箱筒型基础防波堤基础筒土压力数值模拟研究*

通过将波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤问题简化为平面应变问题,利用有限元数值模拟,分析在波浪荷载作用下防波堤基础筒壁的土压力分布和发展变化情况。数值计算表明:波浪荷载作用下港侧基础筒外土压力有显著增长,海侧基础筒外土压力有显著降低,是影响防波堤稳定的重要因素。中间隔墙内土压力变化微小,土体与防波堤位移大致相同。海侧基础筒港侧内墙和港侧基础筒靠海一侧内墙上土压力分别发生一定程度的降低和一定程度的增长。同时分析了用于稳定性简化计算的极限状态下各路径上的土压力近似分布。     

筒型基础和吸力锚筒水上沉桩装置

本文介绍了两种水上沉桩的新装置。一种是吸力锚筒静载沉桩装置，该装置利用插入到海底泥土中的吸力锚筒提供沉桩力，通过桩帽和连接吸力锚筒的铜缆具将静压力施加于桩顶，该装置不存在噪声污染和对周围建筑物的振动破坏。另一种是筒型基础水上打桩平台，该装置由筒型基础和框架式上部平台组成，筒型基础可插入地基土中提供水平抗力，又可提供气浮力使打桩平台在水上漂浮，在上部平台上安装有可以在水平面上移动和可以调整角度的桩锤导向架和打桩锤，该装置抗风浪和水流能力强，定位和移位方便快捷。这两种水上沉桩装置具有打桩船不具备的一些优点，有一定的开发和推广应用价值。     

沉入粘土中的大圆筒筒内外土压力分布规律及计算方法

通过对大圆筒与粘土相互作用的模型试验研究 ,总结了粘土中大圆筒筒内外土压力的分布规律 ,提出了粘土中大圆筒筒内外土压力的计算方法。     

抛石基床整平用的筒型基础框架平台

介绍了一种对抛石基床进行整平操作的辅助工作平台。该平台由下部的筒型基础部分和上部的框架结构组成 ,筒型基础部分为 4～ 10个成对排列的带顶板无底的圆柱型筒体 ,筒体可充气使平台气浮漂运 ,也可插入到海床泥土中 ,为抛石基床的整平提供水平阻抗力     

气态水补给条件下不同类型土水分迁移规律及冻胀特性研究

使用自主研发的水分迁移和冻胀试验设备,对比分析砂土、粉质黏土、人工制备75%砂土+25%粉质黏土、25%砂土+75%粉质黏土在水汽补给条件下水分迁移规律及冻胀特性,研究了不同类型土试样冻结时间与含水率、温度场、冻胀量、冻胀力之间的变化规律,建立了不同类型土试样冻胀量和冻胀力的拟合公式。研究表明：土性对水分迁移影响较为显著,冻结7 d后,砂土试样峰值含水率达到22.1%;75%砂土+25%粉质黏土试样峰值含水率为17.1%,25%砂土+75%粉质黏土试样峰值含水率为10.1%,粉质黏土峰值含水率变化幅度不大。随着土中细粒含量的增加,试样温度场达到稳定所需的时间越长,冻结7d后不同类型土试样温度场均趋于基本稳定。冻结7 d后,不同类型土冻胀量和冻胀力差别较大,砂土试样冻胀量达到0.71 mm, 75%砂土+25%粉质黏土试样冻胀量为0.55 mm, 25%砂土+75%粉质黏土试样冻胀量为0.36 mm,粉质黏土试样冻胀量变化不大;不同类型土冻胀力随冻结时间的增加呈正相关线性关系,相同高度处试样冻胀力随着土中细粒含量的增加有所减小。     

箱筒型基础在人工岛工程中的应用

结合箱筒型基础在人工岛工程中的应用,论述了箱筒型基础的作用机理、适宜的地质条件和应用的工序过程(加工制作、气密性试验、浮运、就位下沉和上部结构安放),指出了各工序的控制要点,对后续箱筒型基础在工程中的应用具有借鉴意义。     

