路堤荷载下地基土侧向位移性状分析

根据弹性力学提出了侧向位移沿路堤横向的解析公式,并建立有限元模型进行了计算,同时结合大量实测资料和前人成果进行了对比分析,得出了侧向位移沿路堤横向的变化规律。     

饱和软黏土地基单桩基础水平荷载模型试验研究

通过自制的水平加载装置对饱和软黏土和砂黏土地基中嵌固式单桩基础开展水平静载模型试验研究,主要研究了单桩基础的水平承载力和变形特性。试验发现:①桩身最大弯矩出现在土表下5倍桩径附近,当水平荷载较小时（小于45 N）,桩周土处于弹性变形阶段,当水平荷载较大时,桩周上部土体开始进入塑性阶段,并出现明显的裂纹;②桩周土最大抗力发生在泥面下3倍桩径位置处,并随着外荷载增大土抗力也增大,但当外荷载增大到一定程度时,土抗力不再继续增大;③API规范推荐的p-y曲线与试验值相比偏于保守,表现为极限土抗力偏小。     

路堤荷载下桩土复合地基性状分析

采用传递函数法和单元体相结合的方法研究路堤荷载下桩土复合地基的性状.首先,通过对土中的位移分布做适当的假设,推导得出了桩土复合地基性状的弹性解析解;然后,采用该方法分析了路堤刚度、桩土刚度比和桩长对桩土应力比的影响,以及路堤刚度对桩土相对位移和负摩阻力的影响,得到的规律与已有的认识较为统一;最后,用该方法对一高速公路搅拌桩复合地基桩土应力进行计算分析.结果表明:计算值和实测值吻合较好,该方法有较大的实用价值.     

长期循环压缩荷载下饱和软黏土的应变速率特性

为了研究长期循环压缩荷载作用下饱和软黏土的变形性状,对珠江三角洲的典型饱和软黏土进行了室内循环三轴压缩试验,着重研究了饱和软黏土的累积应变速率特性.试验结果表明:初始静偏应力与动偏应力的耦合作用以及不同的排水条件对软黏土累积应变速率有较大的影响;在长期循环压缩荷载作用下,软黏土的累积应变速率随循环次数的增大而减小,应变速率对数与循环次数对数间的关系可用直线描述.     

竖向荷载下超长群桩承载性状的模型试验研究

针对目前超长群桩尚缺乏深入研究的现状,设计并完成了一组软土地基中超长群桩室内模型试验。通过对超长群桩室内模型试验测试结果的分析,研究了竖向荷载下超长群桩的荷载传递机制和承载性状,得到了竖向荷载超长群桩的荷载一沉降曲线,桩身轴力分布规律、桩侧摩阻力分布规律。研究表明,随着桩顶荷载的增加,软土地基中超长群桩的Q—S曲线呈缓变型,未出现显著的转折点或陡降;桩身轴力沿深度逐渐递减,各级桩顶荷载作用下角桩桩身轴力略大于边桩;在整个桩长范围内,角桩的桩侧摩阻力稍大于边桩,两者分别出现了两个峰值,峰值点所在深度基本相同;群桩中角桩、边桩桩端阻力占桩顶轴力的百分比随桩顶荷载的增加均呈现先减小后缓慢增大再达到基本稳定的分布趋势。     

水平荷载作用下斜桩承载变形性状数值分析

为研究水平受荷斜桩的承载变形性状,采用有限元软件模拟了斜桩在水平荷载作用下的性状并与直桩进行了比较,分析了桩身倾角、桩顶竖向荷载对斜桩桩身水平位移、桩身弯矩及剪力的影响,研究了斜桩与桩侧土之间的挤压、剪切相互作用,对水平受荷斜桩有效桩长的影响因素进行了探讨。结果表明:正斜桩的水平承载力比直桩大,负斜桩的水平承载力比直桩小;桩身倾角对斜桩水平位移、桩身弯矩及剪力有较大的影响;正斜桩桩顶水平位移小于直桩,负斜桩桩顶水平位移大于直桩,桩身倾角越大,斜桩与直桩桩顶水平位移差异越大;正斜桩、负斜桩的桩身弯矩均小于直桩,桩身倾角越大,正斜桩桩身弯矩越小,负斜桩桩身弯矩越大;正斜桩及负斜桩桩身剪力均小于直桩,正斜桩桩身剪力小于负斜桩桩身剪力;桩顶竖向荷载对正斜桩、负斜桩水平承载力的影响不同,竖向荷载提高了负斜桩的水平承载力,削弱了正斜桩的水平承载力;水平受荷斜桩与桩侧土之间的相互作用以挤压为主,剪切作用较弱;水平受荷斜桩存在一个有效桩长,对于相同的土层,无论是正斜桩、负斜桩,其有效桩长基本相同;桩侧上部土体剪切模量增大对减小有效桩长有显著的影响,下部土体剪切模量变化对有效桩长影响不大。     

