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。     

地震作用下的液化砂土地基PHC管桩动态响应

为研究液化砂土地基上的PHC管桩在地震作用下的动态响应,利用FLAC3D有限差分软件建立土体、实体PHC管桩和桩顶等效质体组成的数值模型,同时考虑水体、土体和PHC管桩之间的耦合作用。通过在模型底部施加地震荷载进行完全非线性动力分析,研究土体的液化情况、场地的变形以及PHC管桩的响应。结果表明,地震作用引起了饱和砂土有效应力减小,全高度的砂土均发生了液化;液化的发生与否以及发生时间不仅与土体的埋深有关,也与地震荷载的序列和地震荷载的峰值加速度相关;埋入土中的桩身正应力呈先增大再减小的趋势,最大值出现在护坡和砂土交界处;埋深较浅处桩的侧向位移大于埋深较深处;由于PHC管桩在强震作用下的位移和内力值均较大,应在码头建造之前对极易液化的场地进行改善。     

南亚抗震不利地段海陆交互复杂互层地基加固性能研究

针对孟加拉国某港口工程海陆交互相复杂互层地基加固中遇到的地层特性复杂、加固效果难以预测以及软黏土和粉细砂互层土场地地震液化的问题,结合场地地质条件、使用功能、工程特点等,对插板预压联合降水强夯在该场地条件下的加固效果展开研究。依托项目试验区块,通过对加固前后土体物理力学指标的对比分析和沉降-时程曲线、孔隙水压力-时程消散曲线等的研究,得到插板预压联合降水强夯加固的过程特性以及对原状土和吹填土的加固效果。研究表明,插板预压联合降水强夯法对于复杂互层土上吹填砂场地具有较好的适应性,加固效果可满足设计承载力和工后沉降控制要求,该法对于减轻砂土层的液化具有一定的作用。研究成果对于南亚地区复杂互层土吹填场地设计具有指导意义。     

国内外抗震规范地基土液化判别方法比较

地震时土体液化是港口建筑物及其他建筑物破坏的主要原因之一,所以在结构抗震设计规范中都有地基土液化判别的方法。但由于土液化的复杂性,不同国家的研究者对液化认识的不同,不同国家规定的液化判别方法也不同。对我国、日本、美国、欧洲等国家抗震设计规范中地基液化的判别方法及考虑的因素进行了分析对比,并给出了一个对比分析实例。     

地震作用下岸坡土体影响分析

地震作用下,岸坡易发生土体液化、岸坡失稳、地基沉降等破坏。各破坏形式之间存在着一定关联,准确的液化计算是分析地震作用影响的基础与关键。通过对比规范法和简化法等常用液化判别方法,分析不同方法的适用性和准确性;根据液化程度判断土体在地震下的强度损失,并用于岸坡稳定分析;通过实际工程,将3种破坏形式结合起来,整体分析地震作用对岸坡土体的影响。结果表明,土体强度损失和沉降与液化程度密切相关,岸坡稳定分析须采用地震荷载水平下的土体参数,而地震沉降须根据液化与否确定不同的计算方式。     

顶管近距离穿越已建地铁区间施工技术探讨

顶管穿越已建地铁结构施工过程中,需要明确地铁结构的允许最大变形量。首先使用ANSYS建立有限元模型,分析顶管施工过程中最不利情况下地铁结构的变形情况,得知顶管施工对地铁结构的影响非常小,但地铁结构与顶管管道之间的土体在地铁结构施工时已发生扰动,地铁结构与其下方土体之间的粘结性没有原状土好,所以如何减少顶管施工过程中对上方土体的再次扰动变得至关重要,本工程主要从水磨钻施工工艺、泥浆套筒技术及轴线控制技术等三个方面来减少顶管对上方土体的扰动。     

加筋水泥土锚桩(LXK)技术在基坑支护中的应用

在基坑开挖过程中极易因过大的侧向土压力而发生基坑支护变形,从而导致支护体系失稳,因此选择合理的方式降低侧向土压力是提高基坑支护稳定的有效途径。针对珠海横琴地区固结度低、含水率高的土体,采用LXK工法桩对基坑进行支护,土体的固结度明显提高,土体的侧向土压力降低,同时基坑侧壁与后方土体形成稳定的整体,不易受外界变化而扰动,有效解决了软弱土质中基坑支护难的问题。     