沉入式大圆筒筒内填料静止压力计算方法研究

指出了以往用填料的内摩擦角这个参数描述无底筒内填料压力分布是不合适的，填料的内摩擦角是材料特性，它不直接反映筒有无底所产生力学特性的区别。通过力学分析，将地基土作业无底筒内、外土压力的传力介质，建立了以筒内、外土体高差产生的压力通过地基土进行传递的计算模型，结合不同地基土，不同沉入深度的圆筒试验数据分析，提出了沉入式大圆筒筒内填料压力新的经验计算式。     

软基循环弱化效应时箱筒型基础防波堤稳定性分析

将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱化作用时,天津港防波堤延伸工程中的箱筒型基础防波堤的稳定性下降约10%,且不对软土地基进行加固,结构稳定性仍满足。     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱筒型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区，上覆较厚的软粘土层，处于欠固结状态，含水率高，承载力低。在施工期稳定性分析中，目前以十字板强度在工程中应用最广泛，但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值，单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理，结合收集的大量十字板强度实测数据，通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标，可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性，还可用于软粘土土坡稳定分析。     

荷载作用下软粘土土性指标变化规律试验研究

目前许多港口与海岸工程建设在深厚软粘土地基上,荷载作用下软粘土土性指标的变化成为工程设计中关心的问题,而固结度和上部结构物产生的竖向荷载是影响地基土体土性指标的主要因素。针对烟台港淤泥质粉质粘土原状土样,通过三轴固结不排水剪切试验,研究不同固结压力、不同固结度下软粘土抗剪强度和土性指标的变化规律。试验结果表明,荷载作用下软粘土的抗剪强度和土性指标基本随固结度和轴向偏应力的增大而线性增大,粘聚力增长幅度十分显著,而内摩擦角增长幅度相对较小。根据试验数据,提出工程设计中考虑荷载作用的土性指标计算公式。     

Bucket Group Effect of the Composite Multi-bucket Structure

As a novel type of foundation in beach and shallow sea,the bucket structure is especially suitable for complex conditionssuch as soft clay ground and the worse types of sea environments.In this paper, the bearing capacity of a multi-bucket structure isstudied by experiments with a single bucket and four-bucketfoundation in a saturated sand layer. Based on the experimentaldata and numerical analysis results, the bearing capacity behaviorand the bucket group effect are compared and analyzed.Furthermore, some influential factors, such as the soil type, theratio of length to diameter L/D, the ratio of the bucket spacing tothe bucket diameter S/D, and the bucket number are introduced andtheir effects on the multi-bucket structural capacity are investigatedThe vertical static capacity adjustment factor is introduced toevaluate the bucket group effects of the multi-bucket foundation.     

筒形基础安装失败案例分析

结合现场筒形基础安装全过程,有针对性地记录安装失败的关键环节,利用筒形基础设计及理论知识对贯入力、负压贯入过程和土塞效应影响进行全面地剖析,带有建设性意见地提出了导致筒形基础安装失败的原因,对日后该形式海工结构物海上安装具有一定的工程借鉴意义。     

软土直剪测试及强度的讨论

软土一般是在静水或缓慢的流水环境中沉积,再经长期生物化学作用形成的粘性土.珠江口及粤东沿海地区广泛分布着软土层,通过对该地区多个工程的软土层进行大量的直剪试验,发现存在一些异常现象.根据直剪试验,对这些异常现象进行分析和讨论.     

海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。     

干舷高度影响筒型基础平台拖航试验研究

文章以某筒型基础平台为研究对象,在拖航速度、筒的位置以及波浪条件一定的前提下,通过模型试验测定筒型基础平台在不同干舷高度下顺浪和逆浪拖航时在横荡、纵荡和垂荡方向上的加速度、筒内气压力和筒底水压力以及拖航中的拖缆力,通过对试验数据进行整理分析,研究不同干舷高度下筒型基础拖航的受力机理。试验结果表明,在拖航中,干舷高度的取值高于系缆点的位置和低于平台入水的自然干舷,并且必须保证有一定的水塞高度来防止筒型基础漏气引起的倾覆。对于该平台,取干舷高度为1.0m进行拖航是安全的。     

