基于柱孔扩张理论的沉井刃脚极限土阻力分析

为解决目前刃脚极限土阻力计算方法所存在的不足，基于考虑剪胀效应的柱孔扩张理论，提出了刃脚极限土阻力的理论解答. 首先考虑刃脚基础单侧方向破坏的特点，将两个刃脚对称拼接成一个整体基础进行计算；其次利用柱孔扩张理论，通过分析刃脚底部土体在竖直方向的受力平衡求得刃脚极限土阻力；最后利用离心模型试验与现场监测对该计算方法进行了对比验证. 研究结果表明:与离心模型试验结果相比，当沉井下沉深度为36 m时，本文方法计算刃脚土阻力误差为6.6%，与现场实测结果相比，当沉井下沉深度为5 m时，本文方法计算刃脚土阻力误差为1.36%，当沉井下沉深度为10 m时，本文方法计算刃脚土阻力误差为19.5%，当沉井下沉深度为15 m时，本文方法计算刃脚土阻力误差为9.70%. 计算值与离心模型试验值、现场实测值均吻合较好. 本研究可为刃脚极限土阻力计算问题提供一个新思路.      

基于渗流软化的膨胀土边坡最优支护时间计算

根据膨胀土边坡破坏的特点,以云南广大线扩能改造工程云驿隧道段膨胀土边坡为依托,通过现场监测、理论分析、PLAXIS岩土有限元软件计算得到边坡最优支护时间,并与现场实测数据进行对比验证。分析表明:基于渗流路径土体软化方法计算得到的边坡滑动失稳临界时间为1.5个月左右,与现场实测时间基本一致,并且计算得到的边坡达到临界状态时的水平位移小于实测得到的水平边坡位移,计算偏于安全,可用于对膨胀土边坡最优支护时间进行计算。     

上跨城市地铁高速铁路路基工程变形控制技术研究

以某高速铁路路基上跨城市地铁为背景，采用三维有限元数值计算手段，分析采用轻质混凝土与传统A，B组填料填筑路基和不同软基加固措施对下伏地铁以及高铁路基沉降的影响。通过计算分析，提出了轻质混凝土填筑路基+水泥搅拌桩软基加固技术方案，并对水泥搅拌桩设计参数给出了优化建议。     

深大沉井下沉阻力的现场监测

分析刃脚土阻力与侧壁摩阻力的大小和变化规律是沉井设计计算的重要内容,现有规范中所给的计算方法是否适用于大型沉井基础的设计计算,还需进一步验证。为此,通过布置刃脚踏面土压力传感器、侧壁土压力传感器以及GPS沉井姿态监测系统,对沪通长江大桥主墩沉井的下沉阻力开展了现场监测。结合大量现场监测资料,分析了大型沉井基础下沉期间的下沉机理与下沉阻力分布特征,对目前沉井下沉阻力计算中常用的规范和计算方法的适用性进行了分析,结果表明:目前的设计计算方法在计算刃脚土阻力时均未考虑刃脚所在土层前期固结压力的影响,因此,此类计算方法仅适用于沉井入土深度较小、刃脚所在土层前期固结压力不大的情况,当沉井入土深度较大时,计算值与实际值相比明显偏小;由于压力松弛效应,沉井侧壁摩阻力随入土深度的增大呈先增大后减小的变化规律,压力松弛区影响高度≥5 m。另根据现场监测结果,提出了侧壁摩阻力分布简化模型,分为以下3个阶段:第1阶段为线性增加阶段,侧壁摩阻力分布模式为三角形分布;第2阶段为压力松弛影响阶段,侧壁摩阻力分布模式为三角形分布+倒三角形分布;第3阶段为压力松弛下移阶段,摩阻力分布模式为梯形分布。研究结果可为沉井设计计算方法的优化提供参考。     