波浪作用下海上风力发电装置基础海床的液化研究

基于FLOW软件建立三维数值波浪水池模型,模拟海上风力发电装置筒型基础周边的波浪场和海床表面的波压力,利用有限元软件ABAQUS建立筒型基础及周边海床的三维动力响应数值模型,研究不同波浪条件下筒型基础周边海床的动力响应和液化深度。研究结果表明：波浪作用下海上风电筒型基础迎浪侧的海床易发生液化,风力发电装置基础周围海床的液化深度随波高加大而增加,由于筒型基础的人土深度较大,筒内土体不发生液化。     

干坞开挖状态下基底承载特性研究

天津滨海新区中央大道海河沉管隧道的沉管管段需要在干坞内预制完成,干坞内土体在卸荷状态下的承载与变形特性将发生变化,影响干坞基底承载力。根据干坞开挖的卸荷应力路径,通过室内试验,对卸荷状态下干坞基底土承载与变形特性进行试验研究。得出了不同深度土层卸荷后强度的变化情况,同时对卸荷影响深度进行了试验研究。由于开挖对不同土层不同深度土体强度影响不同,很难用传统的极限承载力公式计算基底承载力,根据试验得出的卸荷后土体强度指标,对干坞基底承载和变形特性进行了有限元计算,根据计算结果确定干坞基底在沉管管段荷载作用下的稳定性和安全系数,为以后的干坞设计提供依据。     

砂土电阻率特性的室内试验研究

土体电阻率一定程度上能反映其基本物理属性,如土体的孔隙率等.为了探索砂土液化过程中孔隙率的变化规律,开展了砂土电阻率特性的室内试验研究.采用二电极电阻率测试方法,定量测定了接触电阻,对2种孔隙水在不同饱和度和不同孔隙率情况下的电阻率变化测试试验,分析建立了饱和砂土电阻率与孔隙率之间的定量关系.为进一步开展饱和砂土在液化过程中的孔隙率变化规律提供参考.     

天津地区标准贯入试验在液化判别中的简化应用

在采用标准贯入试验法进行粉土及砂土的液化判别过程中,根据天津地区实际地质及规范规定的条件下,可以最不利条件确定不同深度处的液化判定标贯击数临界值,然后在外业施工过程中,根据实测标贯击数大于最不利条件下的临界标贯击数时,可直接判定该标贯点粉土或砂土不液化,而不需取扰动土样进行室内颗粒分析试验,这样既满足规范的判定要求,减少室内试验的工作量,同时又能节约勘察成本,是值得采用的一种方法。     

模袋固化土海上围埝有限元计算与实测结果对比分析

通过对模袋固化土海上围埝有限元计算结果与现场实测结果的对比分析,说明用弹性非线性模型能够较好地模拟围埝下土体的受力变形特性,可以采用有限元分析的方法计算围埝下土体的变形和应力发展趋势。     

临海地区大直径深长钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于山东某地液化储气罐区试桩工程,通过单桩竖向抗压静载试验,分析大直径深长钻孔灌注桩在竖向荷载作用下各层土中的荷载传递规律。试验结果表明:大直径深长钻孔灌注桩呈摩擦桩特性,即桩端承载力占比较低;桩侧阻力发挥非同步,且在荷载传递过程中相互影响;相近土层因埋深不同其侧阻发挥差异较大;施工工艺对桩侧土体阻力的发挥影响较大。     

降雨要素对土质边坡稳定性的影响分析

基于饱和-非饱和渗流理论与非饱和土的抗剪强度理论,研究了降雨强度、降雨历时等降雨要素对土质边坡安全系数的影响规律,并且重点对短时强降雨、长时弱降雨2种降雨形式进行了对比分析.结果表明：在饱和渗透系数一定的情况下,安全系数随着降雨强度、降雨历时的增加而不断减小,但在降雨结束后,安全系数又随时间的增长开始增大;短时强降雨下边坡上部土体更容易达到饱和,而长时弱降雨对边坡土体的影响更大,两者的稳定性都大大降低,但长时弱降雨下的滑坡危害程度更大.     