复杂条件下高滩守护工程岸坡渗流破坏影响因素

针对荆江河段岸坡渗流破坏情况,结合破坏案例分析岸坡渗流破坏原因,确定岸坡渗流破坏主要影响因素——地质因素、水文因素和降水因素。荆江河段岸坡地质结构主要分为3类,即单一砂性土地质结构、上黏性土下砂性土双层地质结构以及由黏性土和砂性土组成的互层、夹层等结构土体。荆江河段地下水和江水补给关系复杂——汛期江水补给地下水,枯水期地下水补给江水。三峡蓄水后,汛后退水速度进一步加快,地下水和江水之间的渗流坡降进一步增加。荆江河段强降水天气分布出现频次和范围仍较高。在此基础上,进一步揭示高滩守护工程区域岸坡渗流破坏机理。     

浅层真空预压法施工工艺浅析

传统的真空预压法加固含水量极高、承载力低的超软土地基存在较大困难。文章提出浅层真空预压施工工法,通过在地基土上插设不超过6m的短板,初步加固软土地基,形成硬壳层,可满足卖地及工程实施初步需要。施工工艺中提出三维土工排水网替代砂垫层的新思路,结合实际工程在现场试验区加以实施。试验结果表明,三维土工排水网排水效果好,重复使用率高,大大节约工程造价,可替代砂垫层在大面积施工中使用。采用塑料排水板与滤管直接连接的方式,减少了真空度的损失,增强加固效果。该施工工艺可为大面积施工及类似工程作参考。     

Centrifuge modelling of pipe-soil interaction in clay with crust layer

Seabed in regions, such as the Gulf of Guinea and North West Shelf of Australia, may exhibit a crust layer where the undrained shear strength can be an order of magnitude higher than that of the immediately underlying sediment. This can complicate design of steel catenary risers, where fatigue depends on the cyclic vertical stiffness of the pipe-soil interaction. Potential punch-through of the riser into the underlying soft soil may invalidate design assumptions based on the pipe-soil stiffness within the crust layer. The long-term evolution of pipe-soil stiffness within the crust layer, which exhibits similar properties to an over-consolidated soil, is also poorly understood. This paper describes centrifuge model tests undertaken in a clay sample with a crust layer, simulating the punch-through process of a pipe under load control and investigating the pipe-soil stiffness during long-term cyclic loading tests under displacement control. Results confirm that the potential for punching-through the crust layer depends strongly on the relative ratio of pipe diameter to crust layer thickness. The long-term evolution of pipe-soil stiffness showed a steady increase after an initial remoulding stage in contractile soils (normally consolidated and lightly over-consolidated), but a steady reduction in the heavily over-consolidated, more dilatant, crust. The magnitude of pipe-soil stiffness changes (during both remoulding and reconsolidation) is governed by the over-consolidation ratio of the soil and the amplitude of the cyclic displacements. This study provides insights on the relevant cyclic stiffness to consider when assessing SCR fatigue life in over-consolidated soils and soils exhibiting a superficial crust layer.     

滨海地区粉质黏土渗透特性试验

以上海第(6)层粉质黏土为例,研究了固结压力、各向异性及结构性对滨海地区粉质黏土渗透特性的影响,并通过电镜扫描(SEM)进行粉质黏土微观渗透机理的分析。研究表明,粉质黏土渗透系数随着固结压力增大而减小,粉质黏土水平方向的渗透性大于垂直方向;重塑土因受扰动渗透性反而变小。微观分析显示,固结压力增大使得土颗粒间的孔隙变小;垂直方向存在较多粒状聚体,而水平方向则以片状或板状聚体为主;重塑土受扰动后小颗粒填充了大孔隙。粉质黏土颗粒间的孔隙类型、接触方式等微观结构变化,是其宏观渗透性差异的根本原因。     

饱和软黏土地基中单桶形基础水平承载力研究

根据已有试验研究结果和理论分析经验,对处于饱和软黏土地基中承受水平荷载作用的单桶形基础空间受力状态,进行合理的抽象和简化,利用极限平衡法,推导适用于工程实践中估算其水平承载力的计算公式,并通过与试验结果的对比验证公式的可靠性。