竖向荷载作用下粘弹性地基的单桩沉降

将流变理论引入桩基分析,采用Merchant粘弹性模型来描述地基土体,并通过推广的李氏比拟法,推导出在竖向荷载作用下粘弹性地基中的单桩沉降计算公式.理论分析和工程实例都表明,地基土体采用粘弹性模型比弹性模型更合理,更经济,流变理论在桩基分析中的应用值得进一步研究和发展.     

盾构隧道对邻近建筑桩基影响的时间相关性

引入等代层的概念,并将扰动区土体处理为粘弹性介质,采用数值模拟的方法分析了盾构隧道施工后对邻近建筑物桩基的时间相关性影响.建立了隧道和邻近建筑及其桩基的力学计算模型,通过对特征时刻的桩基水平位移值的研究,分析了既有隧道和邻近建筑各计算参数对桩基的影响.研究表明,盾构隧道对邻近建筑物及桩基的影响是时间相关的,隧道在开挖后一段时间内对周边建筑及桩基产生影响,其影响时间的长短与周边土体的粘弹性性质以及隧道和邻近建筑的参数有关.     

粘弹塑性地基中的竖直受力桩分析

从地基土的流变特性出发分析桩土体系的共同作用，地基土体采用粘弹塑性流变本构模型，为适应地基实际的层状结构，采用有限元法分析；桩采用弹性杆有限元分析，根据位移协调原则，得到体系平衡方程，应用“时步－初应变法”获得了不同时刻的桩土位移解。通过分析得到了地基参数对竖直受力桩达到沉降相对稳定所需时间T及桩顶始末位移变化比Rs等因素的影响。     

粘弹塑性地基中的竖直受力桩分析

从地基土的流变特性出发分析桩土体系的共同作用。地基土体采用粘弹塑性流变本构模型，为适应地基实际的层状结构，采用有限层法分析；桩采用弹性杆有限元分析。根据位移协调原则，得到体系平衡方程，应用“时步-初应变法”获得了不同时刻的桩土位移解。通过分析得到了地基参数对竖直受力桩达到沉降相对稳定所需时间T及桩顶始末位移变化比Rs等因素的影响。     

潜在滑移线理论及浅基承载力分析

本文根据土体的摩尔库伦强度理论，提出了土体潜在滑移线理论，并将该理论用于确定地基承载力。该方法确定的地基承载力值与其它方法相比，更接近规范中的推荐值及实测值。     

粘弹塑性地基双桩共同作用分析

从地基土的流变特性出发分析桩土体系的共同作用，地基土体采用粘弹塑性流变本构模型，桩采用弹性杆有限元分析，根据位移协调原则，得到体系平衡方程，应用“时步－初应变法”获得了不同时刻的桩土共同作用响应。通过分析得到了桩土体系中各主要因素，对桩沉降达到相对稳定所需要的时间T及桩始末沉降比Rs的影响，分析还表明了由于双桩之间的相互作用，桩的长期沉降显著降低。     

土的流变性及其在水泥土搅拌桩复合地基中的应用

介绍通过三轴流变试验 ,得到了土的流变关系曲线 ,并基于此建立了土的五元件Kelvin粘弹性流变模型 ,确定了模型参数。对不考虑及考虑土的流变性的水泥土搅拌桩复合地基进行数值模拟 ,对其结果进行比较分析。     

大面积单侧堆载对高速铁路桥梁墩台影响的数值分析

基于某高速铁路桥梁实际地质条件和现场堆载情况,运用ABAQUS有限元软件建立高速铁路桥梁墩台、基础及地基土相互作用有限元模型,分别假设地基土为弹性(大变形)和理想弹塑性,分析了桥梁墩台在大面积单侧堆载作用下的受力变形特性,包括墩顶中心变形、地基与桩基侧向变形沿深度变化、地基与桩基侧向应力沿深度变化等。研究结果表明:单侧大面积堆载是桥梁桩基产生水平位移的主要原因;地基黏土层取为理想弹塑性时计算的墩顶变形与地基土侧向应力明显大于取为弹性时计算值,且与现场实测值较为接近,说明地基土体发生了一定的塑性变形造成了桩基倾斜。计算结果为桥梁墩台倾斜的成因及处置措施提供了理论依据。     

粘弹塑性地基双桩共同作用分析

从地基土的流变特性出发分析桩土体系的共同作用,地基土体采用粘弹塑性流变本构模型,桩采用弹性杆有限元分析,根据位移协调原则,得到体系平衡方程,应用"时步-初应变法"获得了不同时刻的桩土共同作用响应.通过分析得到了桩土体系中各主要因素,对桩沉降达到相对稳定所需要的时间T及桩始末沉降比Rs的影响.分析还表明了由于双桩之间的相互作用,桩的长期沉降显著降低.     

