基于DPDM 技术的室内双层地基承载试验及变形场分析*

通过室内双层地基模型试验,研究上部硬土层在不同强度和厚度条件下的双层地基承载性能,并拍摄数码图像分析了双层地基的变形场。分析荷载p-基础沉降s 曲线,双层地基极限承载力随上部硬土层强度和厚度的增大而增加,双层地基极限承载力下对应的基础垂直位移随上部硬土层强度和厚度的增加而降低;当模型试验中的上部硬土层的水灰比为10%、厚度为30 mm,以及上部硬土层的水灰比为20%、厚度为60 mm 时,后者的极限承载力是前者的3.01 倍,后者的极限承载力下对应的基础沉降是前者的基础沉降的0.11 倍。利用数字照相变形量测DPDM (The digital photogrammetry fordeformation measurement) 技术对双层地基变形的数码图像进行变形场分析,通过网格图的变形分析,土体的初始变形出现在下部软土层中,随着荷载的增大,网格的变形区域逐渐向上部的硬土层及软土层下部发展,同时在水平方向扩展;双层地基破坏模式为上部硬土层的锥台型整体剪切和下部软土层冲剪的综合型破坏形式。对上部硬土层的强度、厚度的优选设计可大幅度提高软土地基处理的效能。     

固化软土双层地基室内模型试验数值模拟研究*

利用有限元软件ABAQUS对上覆硬壳层双层地基室内模型试验进行数值模拟.通过分析等效塑性应变分布云图与位移矢量分布图,确定了双层地基的破坏形式为冲剪破坏;硬壳层厚度的增加减缓了下卧软土层变形区的开展,但是地基承载能力增加不明显;加入纤维素的固化剂提高了硬壳层的强度,增加了地基的承载能力.在地基破坏特征和极限承载力方面,数值模拟与模型试验所得结果的吻合程度较高.     

极限分析下限法在双层地基承载力中的应用

本文根据极限分析下限法原理,结合有限元技术和线性优化方法,编制了求解地基极限承载力的程序,并通过与已有地基承载力计算结果比较,证明了本文程序是合理有效的。利用该方法,研究了存在软弱下卧层的双层地基硬壳层厚度以及内摩擦角对于极限承载力的影响。该计算方法对于双层地基工程具有指导作用。     

层状土地基条件下具桩靴自升式钻井船插桩深度分析研究

应用有限元数值模拟方法,研究了自升式钻井船的桩靴在复杂层状地基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、不同承载力计算方法的适用性等多方面认识。在上硬下软及上软下硬的层状土中,所有公式的计算结果无论在数值还是趋势方面都与有限元模拟成果相差较大,这主要是由于单一的公式未考虑到插桩荷载影响深度内下伏不同地层对总承载力的贡献。有限元模拟成果显示,在3. 0B深度范围插桩荷载影响较大;桩靴自上覆硬土层贯入软土层时,会有一定厚度的硬土被压入到软土层,且厚度随插入深度变化,导致出现地层结构的动态重分布。根据层状地层中有限元模拟成果,提出了考虑到3. 0B深度范围所有地层的强度贡献、并考虑地层结构动态重分布的桩靴下地基土极限承载力计算方法,其计算结果与有限元模拟成果最为接近。工程实例计算表明,得出的计算结果以及有限元模拟结果都与实际插桩深度较为接近。     

层状软粘土地基承载力简化计算方法的研究

在港口与近海工程中,海洋地基大多由层状软粘土构成,并且各土层的强度参数差别非常大。目前,在工程实践中大多采用近似的计算方法或经验公式计算层状粘土地基的极限承载力,如扩散角法、冲剪破坏理论、Brown&Meyerhof的经验公式等。由于层状粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度密切相关,上面这些公式无法准确地预测层状粘土地基的极限承载力。文章基于有限元数值计算分析软件ABAQUS,进行了大量的对比计算,揭示了层状软粘土地基的破坏模式、极限承载力与土层的厚度、土体强度等影响因数之间的依赖关系;基于计算结果,给出了临界深度的计算公式;建立了有效、实用的承载力简化计算公式与计算图表,可为相关工程设计提供参考。     

