条形基础地基极限承载力的改进径向移动算法研究

基于极限分析法,在将地基划分成刚塑性三角形块的基础上,综合考虑地下水位和非饱和土基质吸力的影响,利用内外虚功率相等原理建立极限承载力的求解方程,从而将条形基础地基极限承载力问题等价为一个边界待定的泛函极值问题。在将径向移动算法的数据结构进行改进之后用于对地基滑移线的搜索与相应极限承载力的计算,并在此基础上研究地基土层参数、基质吸力与地下水位对地基极限承载力的耦合影响。结果表明,改进的径向移动算法能快速准确而稳定地搜索滑移线并求解地基极限承载力;各地基参数变化会对地基极限承载力产生不同的耦合影响。     

Ansys有限元软件在CFG桩复合地基中的应用

探讨了Ansys有限元分析程序在CFG桩复合地基中的应用.在此基础上对CFG桩复合地基的工作机理进行了研究,具体分析了桩、土模量,面积置换率等因素对复合地基沉降量与极限承载力的影响.计算、分析了褥垫层模量与厚度对复合地基工作机理的影响,得到了一些有益结论.     

陡坡地基上高填路堤极限承载力研究

结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,找出了荷载作用下陡坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态。通过对路堤边坡稳定性计算的极限分析上限法进行研究,根据折线形滑动面形式建立机动容许速度场,推导计算斜坡地基上高填方路堤稳定性及极限承载力的计算公式。运用此方法对斜坡地基上不同斜坡坡度、不同填土高度、不同路堤宽度以及不同路堤边坡坡度的填方路堤极限承载力进行计算,得出各个因素对其极限承载力的影响。研究结果表明:路堤填筑高度和顶面宽度对其极限承载力的影响最大,其次为斜坡坡度的影响,而路堤边坡坡度对其影响并不显著。建议在斜坡地基上填方路堤的设计与施工过程中综合考虑斜坡坡度、填土高度、路堤宽度、路堤边坡坡度、极限承载力等各种因素的影响,以确保山区高速公路安全畅通。     

基坑开挖对临近城际铁路高架桥墩的影响分析

针对珠海某基坑开挖对临近运营城际铁路的影响分析,采用弹塑性有限差分方法,模拟基坑开挖对邻近高架桥墩的影响,基于该数值模型,研究深基坑开挖对邻近桥桩的作用机制,对基坑边超载、土层弹模、地下水渗流等因素影响基坑开挖引起的高架桥承台桩的变形进行计算分析。结果表明:坑边地表超载的施加有利于控制高架桩体的侧移;土体弹模的变化对模型计算结果影响较大;地下水渗流对高架承台桩变形产生较大影响。     

碎石桩极限承载力计算的几种方法

研究目的:碎石桩极限承载力计算是复合地基承载力计算的关键,本文阐述了碎石桩极限承载力Hughes-Withers计算式、Brauns计算式、盛崇文计算式、刘杰等计算式,并通过工程实例进行计算、分析与比较,推荐可采用的计算式,以期对今后规范和标准的修编,以及类似工程提供借鉴。研究结论:推荐单桩极限承载力按盛崇文推导的公式计算,既考虑了群桩效应,又避免了地基土各种物理力学指标的采集,计算简单,且偏于安全;建议复合地基承载力按极限承载力设计,再除以1.3～1.5的安全系数,不仅概念明确,也经济合理。     

基于SQP优化和上限法的倾斜荷载下条形浅基础极限承载力计算

对均质地基岩土体上条形基础承受倾斜荷载的情况,根据线性破坏准则和相关联流动法则,利用极限分析中的机动法,构建了一个承受倾斜荷载作用的条形浅基础的二维机动许可破坏模式.根据外力功率与内部耗能相等原理获得极限承载力的目标表达式,并把其转化成了一个求含有非线性约束的极限承载力上限解最小值问题计算模型.应用MATLAB软件平台,对建立的计算模型采用序列二次规划法(SQP法)进行了承载力上限解优化求解.研究结果表明:极限上限分析结合优化理论SQP法适用于该问题的求解;荷载的倾斜程度对条形基础地基承载力影响较大;相同计算参数条件下,构造刚性块较少的简单的相容速度场也能够求得较为精确的数值,因而计算的速度和效率也将得到大幅提高;影响参数分析表明,计算参数取值对极限承载力量值具有非线性影响且权重存在差别,将结果与已有文献资料进行了分析比较,所得结果较前人研究成果有一定改进.     

