带齿墙基础与土体相互作用水平承载特性研究

浅基础设置齿墙(坎)后将显著提高其水平承载力,同时也改变了其承载特性。通过开展带齿墙浅基础模型试验和离散元数值模拟,分析了水平荷载作用点高度与齿墙数量对带齿墙浅基础水平承载特性和土体破坏模式的影响。研究结果表明：带齿墙浅基础的荷载-位移曲线和荷载-转角曲线均为陡降型曲线,水平极限承载力随水平荷载作用点高度降低、齿墙数量增加而增加,随着水平荷载作用点高度升高,带齿墙浅基础转动加剧而滑动减小,当水平作用点高度为0.75 B时,带齿墙浅基础以转动破坏为主。随着齿墙数量增加,作用点较低时,模型以滑动破坏为主,模型的水平极限承载力显著增加,作用点较高时,模型以转动破坏为主,齿墙过密相互影响使极限承载力增加不明显。     

具桩靴自升式钻井船插桩过程有限元模拟研究

在评价具桩靴自升式钻井船的插桩深度及承载力时,包括浅基础、桩基础在内的多种计算方法均有各自的适用条件和局限性。应用有限元数值模拟方法,分别研究了桩靴在均质黏土和均质砂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、不同公式的适用性等多方面认识。在均质黏土中,随着插桩深度的增加,地基土先后经历了整体剪切破坏、局部剪切破坏、冲剪破坏三种破坏形式;在均质砂土中,地基土的破坏形式主要表现为整体剪切破坏。插桩荷载的影响深度约为3倍桩靴截面宽度。浅基础公式的计算结果与有限元模拟成果更为接近。     

半圆型防波堤地基承载特性的有限元数值分析

半圆型防波堤是适用于软土地基的轻型重力式结构,地基承载特性是工程应用中需解决的重要问题。以大型通用有限元软件ABAQUS作为分析平台,建立了波浪荷载作用下半圆堤结构的弹塑性有限元分析模型。结合工程实例,分别参照地基极限承载力、结构允许变位判别标准对半圆堤的地基承载特性以及影响因素进行了有限元数值分析,并与汉森公式计算结果进行比较。结果表明:基于允许变位判别标准下的地基承载力分析结果相对安全,地基极限承载力计算的有限元结果与理论公式结果基本吻合,证实了汉森公式对半圆堤结构的适用性。进一步利用有限元方法分析了地基土强度、基础宽度、加固深度等因素对地基承载力的影响。     

翼板长宽比和夹角对加翼桩水平承载性能影响分析

加翼桩是优化的单桩基础形式,适用以承受水平荷载为主的风电基础。文章基于ABAQUS有限元分析软件构建加翼桩三维数值仿真模型,选择5种长宽比的矩形翼板、4种夹角梯形翼板研究翼板形状对加翼桩桩身位移、弯矩、应力和极限承载力的影响。研究结果表明,矩形翼板长宽比和梯形翼板夹角对加翼桩水平承载性能影响较大,翼板对加翼桩泥面处水平位移的影响远大于桩身最大弯矩的影响,相同翼板面积时扁长形翼板对加翼桩水平承载力的提升效果明显优于竖长形翼板,倒梯形翼板对加翼桩水平承载力的提升效果优于正梯形和矩形翼板。     

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。     

海上风电桶型结构安全与基础承载力计算

为了研究海上风电桶型结构型式与地基承载力特征,基于有限元建立吸力桶结构与地基的三维数值模型,采用有限差分法计算风电结构与海床地基的变形与屈服,分析不同荷载模式下结构变形与荷载的变化关系,以及地基基础的极限承载特性,通过研究单一极限荷载(水平荷载、竖向荷载、弯矩)作用下桶型结构的变形、安全稳定性以及地基的极限承载特性。研究结果可为海上风电场吸力桶结构的设计与选型、安全运行以及地基长期稳定性提供参考。     