软土地区铁路桥梁墩台滑移病害整治技术研究

针对宁启铁路既有线某桥墩台位移病害,根据现场实测结果,建立力学模型进行理论分析,得出墩台滑动的主要原因是由于桩基侧向土体约束作用极低所致的结论,计算时采用自由桩长的假定,结合现场地形情况提出"纵向顶撑、横向限位"的桥梁加固原则,采用墩台之间设置水平系梁、桥台外侧设置横向限位桩、台后地基钻孔释放应力等整治措施。     

砂土地层钉形变径桩变截面处端阻计算方法研究

变径桩具有承载力高、施工速度快以及经济性强等特点，被广泛运用于铁路桥梁基础中。然而，现有桩基承载力计算方法主要针对等直径桩基，未能考虑变径截面带来的影响。由于桩基变径截面的存在，其竖向承载机制区别于普通的等直径单桩。采用有限元分析方法，分析竖向荷载作用下，砂土地基中钉形变径桩在变截面处的承载模式。计算结果表明：变截面以下有限范围内的土体存在刚性核，与变截面共同承担上部荷载；与普通等直径桩相比，变截面桩的桩身轴力在变截面处出现明显的突变现象；依据球孔扩张理论，引入变截面处承载力的计算公式，结合传统的桩基端阻与侧阻计算原理，推导了变径桩的竖向承载力计算公式。与现有规范对比表明，提出的公式可较好地计算砂土地基中变径桩的竖向承载力。     

高速铁路路基帮宽工程复合地基有限元分析方法探讨

路基帮宽工程势必引起既有路基沉降，在高速铁路建设过程中，高效开展复杂工况下多个路基断面的沉降计算并获得更精确的沉降预测值十分重要。目前常规使用的二维简化计算模型，由于较少深入研究简化理论，存在精度不足误差较大的问题，而大型的三维计算模型，存在建模工作量大，计算收敛困难等问题。基于有限元软件ABAQUS,分别建立典型路基帮宽工程的二维和三维模型，推导三维至二维的群桩弹性模量和重度转化公式，并讨论土体弹性模量和重度的加权平均计算方法，转化后的二维与三维模型计算结果差异率小于2%。通过沉降计算结果，研究了桩土接触面摩擦系数设置对沉降结果的影响，其对附加沉降值的变化影响率小于1%;开展桩基弹性模量的参数分析工作可以得出，对于路基复合地基处理措施，当桩基模量大于1 GPa时，对附加沉降的控制效果明显减弱。     

端承桩水平振动响应能量变分分析方法

考虑竖向荷载对桩基水平承载力的影响,采用能量法对地基土中端承桩的水平振动问题进行理论研究。根据分析动力学建立在水平动荷载作用下桩土系统的拉格朗日方程,通过复变函数和广义变分原理分别建立桩基和土体控制方程,采用分离变量法推导出土体位移表达式,结合桩土耦合振动条件和迭代程序得到桩基位移、内力和桩顶水平动力复阻抗解析表达式。通过算例分析,研究竖向荷载对桩顶动力复阻抗的影响以及桩周土剪切模量和桩长对桩身位移分布规律的影响。研究结果表明:动力复阻抗随竖向荷载增大而逐渐降低,桩身水平位移和转角随桩周土剪切模量增加而注浆降低;桩长达到有效桩长时,桩土系统有效耦合振动长度不发生变化。     

饱和软土地基排水固结法的流固耦合计算模型

对处理饱和软土地基时采用排水固结法进行相应的简化，提出3点假定，结合Biot固结理论，建立了该问题的流固耦合模型的控制方法，从而较好地考虑了排水条件对材料参数的影响，依据迭加原理，对地基的初应力条件进行简化，获得了体积压缩与土体骨架压力和孔压间的对比关系，并由虚功原理建立了饱和软土地基排水固结法流固耦合问题的有限元计算格式，分析了不同排水井间距的地基处理效果。     