准饱和土中单桩竖向荷载作用下的动力响应

根据Biot饱和多孔连续介质波动方程,基于Bardet对准饱和土的假设,提出了准饱和土二相介质波动方程;运用Helmholtz矢量分解和传递、透射矩阵法(TRM)推导出准饱和土中层状半空间受竖向荷载作用下的动力响应表达式;利用Muki虚拟桩法,在层状半空间建立了桩和准饱和土相互作用的第二类Fredholm积分方程,通过离散的数值积分方法求解积分方程,讨论了准饱和土中单桩竖向动力响应问题.算例分析表明,准饱和土中桩顶竖向阻抗随饱和度的减少而增大,与饱和土地基相比,明显偏大;桩侧孔压随饱和度的减小而增大,并沿着桩长迅速衰减;桩顶位移幅值在频率较小时变化明显,饱和度越小,位移峰值越大,当频率较大时,饱和度的变化对振幅的影响不大.     

考虑侧向变形的地基沉降修正研究

以Ansys有限元程序为计算手段，利用沪宁高速公路资料，取得多组不同土质的路基在其他条件相同时，分别考虑侧向变形与不考虑侧向变形时的沉降值，通过对这些数据进行统计分析．得到了一个与填土高度及土体的主要物理指标有关的沉降近似修正公式：Mr=（1.1＋0．015H）（0．82＋0．176e），并以沪宁高速公路的资料进行验证，证明将修正公式应用于e-1gp法计算是合理、可行的。     

水平循环荷载下饱和软土地基单桩基础模型试验研究

通过水平循环加载装置对某工程饱和软土地基单桩基础开展了水平循环荷载模型试验研究,探讨单桩基础的水平承载力和循环变形特性。结果表明:①桩周地基土体有不同形态的裂缝,桩周土软化后上部地基土会丧失部分承载力,危及桩基及上部结构的安全;②随着循环次数增加,桩身位移逐渐增大,建立了一种新的桩基位移预测计算模型,可根据该模型推算循环荷载条件下的桩基位移;③桩身最大弯矩值也随着循环加载次数的增加而显著增大,最大弯矩点出现于桩身的（3～4） D深度处。建议在设计规范中应充分考虑桩身弯矩的循环累积增大效应,在设计时应有足够的安全系数。     

循环荷载作用下超固结软黏土的累积变形研究

交通荷载作用下,公路和机场跑道产生较大沉降,会降低工程设施服务性能,增加危险性与维护费用。为避免土体在循环荷载作用下产生较大工后沉降,一般对软土地基进行预压处理,使其成为超固结土,可以大大降低其累积变形。针对上海第3层原状土,采用不同超固结处理后进行不排水循环三轴试验,以研究正常固结土与超固结土在不同循环应力比作用下累积应变,并给出了相关的预测模型。结果表明,超固结作用可以大大降低土体在循环荷载作用下的累积应变。     

竖向荷载作用下桩板结构仿真分析

桩板结构是一种新型路基基础工程。通过对桩板结构的三维有限元仿真分析,得出桩及承台板在上承结构无碴轨道和列车荷载作用下的应力分布及变形特性,为桩板结构的设计提供理论参考。     

强夯加固饱和粉质黏土地基现场试验

结合山东省某在建高速公路工程,针对其场区土层分布为含淤泥质夹层的粉质黏土地基情况,对强夯法加固此类地基的适用性及相关强夯参数进行了现场试验研究。通过研究夯击过程中超孔隙水压力随夯击次数和深度的增长、消散规律,以及夯沉量随夯击次数的变化规律,提出合理的强夯参数、施工间歇时间、止夯标准等施工参数。同时,通过数值计算分析强夯加固后地基的工后沉降,进一步验证强夯法加固饱和粉质黏土地基的可行性。     

路堤下地基土侧向位移预测分析

在总结现有侧向位移沿深度分布的预测模型的基础上,提出相应的预测模型,较好地反映了侧向位移沿深度方向的分布特征,3个待定的参数α、β、zm 都有明确的意义,且都容易求解.通过一个实例,体现出所提出的模型的实用性与合理性.     

