实验基础。     

连镇铁路五峰山长江特大桥超大型沉井基础砂桩加固技术

为使天然地基满足沉井基础施工时对地基承载力的要求,采用砂桩加固技术对地基进行处理。通过计算对砂桩复合地基强度验算,得到容许承载力、桩土面积置换率、砂桩间距等施工参数。经过现场施工的验证,表明砂桩加固技术能够满足超大型沉井基础地基处理中对地基要求的施工需要。     

碎石桩软土复合地基整体抗剪强度研究

振冲碎石桩作为散体材料桩与周围的软土形成的复合地基,同钢筋混凝土桩、钢管桩等刚性桩形成的复合地基在工作原理、承载力分析等方面存在着本质的不同。与刚性桩相比,碎石桩作为垂直排水通道,能够加快周围软土的排水固结,提高桩间土的整体强度。同时碎石桩自身的承载力发挥又取决于周围土体的侧向支撑作用。如何确定碎石桩复合地基的整体抗剪强度对于发挥碎石桩的作用至关重要。以港珠澳大桥香港口岸人工岛项目碎石桩的工程应用为例,对比碎石桩软土复合地基整体抗剪强度计算的异同,通过数值模拟和现场监测等手段对参数取值进行分析,对今后类似工况条件下碎石桩复合地基的抗剪强度计算具有指导意义。     

许昌热电厂工程CFG桩原体试验的分析研究

原体试验是检验地基处理方法对场地条件的适应性及实际效果、优化桩设计重要手段。通过对试桩的桩身完整性、单桩承载力、桩体试块强度、桩间土承载力、复合地基承载力等多项试验分析,比对了地基处理前后地基土工程指标变化、承载力理论计算值与实际测试结果差异;研究了复合地基桩土应力变化;验证了地基处理方案的可行性,为工程桩优化设计提供了依据。     

自升式平台层状地基条件下插桩过程数值模拟研究

对于采用独立式桩靴结构的自升式平台,桩靴的入泥深度是保障平台安全作业的关键问题之一。采用ABAQUS软件的Explicit求解器,以位移增量步方式计算地基极限承载力;在施加初始地应力场的前提下,引入无限元边界处理方法,考虑了土壤无限大边界条件的影响,并使用ALE自适应网格技术有效地解决了土壤模型的大变形问题;最后,将有限元计算与经验公式计算进行比对分析。结果表明,在一定预压载荷条件下,有限元计算结果能较全面精确地反映插桩结果,弥补经验公式考虑参数单一、无法解决层状土承载力之间不连续问题以及无法动态模拟插桩过程的不足。     

饱和地基下桩柱结构地震响应

通过建立两相饱和地基下桩-土耦合系统的动力分析有限元数值模型,对饱和自由场地基以及桩柱结构在地震作用下的动力响应进行数值模拟研究。结果表明:在地震作用下超孔隙水压沿深度方向呈现出指数衰减趋势,在地表处更易导致地基液化从而散失承载能力。随着超孔隙水压的上升土体强度降低后,饱和地基土层对地震波的高频成分有明显的选择性滤波作用。在桩柱结构地震响应分析中,受桩土间动力耦合作用的影响,桩侧土体比远场地基土更易液化。随着地基承载力的降低,导致桩柱动力以及弯矩响应上升。研究结果与已有桩基础震害经验相符,其方法和结论可对饱和可液化地基抗震工程提供参考。     

土的抗剪强度及其在工程勘察中的应用

国内外大量的工程建设和实践数据表明土体在应力作用下的破裂破坏表现形式大多数为剪切破坏的形式。土的剪切试验在世界上各种工程建设和工程实践中都有着极为重要的作用和地位,同时在建设和实践中有着广泛的使用。大部分情况下我们主要采用剪切试验这种方法来测出工程所需求的土体关键力学性质指标粘聚力和内摩擦角。其对于计算地基土层的承载力值以及评价地基稳定性情况在实际中都有很广泛的运用。在工程建设和应用中通常针对各类工程的特点及设计需求选取恰当的剪切试验类型测定抗剪强度参数。     

自升式平台桩靴强度分析

合理的桩靴设计是立插桩式海洋自升式平台在海上安全工作的关键因素之一。以某自升式海洋平台桩靴为研究对象,利用规范和SACS软件对桩靴结构设计进行强度校核和屈曲强度分析,并对桩靴的承载力和计算方法进行研究。     

风电安装平台插桩过程的试验与理论研究

针对风电安装平台在多层土中的插桩过程,通过现场取样测试获取土壤的物理参数,并通过插桩试验得到其平均插桩深度,以此建立插桩过程的数值模型,对插桩阻力与深度的变化规律以及土壤的流动失效机制进行了研究。结果表明,经验法选取土壤弹性模量与实际相差较大,试验测出的平均插桩深度为7.3m;数值结果与试验结果吻合良好,证明了理论模型的正确性;土壤发生了表面隆起、空腔形成、壁面坍塌和土壤回流四种失效模式。     

遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用分析*

结合某工程,对遮帘板桩式接岸结构桩土相互作用进行数值分析,研究了桩土相关计算参数对桩土作用的影响。由于遮帘桩的存在,在受到后方土压力时,遮帘桩桩间土压力向两侧遮帘桩传递,这样减小了前排桩承受的土压力,产生土拱效应,提高了接岸结构的承载力。土的粘聚力与内摩擦角对桩土相互作用影响较大,随着粘聚力与内摩擦角的增加,遮帘桩荷载承担比均有所增加,最后都趋于稳定值,当粘聚力达到一定值时,内摩擦角对桩土相互作用影响较小。遮帘桩间距及遮帘桩与前板桩间距对桩土作用影响较大,只有综合考虑,才能优化码头设计。土的弹性模量、泊松比、桩土摩擦系数对桩土相互作用影响较小,在设计时可作次要因素考虑。     

极限分析下限法在双层地基承载力中的应用

本文根据极限分析下限法原理,结合有限元技术和线性优化方法,编制了求解地基极限承载力的程序,并通过与已有地基承载力计算结果比较,证明了本文程序是合理有效的。利用该方法,研究了存在软弱下卧层的双层地基硬壳层厚度以及内摩擦角对于极限承载力的影响。该计算方法对于双层地基工程具有指导作用。     

某水闸地基处理设计

针对某水闸的具体地质条件,提出该水闸的地基处理方案采用水泥土搅拌桩,在此方案中,重点进行了水泥土搅拌桩复合地基设计,该项设计主要进行水泥土搅拌桩单桩承载力计算、水泥土搅拌桩复合地基承载力计算和水泥土搅拌桩复合地基沉降变形计算.另外,对水闸挡土墙地基处理和基坑开挖支护也进行了设计.     

复合地基桩土应力比因素的分析

对于复合地基来说,地基承载力的确定至关重要,它是设计复合地基时必须考虑的一个重要因素。桩土应力比影响因素很多,而且是反应复合地基中工作状态的非常复杂的一个重要参数,本文分析了影响桩土应力比的众多因素,结果表明:桩土应力比随桩长、桩间距、软土层厚度及垫层弹性模量的提高而提高。这不论是对复合地基承载力传递性状的分析研究,还是对工程实践,都是非常有意义的,并可为工程实际提供理论参考。