沉井侧壁摩阻力分布特性试验研究

为了准确分析沉井侧壁摩阻力的大小及分布规律,分别制作直壁式井壁、阶梯式井壁局部模型开展离心模型试验,分析沉井侧壁摩阻力的分布形式,讨论阶梯式井壁侧壁摩阻力的时间效应,并根据试验结果提出沉井侧壁摩阻力的计算模型。结果表明:直壁式井壁的侧壁摩阻力随入土深度的增加呈先增大后减小的近似抛物线分布,阶梯式井壁阶梯以上及阶梯以下靠近阶梯处的侧壁摩阻力比直壁式井壁显著减小且最大值出现位置下移;阶梯导致的侧壁摩阻力折减效果随着时间的增加逐渐减弱;阶梯式沉井下沉计算时,应根据下沉时间选取不同的侧壁摩阻力折减系数;采用分段函数对沉井侧壁摩阻力进行描述,计算值与试验值吻合较好。     

嵌岩桩抗拔承载特性的离心模型试验研究

针对目前在抗拔桩设计中对嵌岩桩承载力影响因素理解不足,导致桩基设计不合理的问题,采用离心机模型试验,研究嵌岩深度、岩土体性质和桩型对桩基极限抗拔承载力的影响。研究结果表明:等截面桩极限抗拔承载力随嵌岩深度的增加呈近线性增加,扩底桩极限抗拔承载力呈非线性增加;较软岩与软岩比较,扩底桩极限抗拔承载力增幅超过200%;扩底桩极限抗拔承载力高于等截面桩88.7%～95.2%。     

超深大沉井基础的承载特性

以沪通长江大桥主塔28#墩超深大沉井基础为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行承载特性的数值模拟研究,并将模拟结果与现场实测的荷载沉降曲线进行对比分析,求出基底土体的强度储备安全因数。模拟结果表明:沉井基础基底土体的破坏形式为局部剪切破坏;荷载沉降曲线为没有明显拐点的缓变曲线,与实际监测结果吻合较好;沉井基础在桥梁运营阶段竖向位移最大值为35.29 cm,沉井基底土体的极限承载力为489.18×105kN,强度储备安全因数为3.6。     

沉井下沉侧壁摩阻力离心模型试验研究

沉井下沉过程中侧壁摩阻力的大小及分布是影响沉井能否顺利下沉的因素之一,为了更好地研究其特性,以沪通长江大桥主墩沉井基础为研究对象,基于离心模型试验对4组不同埋深情况下沉井下沉过程进行研究。结果表明:在一定的下沉深度范围内,沉井侧壁摩阻力随下沉深度的增加呈先增大后减小的趋势,且当入土深度为2/3倍沉井埋深时,沉井侧壁摩阻力达到极大值。在此基础上以分段函数的形式建立了沉井下沉侧壁摩阻力的计算模型,所得结论可为类似工程提供参考。     

深大沉井基础基底承载力现场试验研究

针对至今尚未解决的深层土体承载能力现场试验确定问题,依托沪通长江大桥主墩深大沉井基础的建设,利用自行研发的深厚土层高压防水自稳型荷载测试装置,开展现场载荷试验,获得了沉井底部土层荷载-沉降曲线。试验结果表明:沉井底部土层极限承载力大于6.5 MPa。在此基础上,借助现有理论分析得出相应地基土体的变形模量为12.69 MPa,地基系数为36.79 MN/m^3。与现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》相比较,地基承载力现场实测值比以安全系数2推算得到的规范值大15.3%。该测试装置的研发和试验结果的获得,为深基础基底土体承载力的现场测试提供了可靠的测试方法和设备,对于深基础设计计算理论的完善、相关规范的修订和施工工艺的优化等具有重要意义。     

跨海大桥钢管复合桩基础研究综述

钢管复合桩基础具有超高性能、施工快捷、经济环保等显著优势,已成功应用于台州湾跨海大桥、苏通大桥、港珠澳大桥等超级工程。针对钢管复合桩基础承载性能及钢管与核心混凝土粘结-滑移性能等方面进行归纳总结,可为该领域研究的深入提供参考。基于已有研究成果,提出了钢管复合桩在长期荷载、地震荷载以及海浪冲击荷载作用下的工作性能研究有待深入;钢管桩混凝土粘结-滑移性能在不同混凝土强度、养护、长细比、抗剪键等因素影响的试验结果离散性较大,尚未形成统一认识。