软黏土上覆硬土层极限承载力室内模型试验研究*

对双层地基室内模型试验分析,研究了软黏土上覆硬土层厚度变化和水灰比变化对上覆硬土层软土地基的极限承载力的影响。水灰比的增加对增大其极限承载力效果显著,而厚度的增加对提高双层地基极限承载力效果不显著。对双层地基的极限承载力进行了分析,提出了极限承载力的修正公式,并把计算值与试验值做了对比分析。     

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.     

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.     

硬壳层下软土地基的一种加固技术

在港口堆场改造工程中,当上部荷载较大或对地基沉降控制要求较高时,需要对硬壳层下的软土地基进行加固.以轨道式龙门起重机地基加固为例,采用沉管碎石桩穿透较厚硬壳层的方法,在其下卧软土层中快速地形成强度较高的复合地基,以提高地基的整体承载能力并减少沉降.     

考虑固结过程的软土地基承载力数值分析

深厚软黏土地基在受到上部结构传递的荷载作用时将会发生进一步固结,进而影响软土地基的承载特性,因此考虑荷载作用下软土地基的固结特性对地基承载力分析有重要意义。文章以室内静三轴试验所得软黏土抗剪强度指标c、φ随固结度和静偏应力变化规律为基础,利用大型有限元软件ABAQUS,通过用户子程序USDFLD对土体材料进行二次开发,建立考虑土体抗剪强度指标随固结度和静偏应力变化的有限元模型,进而对重力沉箱式防波堤软土地基承载力进行数值分析。有限元计算结果表明:静偏应力作用下地基土体发生进一步固结,土体固结度随时间增长而增大,抗剪强度指标出现明显增长。依据极限承载力、允许变位的判别标准分别对软土地基承载力进行分析:伴随着土体的不断固结,两种判别标准下的承载力安全系数均明显增大,且后者计算结果相对安全,建议采用允许变位的判别标准来计算实际工程中的承载力安全系数。     

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。     

路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基的工作性状

采用有限元数值计算方法,针对路堤荷载作用下水泥土搅拌桩复合地基的地表沉降、下卧层沉降、桩体上部、下部的刺入变形、地基土侧向变形等进行系统研究,探讨桩体和土工格栅的应力变化规律,可为类似工程的设计、施工提供参考.     

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。     

温控软土地基模型试验装置研发及其应用

温度荷载(升温)对岩土体和工程场地力学特性的影响是近年来岩土工程领域的一个重要研究课题。为了测试温度荷载对软土和软土地基力学特性的影响,在调研国内外相关仪器设备基础之上,设计研发了两种带升温装置的软土地基模型试验装置。第一种方案通过在模型桶内设置螺旋电热丝,实现在模型地基内对地基土进行直接加热;第二种方案利用热水循环仪对空腔式模型桶壁进行加热,实现在模型地基外围对地基土进行加热。测试并对比分析了两套装置的加热效果和可操作性,发现后者性能良好,达到了温控试验装置研发的目标。在此基础上,开展耦合温度的软土地基模型试验。结果表明:温度荷载对软土地基的孔压和沉降均有明显影响;考虑温度的软土地基固结机理及其固结沉降计算均有必要开展进一步研究。     

偏心荷载作用下龙门吊轨道梁受力特性分析

针对龙门吊轨道梁在偏心荷载作用下的受力问题，进行轨道梁受力和地基沉降研究，采用弹性地基梁法和数值分析方法，得出偏心荷载作用下轨道梁的受力与地基沉降位移，与轴心受力相比，偏心荷载作用下轨道梁的上部纵筋需配面积增幅为17.08%;下部纵筋需配面积增幅为56.83%;箍筋需配增幅为16.5%。结构承载能力极限状态下，极限设计轮压为1 197.2 kN/m,是设计轮压250 kN/m的2.55倍。但设计轮压下地基变形已达到39.67 mm,逼近规范要求值，充分体现出变形控制是地基设计的主要因素。     