带有芯钢管的钢管混凝土节点核心区竖向承载力分析

基于带有芯钢管的钢管混凝土节点承载力试验研究结果,运用有限元软件 ANSYS 建立带有芯钢管的钢管混凝土节点核心区有限元分析模型,进行节点竖向承载力数值分析,与试验结果进行了对比,并对影响钢管混凝土节点核心区承载能力的因素进行了分析.研究结果表明:有限元模型计算所得极限承载力与试验实测结果吻合较好;混凝土强度、芯钢管强度、外围纵筋和箍筋的强度均对节点核心区的竖向承载力影响较大.     

黏土地基劲性复合桩水平承载性能数值分析

采用三维非线性有限元,对黏土地基中劲性复合桩的单桩水平承载性能进行研究,重点分析水平荷载-位移关系曲线、桩体材料受拉损伤因子分布、水平极限承载力、土体极限抗力等结果,揭示桩体尺寸、桩体和土体材料力学性能等因素的影响规律。研究结果表明:随着水平荷载的增加,素混凝土、水泥土先后受拉开裂,破坏区逐渐扩展,直至桩身出现塑性铰。劲性复合桩的水平极限承载力随桩体直径、桩体和土体材料强度的增加而增加,其中影响相对明显的是水泥土桩的直径。基于计算结果,给出桩侧土体极限抗力的分布形式建议和劲性复合桩的水平极限承载力简化计算方法。     

加筋土地基承载特性室内试验研究

通过室内模型试验对加筋土地基的极限承载力进行了试验研究.分析了加筋深度、加筋层数、加筋间距、加筋长度等因素对加筋地基极限承载力的影响.试验结果表明,加筋土地基存在最佳加筋深度与加筋层数;加筋间距越小,加筋效果越好;筋长的增加并不能有效地提高地基承载力.     

杭州感知谷项目临河基坑设计与分析研究

研究目的:基于杭州滨江区感知谷基坑工程,结合现场施工实测数据及有限元模拟结果,对典型软土地区临近河道基坑施工对周边环境影响以及河道对基坑支护影响进行深入分析。通过对现场实测数据、有限元分析数据、基于半无限空间理论计算数据进行对比、分析,验证周边存在河道等构筑物情况下采用半无限土理论基坑计算的可行性,研究基坑受力及变形规律;确定合理基底加固措施,研究不同因素对基坑周边河堤等建(构)筑物变形的影响。研究结论:(1)本基坑位于软土地区,基坑开挖时围护结构深层水平位移曲线呈“鼓肚”状抛物线,围护桩最大水平位移发生在基坑底部4～5 m处;(2)通过数据对比可知,河道侧支护桩深层水平位移、土体沉降明显小于远离河道侧;(3)通过多软件计算结果分析可知,临近河道侧土体坡度较小且河道距离基坑大于1倍基坑深度时,采用半无限土理论计算得到的支撑轴力、基坑变形等结果依然可应用于工程设计;(4)通过总结分析,提出了增大河堤刚度可有效减小临近河道侧地表沉降、河堤变形;(5)通过对本项目设计与分析研究,可为类似软土地区临河复杂基坑工程设计及施工提供参考。     

圆形及矩形基础非均质地基极限承载力数值分析

我国经济发达地区广泛分布有软弱黏性土地基,近年大量超高、超大建筑和高速铁路等设施的快速建设对这类复杂地基极限承载力及破坏机理的认识提出更高的要求。采用有限差分方法建立三维数值分析模型,分析强度随深度线性增大的黏性土非均质地基在矩形基础和圆形基础情况下的地基极限承载力和破坏模式。结果表明:黏性土强度不均匀系数越大,地基承载力系数越大;基底粗糙度通过影响土体发生破坏的位置影响地基承载力系数;矩形基础和圆形基础的基础形状系数随着土体强度不均匀系数的增大而减小;数值计算得到的长宽比为10的矩形基础情况下的地基承载力系数与条形基础情况下的地基承载力系数相等。     

明渠整治工程下穿高铁桥梁安全性影响分析

为研究市政与高铁交叉工程对高铁的安全影响问题,选取青山港二号明渠综合整治下穿天兴洲大桥工程为对象,结合工程特点、规范及条文制定了安全影响评价标准,定性分析出造成高铁桥墩水平变形的主要施工步为基坑填挖方、不对称加载、高压旋喷桩地基加固等。针对以上施工步进行三维有限元定量数值分析,提出高压旋喷桩对临近铁路桥墩影响的等效计算方法。研究发现,对黏土淤积层进行高压旋喷桩加固会导致临近铁路桥梁基础产生较大水平变位,采用非挤土桩基础进行地基处理可以明显减小临近铁路桥梁基础的水平变位。研究成果可为同类高铁工程施工及安全评定提供借鉴。     

软岩地基中嵌岩桩承载力的机理研究

根据软岩的力学特征,讨论软岩地基中桩的极限承载力问题.在文献[1,2]的基础上,根据Duncan-Zhang模型,对桩的极限承载力进行非线性有限元分析.运用静荷载试桩结果,分析误差产生的原因.     