土体抗剪指标和基床厚度对重力式码头结构地基承载力的影响

为合理确定重力式码头结构基础尺度,对重力式码头结构地基承载力变化与地基土体抗剪指标(黏聚力和内摩擦角)、基床厚度等参数变化之间的敏感程度进行分析。结合大连港太平湾港区某码头工程实例,采用《水运工程地基设计规范》中的方法计算地基承载力抗力分项系数,并绘制地基承载力抗力分项系数与地基土体抗剪指标、基床厚度之间的关系曲线。结果显示:黏土内摩擦角、黏聚力数值的增加可持续提高地基承载力;黏土内摩擦角的数值越大,对地基承载力的提高作用越显著;当基床厚度增加时,对地基承载力的提高作用逐渐减弱。在以地基承载力确定重力式码头结构地基尺度时,可以通过改善土体指标或增加基床厚度提高地基承载力,但应避免一味地增加基床厚度。     

港口工程中非均质土地基的承载力

港口工程中非均质土地基的工程越来越常见。针对非均质土地基的承载力计算,通过对JTS 147-1—2010《港口工程地基规范》中的计算公式及参数进行分析,从理论假定和计算模式上与原规范(JTJ 250—1998)的相应方法进行对比。通过工程实例计算,着重研究了上层硬土层厚度在两种方法计算中对结果的影响,得出的结论可为相关工程提供参考。     

箱筒型基础承载力研究

软土由于具有含水量高、压缩性大、抗剪强度低等特点,使得在其上修建建筑物时承载力往往得不到满足.对此,可从结构自身出发,充分利用土体与结构物的相互作用,进而达到提高承载力的目的.首先进行了室内试验,通过试验实测沉降曲线与有限元模拟的沉降曲线的对比分析,得出了选用Plaxis中的Hardening-Soi1模型模拟箱筒型结构在软土地基上作用的合理性.然后,分别就该结构处于单层土体和多层土体上的承载力问题进行了研究,并主要探讨了极限承载力随结构形式、结构尺寸、土体参数以及土层厚度变化的规律,从而提出了单层土体上方形结构、圆形结构和条形结构的极限承载力修正公式.最后,利用有限元对天津港防波堤延伸工程中的箱筒型防波堤进行了承载力验算.     

个旧市木登硐村岩溶场地稳定性数值模拟

个旧市木登硐村岩溶发育强烈,覆盖面积广,危害性较大,近年来该地区受采矿活动、岩溶的影响,陆续出现房屋墙体开裂、地面塌陷等情况,及时查明木登硐村岩溶发育现状、研究岩溶发育特征、发育规律以及塌陷成因机制,就显得尤其重要。本文在大量勘察资料的基础上,运用有限元软件ANSYS对木登硐村岩溶土洞形态、上覆土层厚度进行模拟分析,分析结果表明圆形土洞承载力大于漏斗形土洞,上覆土层厚度为8～10m时可修建2层及以下民用建筑,小于8m时不建议修建,其模拟成果对木登硐村房屋地基选址工作具有重要的理论指导意义。     

基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析

浅层平板载荷试验(PLT)广泛应用于土木工程中浅部地基土层承载力的评定,试验过程中承压板周围覆土边载有可能对地基承载力评定造成影响。基于极限平衡理论,推导出广义边载分布条件下Terzaghi极限承载力公式,通过调整浅层平板载荷试验(PLT)承压板周围边载的范围和大小,分别针对砂土和黏性土地基,分析边载效应对地基极限承载力的影响大小和变化规律。结合工程实例,指出在工程应用中最终边载效应对处理后地基土的影响程度须结合PLT试验过程中土体最终达到的应力状态做出综合判断。     