软土路基沉降变形反演研究

从理论分析着手,在深入研究软土本构模型的基础上,提出软土地基沉降变形预测分析的等效参数方法。编制有限元反演程序,运用进化遗传算法,实现软土模型参数的优化确定。与实测结果对比显示,二维粘弹性等效参数方法分析结果合理;理论分析方法得到的各断面计算值与实测值非常吻合,误差小于6%,说明用于反映软土地基沉降的理论分析方法是可靠的。     

边坡工程中受压微型桩的屈曲分析

建立考虑土体抗力的微型桩组合抗滑结构中受压桩计算模型,进行受压微型桩屈曲分析。地基抗力的分布型式分别采用常数法、m法和k法,运用基于虚位移理论的伽辽金方程,推导受压微型桩屈曲临界荷载的理论计算公式,进而导出压杆计算长度系数。结果表明,理论公式计算结果对土体参数的取值十分敏感;地基抗力的分布型式采用m法和k法计算得到的长度系数随αl的增大极速衰减,偏离实际;对长细比较大的微型桩,地基土抗力型式使用常数法分布得到的计算结果较为合理。     

吹砂填海地基强夯加固研究

研究目的:针对沿海地区吹砂填海越来越普遍的现状,研究如何经济有效地处理填海地区的基底,如何构建合理的数值模型进行研究,从而实现工程最经济合理有效的目标。研究结论:根据吹砂填海地基处理工程的具体特点,建立三维数值模型,对夯沉量进行系统的研究,并且与实际工程进行数据的对比分析,得出采用强夯法处理砂土,利用夯锤加载使土体中的孔隙体积减小,土体变得更密实,从而提高土体强度,加固效果明显,是处理沿海地区吹填砂地基的有效措施。根据数值模拟研究与实际工程的对比分析,得出最合理有效的强夯参数,对铁路工程及其他类似工程整治起到一定的指导和借鉴意义。     

螺纹桩和水泥搅拌组合桩地基处理数值模拟

基于蒙西华中铁路君山车站实际软土地基处理情况,运用FLAC 3D建立桩土二维有限元模型,比较分析螺纹桩和水泥搅拌桩组合桩在不同布置方式和不同桩间距工况下,地基土的竖向沉降、侧向位移以及地基土体的稳定安全系数。研究结果表明:组合桩在分开布置和交叉布置工况,随着桩间距的增加,地基土体竖向沉降量和水平向位移都增加,土体稳定安全系数随着桩间距的增加而减小,说明增大桩间距不利于土体稳定;在桩间距一定的情况下,桩体在分开布置工况下的竖向沉降量和水平向位移相比交叉布置工况有所减小,说明桩体分开布置有利于减小土体变形;当桩间距小于等于3倍桩径时,桩体分开布置的加固效果更明显,当桩间距大于4倍桩径时,桩体交叉布置的加固效果更明显。计算结果为软土地基处理提供了理论依据。     

列车荷载作用下板式轨道与饱和地基动力分析

研究目的:近年来随着我国大量高速铁路的建成及投入运营,列车高速运行对周边环境振动的影响日益显著。且在沿海地区,高速铁路干线修建在饱和软土地基上,饱和软土地基具有剪切波速低、含水量高等特性,高速列车会在饱和软土地基上引起较大的振动响应。因此,本文采用板式轨道-饱和地基耦合振动模型研究了高速列车荷载作用下轨道和饱和土体的振动响应问题,为有效解决高速列车引起的环境振动问题、优化高速铁路路基设计提供理论指导。研究结论:数值分析结果表明,采用多孔饱和介质模拟饱和土地基能够更准确地分析高速列车引起的振动响应,增大轨道刚度可有效控制钢轨位移响应,且在路基设计过程中合理控制基床厚度可减小土体中液相介质的存在对土体动力响应的影响。     

潜在滑移线理论在求解地基危险滑面中的研究

以潜在滑移线理论为基础,提出了一种新的求解地基土体中最危险滑面及其安全系数的方法.首先对基础和外荷的作用下的地基建模进行有限元分析,得到地基土的应力场,编写基于潜在滑移线理论的有限元后处理C和MATLAB程序.对分析结果进行处理,计算得出地基土体中的一系列潜在滑移线及其安全系数,然后取安全系数最小的滑动面作为该外荷条件下的最危险滑面.