再论“水土合算”与“水土分算”

关于"水土合算"与"水土分算"问题,目前基本在砂土中采用水土分算;在黏性土中,采用水土合算。现从土体微观结构分析,认为水土压力计算问题均为在有效应力原理框架下的广义水土分算。所不同的是,"土压力"为土颗粒与所附结合水或封闭的絮状结构对地下构筑物的作用,而"水压力"为流动的自由水对地下构筑物的作用。如此,可很好地解释黏土中浮力"折减"和水土压力实测值接近水土合算结果的现象。最后,指出水、土压力的分配与土体的黏粒含量、孔隙比和固结历史等有关,并可结合渗透性试验来确定计算结果。     

矩形顶管地下通道的设计

随着城市交通的发展,无障碍的立体化交通成为时代的主流.对于人行系统,地面上的人行天桥在景观上的劣势亦逐渐被地下过街通道所代替.同时,考虑到不影响交通或尽量减小施工过程对交通的影响,非开挖方式,例如管幕管篷法、顶管法的应用越来越多,尤其在短距离、管线多的地下工程中.对于规模不大的人行地道,顶管法几乎成了地下过街通道施工方式的首选.该文以某人行过街通道工程为例,详细介绍矩形顶管法的设计过程,可供类似工程参考.     

地下结构抗浮设计讨论

近年来,大规模的地下空间开发使得抗浮设计越来越受到重视,其中抗浮措施的选择及浮力产生的机理是抗浮设计的关键。由于土体的复杂性,浮力产生的机理尚不明确,有待于进一步的研究。该文通过对浮力机理相关文献的评述,认为综合考虑不同含水层之间的渗流以最终确定浮力的计算原则是合理的。如此计算浮力更加准确,但需详尽的水力勘测资料。最后,以海八路隧道工程为例,确定抗浮措施并按照传统方法进行抗浮设计。     

装配式预应力鱼腹梁内支撑系统的利与弊

装配式预应力鱼腹梁内支撑系统是一种新型的基坑支护型式,近年来应用越来越多。该系统是由鱼腹梁、对撑、角撑、三角连接构件和围檩等钢构件拼装构成,因此其钢结构等在支撑拆除后可以完全回收。然而,作为一种先进技术,目前尚未被工程人员所认识、掌握,对其应用过程中所需注意的地方更是不了解,因此限制了该种工法的应用范围,同时也会忽略一些问题而导致工程出现问题。由于国内对该方面内容研究较少,对该种新技术的应用更是少之又少。对此,该文以南京南站绕城公路地道为工程案例,通过对工程施工全过程的分析,总结该支撑系统的优点及不足,旨在抛砖引玉,引起同行专家讨论,供将来类似工程设计参考。     

Axi-symmetric active earth pressure for layered backfills obtained by the slip line method

The axi-symmetric active earth pressure for layered backfills was investigated using the slip line method. Due to different soil properties, the interfaces of the soil layers were considered as discontinuity surface. Accordingly, the change of the major principal direction was obtained and a new computation scheme was proposed to deal with the discontinuity in the calculation, finally the slip line method was extended to layered backfills. Results indicate that, the major principal direction, as well as the earth pressure, has a finite jump on passing the soil interfaces. The magnitude of the jump depends on the soil properties mainly. Generally, the active earth pressure when a strong layer is overlying a weak layer is much larger than that when the weak layer is lying on the strong layer. The present solution can be reduced to plane strain case and it has been compared with Rankine's and Coulomb's results, and a good agreement is observed.     

装配式型钢内支撑稳定性设计

基坑工程的内支撑通常采用钢筋混凝土结构、钢结构和木结构。相比于钢筋混凝土支撑,钢支撑的材料强度高,可循环利用,建筑垃圾少,更加符合绿色环保的设计理念。然而,在深、大基坑中,钢支撑的间距需布置较密以满足强度条件和稳定性要求,这给土方开挖(尤其垂直运输)带来了很大困难。将型钢支撑拼接为一格构式整体构件,是一种代表性的处理方式。基于现行《钢结构设计规范》(GB 50017—2003),研究大跨度基坑中装配式型钢内支撑的稳定性设计,给出整体稳定性、单肢稳定性的分析方法,形成供科研、设计参考的计算流程。     

圆形基坑水土压力计算模式分析

该文提出了考虑渗流条件下圆形基坑水土压力的简化计算模型。通过对现有文献结果的汇总分析,认为圆形基坑水土压力计算模式的选取与平面情况一致,即在渗流真实发生时,应选用"考虑渗流的水土分算"法。根据传统流网形状,假定流线为通过墙踵的折线,可计算出水流梯度和渗透力,进而确定水土压力。经研究认为渗透力对水土压力的贡献应受圆形基坑"拱效应"的影响,而水压力只与渗流下的水头有关,不受"拱效应"的影响。水土压力随围护结构插入深度呈指数型递增,当插入深度达到一定数值后,盲目加大插入深度对土压力的影响很小。设计中应综合考虑安全性和经济性,合理确定围护结构插入深度。     

预应力装配式鱼腹梁内支撑的刚度分析

预应力装配式鱼腹梁内支撑系统由于其"敞开式"的布置方式,施工作业面大,速度快。同时,由于该类支撑可循环利用,建筑垃圾少,具有很大发展潜力。然而,很多方面仍需进一步研究。结合南京绕城公路地道工程,对预应力装配式鱼腹梁内支撑的刚度进行专项分析,并给出合理建议值。以往经验表明,支撑每延米刚度可达40~50 MN/m,且没有施加预加力。研究表明,这仅在基坑宽度不大时尚可满足。当基坑跨度较大时,支撑刚度线性降低而承载力不变,为增加支撑刚度必须增加型钢数量,经济性很差。最后,提出设计中应采用考虑预应力影响的"表观刚度",可更好地平衡考虑支撑刚度和强度。工程实践表明,并将之应用于南京绕城公路地道设计中,获得良好效果。