软土地基桩-土-承台共同作用的有限元分析

针对上海沿海区域软土地基桥梁基础普遍采用打入桩基础,介绍了桩基与土相互作用的有限元模型的计算方法。结合工程实例,利用ANSYS软件对桩基承台进行分析,并将有限元计算与相关规范的简化计算进行了对比分析。     

非软弱地基路基沉降变形的分析研究

利用ADINA有限元软件,采用摩尔-库仑模型,对非软弱地基路基的沉降进行了模拟计算。考虑路堤逐级加载过程,得出非软弱地基路基的沉降时间曲线和部分沉降规律,即：路基的沉降变形主要发生在施工期间,其工后沉降相对较小;路基面的竖向变形主要来自于地基的沉降,路堤堤身的变形量相对较小,对于黏性土填料约占总沉降量的0.5%。     

路堤段地基土的变形计算方法研究

基于摩尔-库伦本构模型以及分层总和法的基本理论,推导了路基下地基土的变形计算方法。基于MATLAB数值计算软件的程序编写,实现了依据不同土层参数的变形计算。结合益阳市东部新区外环路的路基工程,对勘测深度内处理后的路基下地基土进行变形计算分析。结果表明:对于处理后的地基土,勘测深度内总变形量为14.8631 mm。最大变形土层为粉质黏土层,总变形为6.8594 mm,占勘测深度内总变形的46.15%,占该土层厚度的0.21%。提高粉质黏土层强度可有效增加路基的稳定性和整体刚度。     

刚柔组合桩共同作用数值分析

将柔性桩和刚性桩组合成复合桩,充分发挥了柔性桩、刚性桩的优点又弥补了两种桩型的缺点。数值分析显示,在基础范围外和刚性桩加固区,水平位移与荷载基本出现非线性关系,除地表附近出现很小的拉应力外,其他区域都是压应力,刚性桩体压应力值,大于柔性桩体的压应力,远远大于土体的压应力。竖向应力与荷载基本上呈线性关系。     

板和地基共同作用的模型试验

介绍实验室模拟交通荷载的实验设备研制和模型试验，根据试验结果讨论了地基在静荷载和循坏荷载两种荷载作用下的不同的固结沉降特性。并检验了试验设备的实用性。为进一步开展室内试验研究准备了条件。     

考虑桩-土共同作用的PHC预应力管桩复合地基承载力研究

PHC预应力管桩复合地基是一种新型的地基加固方法,其与传统方法的主要区别在于桩与桩间土共同直接承担全部的上部荷载。以荣乌高速公路PHC预应力管桩基础为例,分别对管桩单桩承载力及桩体复合地基承载力进行研究,对比后得出以下结论：PHC预应力管桩复合地基的承载力远远高于单桩的承载力,计算所得桩体复合地基承载力是单桩承载力的1.5倍左右;PHC预应力管桩单桩的桩顶位移最大值出现在桩体达到抗压极限承载力时,卸载完成后桩体出现的破坏变形使桩顶及桩底位置无法恢复到加载之前的位置;PHC预应力管桩复合地基的总沉降量为桩体复合地基加固区的沉降量和下卧层的沉降量之和,可采用分层总和法对上述两种沉降量进行计算。     

碎石桩复合地基路堤滑移原因及处治效果分析

以云南省S11曲靖至砚山公路曲靖(麒麟区)至师宗段工程土建二合同段K13+290～K13+520段软基路堤滑移为例,介绍碎石桩复合地基及其滑移情况,采用有限元法分析路堤填筑过程中路堤开裂、滑移原因,提出并采用坡脚抗滑桩加固.结果 表明:碎石桩不能有效提高软土路基抗剪强度;右侧坡脚下部外侧含软塑状有机质土尖灭体加大路基右...     

高速铁路低矮路堤灰土桩复合地基的动力特性分析

利用有限元软件MIDAS/GTS,分别建立了灰土桩复合地基和未经处理的黄土地基上铁路路基的三维有限元模型,用轨道不平顺法模拟列车荷载,分析计算了在不同速度列车荷载作用下不同路堤高度下地基土中动应力的分布,得出了桩土应力比的变化规律和地基瞬时变形规律。     

嵌岩桩桩-土-岩共同作用的非线性计算方法研究

大量试桩资料表明,桩身荷载传递函数曲线多符合双曲线模型,故有必要对嵌岩桩荷载传递性状进行非线性分析.为此,引入双曲线模型,以荷载传递法为基础,提出了一种可充分考虑桩土与桩岩荷载传递性质差异的桩-土-岩共同作用计算方法.并将其用于实测试桩资料的数据分析.结果表明,基于双曲线模型的非线性桩-土-岩共同作用计算方法能准确地描述嵌岩桩荷载传递性状,且参数容易取得,是一种工程中可行的计算方法.     

非饱和土路基毛细作用分析

为研究毛细作用对非饱和土路基土含水量的影响,分析了非饱和土路基毛细作用现象机理,探讨了毛细水上升高度的影响因素,在土颗粒等粒径假设下导出了毛细水上升高度与时间、土颗粒大小排列关系及毛细水半径效应;利用多孔介质理论建立路基土毛细作用多孔介质模型,探讨了多孔介质模型下的非饱和土渗透率关系;基于毛细水流质量守恒和路基毛细作用模型及土-水特征曲线,求得路基毛细水达到最大高度所需要的时间和单位体积路基土毛细作用下含水量的变化关系。路基含水量与地下水位(GWL)具体试验观测数据对比表明:毛细作用对路基含水量变化的影响较显著。     