软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

研究目的:软土地区深基坑中的工程桩,如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究,认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响,提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法,确保工程安全。研究结论:本文采用MIDAS/GTS软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析,并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法;提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议;探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。     

临近既有建筑物地铁基坑内支撑方案研究

以成都某临近既有建筑物的地铁工程为背景,采用有限元方法分析研究地铁深基坑开挖全过程对临近建筑物的影响,重点研究基坑围护结构对基坑自身及临近建筑物变形的影响,并对基坑开挖全过程进行监测。研究结果表明,基坑开挖卸载使周边土层应力场发生变化,临近建筑物向基坑一侧发生变形;围护桩桩间采用袖阀管注浆形成止水帷幕及内支撑采用钢筋混凝土支撑,能有效控制基坑自身变形和临近建筑物变形。     

栓钉式钢-混凝土组合梁剩余承载力有限元分析

为计算钢-混凝土组合梁剩余承载力,采用适用于组合梁的非线性有限元建模方法,提出疲劳简化分析法并用于组合梁剩余承载力计算中,通过与试验结果对比证明了该方法的有效性,在此基础上探究抗剪连接度与荷载幅值对组合梁剩余承载力的影响规律.结果表明:组合梁疲劳简化分析法用于计算组合梁剩余承载力可以简化计算过程,且计算结果与试验结果吻...     

铁路钢桁梁柔性拱桥极限承载力参数敏感性分析研究

以正在建设的合福铁路合肥南环线经开区铁路钢桁梁柔性拱桥为工程背景,采用大型有限元计算软件ANSYS建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,从非线性因素、活载布置形式、初始缺陷和横向风荷载四个方面对铁路钢桁梁柔性拱桥进行参数分析,分别计算在不同参数作用下桥梁的极限承载力,分析各个参数对桥梁极限承载力的影响,确定影响桥梁极限承载力的关键因素。     

2类PBL推出试验破坏机理及承载力影响因素研究

为探明2类PBL推出试验的破坏机理及极限承载力的主要影响因素,基于Abaqus平台运用非线性有限元方法建立2类PBL推出试验的精细有限元模型。计算结果表明:PBL在埋入式试验中的极限承载力与滑移性能均优于标准推出试验,非线性有限元计算结果与试验结果符合较好。2类推出试验的破坏机理及主要构件的破坏形态差异较大,标准推出试验中试件的破坏源于混凝土开裂,而埋入式试验则是由于贯通钢筋被剪断。参数分析表明:在标准推出试验中,PBL极限承载力主要与混凝土强度和开孔板孔径有关;在埋入式试验中,混凝土强度、开孔板孔径和贯通钢筋直径对PBL极限承载力均有较大影响。     

下穿高速铁路工程防护设计及沉降评估技术研究

文章以天津武清翠亨路下穿京津城际和京沪铁路工程为背景,分别针对临近营业线高速铁路工程的防护设计、沉降变形评估技术进行了研究,采用三维有限元模型进行了基坑分层开挖和分层浇筑过程分析,对临近高速铁路工程的基坑开挖、结构浇筑施工等全过程进行了安全评估计算。研究表明,临近高速铁路工程应重点控制地下水位变化、基坑开挖卸载和结构浇注加载问题;采用高压旋喷桩进行全封闭止水设计,可避免基坑抽水或临近铁路降水对既有高速铁路沉降影响,并有效减小基坑施工和结构加载对临近铁路所产生的变形影响,保证实测高速铁路变形满足规范要求;建模分析与实测数据的对比证明了所采用评估方法准确、可行。     

沿海大型船坞深基坑防渗流设计与监测

船坞结构承受水压力,在河海水位与地下水位差的作用下,地基和两侧回填土内将产生渗流,渗流不仅对船坞底部产生渗透压力,对建筑物的稳定和应力状况产生不利影响,而且渗流能使地基土壤产生渗流变形,危及建筑物的安全。现场实施高压旋喷桩作为防渗帷幕,通过简化的恒定、平面渗流计算和对坑底渗透压力监测、船坞底板施工完成后扬压力监测数据分析,结果表明：高压旋喷桩止水效果明显,同时高压旋喷桩止水帷幕延长了地下水的渗流路径,从而降低单位土体的渗透力,使基坑不会发生渗透破坏,保证了基坑施工的安全。