侧向撞击荷载下桥墩动力响应有限元分析

进行了侧向撞击荷载下钢筋混凝土桥墩试件动力性能的试验研究。在试验研究基础上建立了可靠的有限元模型,根据该模型探讨了单次撞击荷载下桥墩的动力响应,对比分析了单次与累次撞击荷载下桥墩的动力响应。研究证明:相同撞击速度下单次与累次撞击相比:平均撞击力较大,撞击作用时间较短;跨中截面峰值应变与平均应变均较小。研究结果为桥墩耐撞性设计提供了依据。     

竖向重复加卸载下倾斜桩复合地基变形规律试验

施工不当或者侧向堆载、开挖常常导致桩身倾斜,扶正难度较大,且目前对倾斜桩复合地基的变形性状缺乏相关研究,其可能导致新的工程病害,基于此,设计模型箱和加载装置,对竖向重复加卸载下倾斜桩复合地基变形规律开展试验研究。结果表明:循环加载过程中,倾斜桩顶及其复合地基沉降和侧移均随荷载增大而增大,其增长率随荷载增大而增大、随加载次数增大而减小;卸载过程中,卸载初期的倾斜桩顶及其复合地基沉降和侧移变化不明显,最后1～2级低压力时才出现弹性变形;相同荷载作用下,桩顶沉降量随倾斜角增加而增大,倾斜桩存在"沉降临界倾斜角"(试验前3次加卸载循环其值为6°),随土体密实度提高而降低,倾斜角小于该临界值时,倾斜对桩的沉降影响不大,反之,桩顶沉降量随倾斜角增加而快速增大;倾斜桩存在"侧移临界倾斜角"(试验为9°),为侧移峰值对应倾斜角;倾斜角度小于该临界值时,桩顶侧移随倾斜角增大而增大,反之,桩顶侧移随倾斜角增大而减小,"侧移临界倾斜角"大于"沉降临界倾斜角";相同荷载作用下,倾斜桩复合地基的沉降大于倾斜桩沉降,而侧移比倾斜角6°桩大,比倾斜角12°桩小,桩身倾斜时,倾斜桩与复合地基的侧移量远比其沉降量小,但是侧移比沉降更为敏感。工程中,应尽量减少桩身倾斜,降低倾斜桩及其复合地基的沉降量和侧移量。     

软土地基泡沫轻质土路基变形性状分析

由于泡沫轻质土浇筑的路基属于整体性结构,加之轻质土路基作用下地基的沉降量小,因此轻质土路基对地基不均匀沉降应有更大的适应性。以广佛江快速通道江门段一标段的试验工程采用气泡混合轻质土换填部分路基为例,根据现场监测数据对气泡混合轻质土在深厚软土路基浇筑过程中的路基基底应力、应变和路基分层沉降规律进行分析,并讨论了软土地基泡沫轻质土路基荷载的分布和传递规律。     

冲积扇粉质黏土路基在交通荷载作用下的沉降变形影响因素分析

通过对张家口地区冲积扇粉质黏土进行动力学三轴试验以及对路基模型进行动力学有限元分析,引入敏感性数据分析方法对引起路基在交通荷载作用下发生沉降的各因素进行量化分析,得到结论如下:(1)由动力学试验可知,动应力幅值对土体动弹性模量衰减影响最大,敏感性数值达到了1.6左右,围压对于动弹性模量的衰化影响较小,敏感性数值为0.6左右,频率对于土体动模量衰化影响最弱,只有0.2;(2)数值分析计算可知,接地应力对于路基沉降影响较大,敏感性数值达到0.8左右,路堤高度影响较弱为0.2,行车速度变化对于路基沉降几乎没有影响,敏感性数值只有0.08。结合两者分析结果可得:车重是影响路基沉降最主要的因素,填土高度影响较弱,车速对于路基沉降几乎没有影响。     

路堤荷载下水泥土桩复合地基变形规律分析

利用有限元数值计算法,系统分析了填土高度、填土压缩模量、桩长以及桩体压缩模量对水泥土桩复合地基变形的影响。结果表明:填土高度和桩长对地表沉降、地基土侧向变形影响较大,是影响复合地基变形的主要因素;而填土压缩模量和桩体压缩模量的影响较小,是影响地基变形的次要因素。     

循环荷载作用下道面和软土地基共同作用变形数值分析

采用弹粘塑性模型模拟路基和软土地基的应力应变特性，建立了动力有限元基本方程，对飞机荷载作用下道面和地基共同作用进行了有限元计算与分析，得到了循环茶荷载作用下道面和地基共同作用下变形性状。     

路堤软土地基变形性状模型试验研究

通过室内模型试验对路堤下软土地基的变形特性进行研究 ,探讨了软土层的厚度、荷载大小和加荷速率以及软土层的倾斜等因素对软土地基的侧向变形和竖向变形的影响。试验结果的分析得出了一些有工程实践意义的结论 ,例如 ,试验表明荷载作用下均质软土地基的最大侧向位移一般发生在软土厚度的 0 .2～ 0 .3倍深度处 ,因而施工中以地表观测桩观测的侧向位移来控制施工过程的稳定性的做法值得商榷 ;软土地基发生早期破坏时 ,仍然能承受较大的外加荷载 ,对周围土体的强度提高有利 ,为在软土地基上进行“促动法”施工提供了依据