桶式基础结构土压力分布规律

桶式基础结构是一种轻型结构,适用于承载力低的淤泥质地基,其稳定计算依靠桶体与土共同作用抵抗外荷载,因此土压力是桶式基础结构稳定计算的核心内容,其分布规律和大小对计算结果起到控制作用。通过模型试验结果验证了有限元模型参数取值的合理性,从而采用有限元数值模拟的方法,探讨了波浪荷载和回填荷载作用下,不同土层产生的主被动土压力分布规律,得到位移形式对土压力大小的影响、不同土层之间相互作用引起土压力分布形态的变化、理论公式的修正系数以及施工顺序对土压力分布形态的影响。研究成果明确了不同荷载作用和土层分布对土压力的影响规律,修正了主被动土压力的传统计算公式,为桶式基础结构稳定计算奠定了一定的基础。     

特征线法的极限荷载与地基极限承载力

文章对特征线法计算地基的极限荷载及其极限承载力的确定进行了讨论。在理论上证明，滑移线族就是满足屈服准则的滑动面族。计算过程宜采用双向递推方法，这样便于基础底面荷载边界的处理及高阶数值解的计算，提高极限荷载的计算精度。计算结果说明，目前已有的极限荷载计算公式，大都与特征线法的某一特例计算结果基本吻合。极限荷载本身是偏心荷载，实际工程的地基极限承载力计算必须同时考虑设计荷载与极限荷载的分布特征。另外指出，基础底面的荷载边界条件如何确定，对地基极限承载力的影响很大，需要进一步研究。     

中欧规范关于重力式码头地基承载力计算方法的对比

针对欧洲规范体系和中国规范体系中重力式码头地基承载力计算方法不同的问题,通过对两套规范体系的设计方法和计算模型对比和分析,并结合某工程实例计算排水情况下的地基承载力,结果表明二者存在明显差异。欧洲规范通过荷载分项系数反映了荷载的不确定性;中国规范则在地基承载力计算时考虑竖向应力和地基承载力竖向应力的关系,计算结果介于欧标设计方法 1两种组合的结果之间。用欧洲规范英国国家附录进行设计时须验算两种组合方法,计算重力式码头地基承载力时还应注意计算面的选取。     

回填土区深层搅拌桩和高压旋喷桩复合地基的静承载性能

结合实际工程现场静载试验,采用有限元计算方法研究了桩长和桩土模量比对深层搅拌桩和高压旋喷桩复合地基在回填土中的桩体承载特性、荷载传递及复合地基变形特性的影响。结果表明,在回填土区,深层搅拌桩以桩体上部破坏为主,增加桩长不能有效地提高复合地基承载力,增加桩体强度尤其是上部桩体的强度则能够较大地提高复合地基承载力,高压旋喷桩可有效增强回填土地基的承载力。提出的桩体弹性模量取值范围可供设计参考。     

离岸深水全直桩码头竖向承载特性有限元数值模拟

建立结构-地基相互作用三维弹塑性有限元模型,分析软土地基上离岸深水全直桩码头竖向承载特性与失稳模式。通过研究得出,竖向荷载作用下,该结构竖向承载特性及失稳模式与土体强度密切相关。当地基较软时,结构竖向极限承载力由地基土体强度决定;当地基较硬时,结构竖向极限承载力由桩身及土体强度共同控制。为此,在进行该类结构设计时,应充分考虑软土地基软化效应等可能降低土体强度的不利因素对结构竖向承载特性及失稳模式的影响。     

软弱地基条件下大型矿石堆场斗轮机基础的设计与研究

通过建立矿石堆场地基的二维有限元模型,对矿石堆场下软弱地基的应力变形进行模拟计算,计算中采用了土体的线弹性模型和剑桥模型进行对比分析。重点研究了各种工况下堆场地基的水平、竖向变形问题,对荷载作用下斗轮机基础的长桩基、短桩基以及片筏基础设计方案进行计算,并与无基础方案进行对比分析,得出各种工况下不同基础的变位情况。计算研究成果直接为工程地基处理方案的确定及斗轮机基础的详细设计提供了依据。     