多年冻土区路基高度对温度场影响的非线性分析

采用焓模型,综合考虑了气温、太阳辐射、风速风向、坡面蒸发等气象因素,对不同气温地区多种高度路基温度场进行有限元数值模拟,并采用天然地面下冻土年最大融深及路基内融土核高度两个指标综合分析路基稳定状况。有限元分析表明:在中低温多年冻土地区,抬高路基可延缓冻土下降速率,有效保护多年冻土;在高温不稳定多年冻土地区,抬高路基的效果并不显著,过度地抬高路堤会使路基内融土核高度显著增加,路基本体的稳定性将受到严重影响。本文还提出路基高度与冻土年最大融深之间的回归公式,为路基病害预测提供依据。     

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题，研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型；然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型，基于蠕变计算的时步-粘性初应变法，给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法，并据此编制出相应的有限元计算程序；最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析，得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图，反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。     

路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结分析

利用均质化技术将桩土复合地基均质化为均质土地基,考虑桩土相互作用,给出均质化后复合地基的等价压缩模量。在等应力假定基础上,建立了路堤分级填筑条件下不排水端承桩复合地基固结方程,给出复合地基固结的解析解,并与有限元法解答进行了对比;对不排水端承桩复合地基固结性状作了分析。研究发现,不排水端承桩复合地基固结速率远大于天然地基,在其他条件相同时,瞬时加荷情况下复合地基固结速率最大。复合地基固结速率随置换率、桩土模量比及加荷速率的增加而增大。复合地基置换率存在最佳值,超过最佳置换率后,复合地基固结速率随置换率增加增幅较小。     

天然软土地基上路堤临界高度分析

根据Boussinnesq应力公式和Mohr-Coulomb破坏准则,导出天然软土地基上路堤临界高度的计算式。考虑地表硬壳层对路堤荷载的扩散作用,分析硬壳层厚度和刚度对路堤临界高度的影响。导出的路堤临界高度计算式在特殊条件下可简化为巴布科夫公式和Fenenius公式。     

考虑侧向位移的路堤沉降分析

为弥补公路路堤沉降预测中各现有模型存在的不足,并有效控制高路堤在建设期的稳定性,提出了基于等体积法的路堤侧向位移沉降模型,并推导出了计算公式.采用该公式对高速公路试验段长达1 a的沉降和侧向位移观测数据进行分析计算.结果表明,由侧向位移产生的沉降量约占总沉降量的20%;侧向位移产生的沉降也并非瞬时能完成,也能延续相当长...     

高速公路扩建工程中新路填筑对老路影响的参数分析

道路扩建中加宽路堤的填筑将会改变原有路堤及地基的应力场和应变场,引起老路的附加差异变形。采用弹塑性有限元参数分析方法探讨了不同加宽路堤宽度、不同软土层厚度、不同的新老路堤刚度比时加宽路堤的填筑对老路变形规律的影响。计算结果表明:拓宽路堤的填筑将会引起老路不同位置的过大附加差异沉降,导致路面横坡比改变值超过路面结构的容许值,从而引起路面结构性破坏和路面服务性能的降低。因此,必须采用合适的软基处理方案对加宽部分软基进行处理。     

软土地基高速公路扩建中新老路堤相互作用数值分析

采用弹塑性有限元方法分析了老路边坡开挖和加宽部分路堤填筑对老路变形特性的影响。计算结果表明：原有路堤边坡削坡和台阶开挖将会使得老路中心的竖向沉降略有增加，坡脚侧向位移回缩，且不同开挖方式对原有路堤影响不同；加宽部分路堤的填筑将会使得老路中心上抬，路肩点发生较大附加沉降，引起老路路肩与路中心之间产生过大的附加差异沉降，明显加大路面横坡，极易导致对老路路堤、路面的拉裂，降低道路等级，必须采用合适的软基处理方案对加宽部分软基进行处理。另外，宽路堤的变形特性不同于窄路堤，其沉降呈中央小两边大的形式，并且最大沉降位置随路堤高度的增加向路堤中央移动，了解宽路堤变形的这一特性有助于其软基处理方案以及加固效果监测方案的优化。     

环氧沥青混凝土性能试验研究

通过试验研究了国产环氧树脂、固化剂应用于改性沥青混凝土的配制技术,在大量试验的基础上,筛选出了适用于国产环氧树脂改性沥青的固化剂品种及合适的掺量;并对配制的环氧沥青混凝土的马歇尔稳定度、动稳定度、低温弯曲劲度模量、残留稳定度等性能进行了研究,为推广应用这一新型沥青混凝土进行了有益的探索。     

多年冻土地区隔热板路基工作机理研究

利用非线性有限元方法,对多年冻土地区隔热板路基温度场的变化特征进行数值模拟,进而对隔热板路基的工作机理进行研究。研究表明:路基内部铺设隔热板后,路基温度场的分布特征受到很大影响;板下土体与外界的热交换强度大大减小,对外部温度变化的响应速度显著降低;隔热板在不同季节起到不同的作用,在夏季阻止外部热量进入路基,有利于路基稳定,而在冬季则阻止路基热量的对外散发,不利于路基稳定;暖季施工的隔热板路基在建成初期稳定性相对较差,后期其冻土保护效果显著。     

基于FWD弯沉盆参数的沥青路面土基模量评价方法研究

采用动力有限元方法模拟沥青路面在FWD作用下弯沉盆响应,分析土基模量与弯沉盆几何指标之间的关系以及路面开裂、层间滑移和刚性层深度等变量对弯沉盆的影响.计算结果表明:土基模量可由曲率指标CI_7和形状指标F_8确定;开裂和层间滑移对CI_7-F_8关系曲线没有影响;当刚性层深度小于7 m时,刚性层深度将对CI_7-F_8关系曲线产生影响.最后通过实体工程对评价方法进行了验证.