不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性及力学模型研究*

密实度影响港口地基工程的长期稳定性。为研究不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性，开展地基土固结排水三轴压缩蠕变试验。结果表明：1）随着干密度的减小，抽气饱和后土体含水率越高，轴向应变越大，蠕变行为更为显著。2）土体长期强度随着干密度的增大而递增，干密度增加抑制蠕变发展。3）地基土等时偏应力-应变曲线在低应力水平下表现出线性特征，较高应力水平下表现出非线性特征。基于试验成果，通过研究黏弹性模量与干密度以及荷载时间之间的关系，定义考虑不同干密度的黏弹性模量，基于分数阶微积分理论构建分数阶黏塑性体，从而得到新的不同干密度下的土体非线性蠕变力学模型。给出参数求解方法，验证所建模型可行性和合理性。分析瞬时弹性模量与干密度的经验关系，给出了类似粉质黏土地基土的模型参数建议取值区间。研究成果为粉质黏土地基土蠕变特性研究及港口地基工程长期稳定性分析提供一定参考。     

土与结构物半模直剪试验的颗粒流数值模拟*

使用自主改造的半模直剪仪进行土与钢板、石板的半模直剪试验,竖向荷载分级施加,分别为50kPa,100kPa,150 kPa,200 kPa。应用颗粒流离散元程序——PFC2D对土与结构物在不同法向应力条件下相互作用的半模直剪试验进行数值模拟,研究土与结构物相互作用时接触面土体变形及剪应力的变化情况。分析得出土与结构物相互作用时,土体会呈现出硬化现象。随着法向应力的增加,土的剪应力会升高。在土与结构物的接触面上,形成了一定厚度的剪切带,说明土与结构物的相互作用并不只局限于接触面,而对接触面以上一定厚度内的土体也有影响,但影响范围不大,约为5倍的粒径。土与结构物相互作用时,结构物的性质对土体剪应力的变化影响不大。     

强夯加固机理研究现状及展望

介绍了强夯法的工程应用,分析了地基土的强夯加固机理,总结了强夯加固机理的研究现状及存在的不足,并就今后的研究重点和发展方向提出了一些构想--强夯加固机理可采用以混合物理论为基础的多孔介质理论进行系统研究,并应实现饱和土和非饱和土的统一,土体液化破坏机理也是强夯加固机理研究的重要内容。     

非饱和黏性地基土的土-水特征曲线试验及模拟

内地港口地基土在地下径流和降雨入渗作用下,多为非饱和土,其土-水特性影响港口地基稳定性。以安徽淮北港非饱和黏性地基土为研究对象,开展不同初始含水率、初始干密度、竖向应力以及干湿循环次数下的土-水特征曲线(SWCC)试验。研究发现:初始干密度和竖向应力对非饱和黏性地基土SWCC的影响相似,对进气值、初气值、脱湿速率、吸湿速率和残余饱和度影响较大;初始含水率对土体脱湿、吸湿速率影响较小,随着初始含水率的提升,进气值、吸气值、残余饱和度递增;随着干湿循环作用的增强,进气值和出气值的衰减逐渐削弱。结合地基土土-水特性,修正几种常用的SWCC模型,模拟不同工况下的SWCC,通过评分的方式得到适用于淮北港非饱和黏性地基土的推荐模型。研究成果可为不同工况下非饱和黏性地基土的土-水特性及港口地基稳定性研究提供参考。     

Seed简化法在巴基斯坦某项目液化土判别中的应用

在我国一带一路的政策下,国外建设项目不断增多。国外项目建设过程中依据的标准和规范也与国内项目不同。文章采用国外常用的Seed简化法分析液化土在地震力作用的下发生液化的可能性,为工程中判别地基土液化提供参考。     

路堤边坡冲刷侵蚀机理研究

本文通过物理模型模拟实验对路堤边坡冲刷侵蚀破坏展开研究,结合土体组成体系分析冲刷侵蚀机理,建立冲刷侵蚀模型推导冲刷强度与土体参数的函数关系。土体是多粒径尺度的不均匀材料,具有多尺度、分层次的物理力学特性,路堤边坡表层土粒冲刷侵蚀是一个发育的过程,侵蚀的强度与发育时间相关,受土体自身内因和水力条件的影响。