吹填流泥地基真空预压浅层加固需求研究

吹填流泥地基采用真空预压浅层加固的主要目的是为深层地基处理提供稳定的工作面,因此真空预压浅层加固后应避免深层地基处理时可能出现的垫层前沿滑动破坏、浅层加固区地基承载力破坏及由浅层加固区向下卧流泥的冲剪破坏等。根据深层地基处理时浅层加固区地基承载力破坏、由浅层加固区向下卧流泥抗冲剪破坏两种破坏模式推导得到真空预压浅层加固区不排水抗剪强度需求公式;深层地基处理垫层施工时前沿稳定需求的真空预压浅层加固区不排水抗剪强度应根据整体稳定性分析确定。分析表明,深层地基处理时浅层加固区地基承载力、抗冲剪需求的浅层加固区不排水抗剪强度与垫层厚度、深层处理施工机械、浅层加固厚度等有关;当深层处理垫层厚度超过1 m后,垫层前沿稳定需求的浅层加固区不排水抗剪强度急剧增大,且下卧流泥越厚,需要的抗剪强度越大。     

十字板强度推算的抗剪强度指标在箱简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。     

挤实砂桩加固饱和软粘土岸坡地基的应用研究

通过实际工程现场原位试验观测，对于挤实砂桩加固饱和软粘土岸坡地基的效果进行了多方法的研究，并对观测结果进行了理论分析。结果表明：挤实砂桩加固饱和软粘土岸坡的作用效果明显，形成砂桩复合地基，提高了岸坡土体的抗剪强度，增加了地基的抗滑能力。     

十字板抗剪强度换算软基加固强度的公式对比

目前国家标准和水运工程相关检测规范中，未明确十字板抗剪强度和地基承载力的换算关系，导致利用十字板剪切试验检测地基承载力的评价标准不统一。通过对岩土勘察、公路、铁路基础设计规范中十字板抗剪强度换算地基承载力的公式进行对比，并以某软基加固检测工程为例，运用多种公式进行承载力的计算和验证。结果表明，根据《建筑地基基础设计规范》推导的简化公式更适用于软基处理加固效果的评价，可作为十字板剪切试验检测软基加固承载力的验收依据。     

十字板剪切试验在港珠澳大桥岛隧工程勘察中的应用

饱和软黏土是水运工程建设中最常遇到的土层,十字板剪切试验已广泛地应用于测定饱和软黏土的抗剪强度。结合港珠澳大桥岛隧工程的岩土工程勘察实例,对电测式十字板的测试技术进行改进,并对试验成果的应用进行探讨。     

海上CDM施工中的几个技术问题

根据我国及日本海上CDM施工实例以及有关资料,论述了海上CDM工法有关拌和用水和水灰比、室内配合比试验与设计强度、地基的隆起及预估、隆起土的有效利用、穿透硬夹层和硬质地基着底施工、搭接与冷缝的处理等技术问题。对海底深层水泥搅拌加固地基工程的设计和施工具有参考价值。     

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。     

花岗岩残积砂质黏性土的蠕变特性与本构模型

花岗岩残积砂质黏性土越来越多地被选作建(构)筑物天然地基持力层,但目前关于花岗岩残积砂质黏性土的研究主要停留在短期的强度和变形阶段。为探讨花岗岩残积砂质黏性土在长期荷载作用下的变形特性,对潮州市花岗岩残积砂质黏性土进行蠕变试验。结果表明,花岗岩残积砂质黏性土蠕变变形随时间的增加不断增大,但变形速率不断减小,直至变形稳定;随着剪应力及固结压力的增加,蠕变特性更加显著。引入邓肯-张模型对整数阶Poynting-Thomson流变模型进行修正,修正后的P-T模型可以较好地描述花岗岩残积砂质黏性土蠕变特性。研究结果有助于进一步认识花岗岩残积砂质黏性土的蠕变特性,为花岗岩残积砂质黏性土地基处理提供参考。     

深厚软土地基上插入式钢圆筒的结构稳定性

结合港珠澳大桥岛隧工程东人工岛工程实例,基于 PLAXIS 3D 有限元软件计算平台,利用可同时考虑剪切硬化和压缩硬化的土体弹塑性本构模型 Hardening-soil model,对深插式大直径钢圆筒岛壁结构三维数值计算展开研究,分析施工全过程中各控制工况下钢圆筒的变位情况,并与二维理论计算和现场实测位移相验证,探讨深厚软黏土地基上大圆筒结构的变形与稳定特性。结果表明,三维数值模拟钢圆筒位移和实测位移相近,两者均大于二维平面等效计算位移值;当钢圆筒有足够的直径和埋深时,即使其插入深厚软黏土地基,水平和竖向变位均较大,但是其结构稳定性也较好。分析成果对类似工程以及大直径钢圆筒结构在软土地基上的推广应用具有一定的参考意义。