千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩沉降特性分析

将高应变拟合分析的荷载-沉降(Q-S)曲线与静载试验直接测得的Q-S曲线进行对比分析,可获得千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩的沉降特性。分析结果表明:当大直径钢管桩穿过较薄的钙质砂层且进入较硬的强风化千枚岩层足够深度时,Q-S特性表现为端承型桩,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,残余沉降小;当大直径钢管桩穿过深厚钙质砂层且桩端支承于偏软的强风化千枚岩层时,Q-S特性表现为摩擦型桩,无论高应变还是静载试验,均能充分发挥土阻力,达到极限荷载时沉降急剧增大,累计总沉降量和残余沉降大;千枚岩层上覆钙质砂层的厚度对大直径钢管桩承载力影响微小,大直径钢管桩的极限承载力主要取决于穿过钙质砂层后进入千枚岩层的深度以及千枚岩持力层强弱。     

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。     

船闸闸室墙结构土层锚杆极限承载力试验

通过淮安三线船闸闸室墙结构中土层锚杆极限承载力的现场试验研究,依据作用荷载下的位移变化图形,分析土层锚杆的变形规律,提出了以锚固体刚性位移为控制条件或以锚固段周围土体整体稳定为控制条件确定的土层锚杆极限承载力。     

振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基试验研究

振冲碎石桩主要加固浅层地基,与桩间土构成复合地基,使地基承载力提高、变形减少,并可消除砂土层的液化;CFG桩布置在4根碎石桩的形心,桩端置于相对硬层,对复合地基的承载力和变形起控制作用。对某工程试验区振冲碎石桩与CFG桩组合桩型复合地基加固前后静力触探、动力触探和静载荷试验等进行研究,结果表明组合桩型复合地基中的碎石桩较大程度地提高了CFG桩的单桩承载力和地基承载力,桩距越小,加固效果越好。     

高压旋喷注浆技术在高速公路软基治理中的应用

论述高压旋喷桩的机理、设计方法、施工关键技术及其在广东某高速公路路基灾害治理中的应用。实践证明,高压旋喷桩加固下卧层以下软弱地基是一项安全、有效的技术,可有效地提高路基承载力,防止路基工后沉降,其经验可供类似工程参考。     

桩侧土的地基系数比例系数m值对连续刚构桥设计计算的影响

位于软土地区及地震液化地区的连续刚构桥在设计计算时,地基系数比例系数m的取值对结构的内力及配筋有较大影响,且目前规范中对m值只规定了一个范围．没有给定具体值。文中对桩侧土的比例系数m分别取不同的值来研究其对连续刚构的内力及配筋影响。     

超软土的工程性质分析

吹填淤泥质土和黏性土围海造陆过程中,水力分选、漂流导致出水口附近区域形成含水率高、塑性指数高、压缩性大和强度低的淤泥和流泥等超软土,真空预压加固后的强度难以达到理想的加固效果。为了能有效地对超软土进行加固,在较广泛收集我国沿海地区超软土加固前后物理力学指标的基础上,结合多项室内试验结果,对超软土的工程特性进行了较为系统的分析研究。此外,还分析了超软土的固化试验、真空联合电渗试验等结果。结果表明加固后的超软土地基承载力可以达到堆场使用要求。     

水泥碎石桩在高速公路软基处理施工中的应用

濒湖（河）段软基因冲积相成因的淤泥质土物理力学性质极差,难以满足高速公路路基承载力和沉降的要求,通常需使用振动水泥碎石桩对地基进行处理。文中结合德兴—南昌高速公路新建工程 K133＋850～K134＋050段软基处理实例,介绍振动水泥碎石桩的使用依据及施工工艺,并阐述水泥碎石桩处理此类软土地基的有效性。     

土工格栅加固港区道路基层效果分析

我国华南港区,高温多雨,因荷载轮压很大造成路面不同程度的破坏。港区道路基层强度承载能力决定港区道路使用性能。考虑港区深软土地基,基于塑性理论,运用有限元软件模拟分析土工格栅加固港区道路基层效果。分析研究表明,采用有限元方法模拟土工格栅加固港区基层的结果与试验段结果相对应;弯沉与极限荷载成反比关系,弯沉值小,极限荷载大,表明土工格栅能提高港区基层结构承载能力,并且,土工格栅放置位置越接近面层,加固效果越好。