饱和黏土中大直径桶形基础承载力研究

大直径桶形基础主要用于支撑桥梁、防波堤、海上养殖等场景,同时在复杂的海洋情况下该基础会承受法向力、切向力及弯矩三种荷载。本文利用ABAQUS建立了饱和黏土中不同埋入比大的大直径桶形基础与土体相互作用的有限元模型,分析了三种不同接触下基础的承载力变化。在此基础上,提出大直径桶形基础的法向承载力、切向承载力和弯矩承载力的经验公式,为实际工程应用提供参考。     

地基承载力的常用提法及其工程应用

地基承载力有多种提法,如容许承载力、极限承载力、承载力特征值、根据地基的荷载条件与土性指标计算的承载力、勘察单位在工程设计前提供的承载力等;明确各种地基承载力的工程意义,对应用是重要的.文章分析了获得各种常用承载力计算方法的前提条件,提出工程应用中应当注意的问题.对地基在垂直、水平荷载共同作用下的情况,给出了地基承载力的计算公式.为正确的应用各种提法的地基承载力提出了建议.     

船闸施工过程中地质突变的处理方案

针对船闸工程施工过程中遇到地质突变的问题,结合工程实例进行分析和深入研究。对处理机理进行分析,地质突变中地基承载力不足可通过优化上部结构和提高地基承载力两个方面来解决;经多方案比选分析,确定地基浅换填加空箱墙体为推荐方案,并对其荷载及位移等进行计算。结果表明,该方案可通过内部填料调整结构自身重力和重心,以灵活适应较广泛的地基情况。     

桶形基础的承载特性与承载力计算

桶形基础的承载特性,由于埋深范围和筒内包裹大块土体,而显著区别于桩基和普通浅基础.水平承载力计算与桩基存在显著的差别.本文结合了API规范中有关桩基和浅基础承载力的有关规定,结合桶形基础的特点,基于刚体极限平衡理论,提出了桶形基础承载力计算的一种方法,并用于分析垂直荷载与泥面弯矩的对水平承载能力的影响.     

水工挡土墙地基承载力特征值修正

在采用载荷试验或原位试验的经验统计关系等确定地基承载力特征值时,考虑的是对应于基本条件下的值;而在进行地基基础设计时,考虑的是承载力极限状态下的标准组合,即采用荷载设计值。针对这一问题,对水工挡墙在水平力作用下基础土体的破坏模式进行了分析,研究埋深和宽度对地基承载力特征值带来的影响。采用引入基础深度修正系数的方法,使挡土墙地基承载力特征值得以提高。     

土性参数对桶形基础竖向地基承载力影响的敏感性分析

介绍了桶形基础平台的基本情况，并提出具有浅基特点的桶基平台可采用经典的地基承载力公式进行承载力计算。通过试验数据进行土性参数的敏感性分析，阐明在特定工程的基准参数集下土性参数对地基极限承载力的不同贡献，为设计和施工提供理论依据。     

地下水位上升对浅基础地基承载力的影响

运用极限平衡理论，在对砂性土和粘性土两种地基情况作出定量和定性分析的基础上，提出了浅基础地基承载力随着地下水位上升而下降的必然规律。在由于温度效应致使地下水位不断上升的今天，对地基与基础工程的研究与设计的指导意义更大。     

新型筒型透空式码头结构的失稳分析

针对离岸深水环境特点,文章提出了新型筒型透空式码头结构,依据筒型基础的结构特性,提出了水平荷载作用下结构的失稳判别标准。然后,建立了筒型透空式码头的三维弹塑性有限元模型,对其水平荷载作用下的结构失稳进行分析。结果表明筒型透空式码头结构基础周围土体在水平荷载作用下发生楔形剪切破坏,增加筒长可显著增加基础的水平承载力,但对基础的屈服和极限水平位移影响较小。