沉降-时间曲线呈“S”型的证明——从一维固结理论角度

从一维固结理论出发,严格证明了在线性加载或近似线性加载情况下(这和工程实际加载相类似),沉降-时间曲线呈“S”型。

级配对粗粒土-格栅界面循环剪切特性影响试验研究

【目的】为研究级配对粗粒土-土工格栅界面动力剪切特性的影响规律,【方法】基于连续级配方程,通过改变试样的最大粒径d_(max)和级配面积S,制备了18组不同级配试样,对各组试样分别进行设置土工格栅和不设置土工格栅的循环直剪试验,分析d_(max)和S对界面循环剪切特性的影响,并引入了加筋剪切刚度系数α_(K)和加筋阻尼比系数α_(D),来评价土工格栅对动剪切强度参数的影响效果。【结果】结果显示:当小于格栅网孔尺寸的粗粒含量较高时,剪切刚度K随着d_(max)的增大而增大,阻尼比D随着d_(max)的增大而减小;反之,则表现出相反的趋势。K和D均与d_(max)呈对数函数关系;K和D与S的关系均可用二次多项式表示。此外,给出了α_(K)和α_(D)与粒孔比的关系,即随着粒孔比的增大,α_(K)先增大后减小,α_(D)呈先减小后增大的规律。当粒孔比取0.073左右时,土工格栅对粗粒土循环剪切特性的加筋效果最好。【结论】结果表明:颗粒与土工格栅间的互锁机制对粗粒土-格栅界面的循环剪切特性有重要影响,当大部分颗粒粒径小于格栅网格尺寸时,颗粒与格栅间的互锁机制充分发挥;当颗粒最大粒径及格栅网格尺寸相同时,存在一个最优级配面积,使得粗粒土-格栅界面的抗震性能最好。

沉降-时间曲线呈“S”型的证明及其应用——从土体本构关系

从土体本构关系出发,严格证明了在线性加载或近似线性加载情况下(这和岩土工程实际加载相类似),沉降-时间曲线呈“S”型,并由此建立了新的沉降-时间预测模型,工程应用证明了该模型的合理性。

真空预压加固软土地基变形机理的探讨

在现有的有关真空预压机理分析的基础上,分析了真空预压研究(包括理论、试验、实际工程)中存在的问题;考虑土体各向异性对土体变形的影响,提出在真空预压这一特定应力路径下,应力诱导各向异性可能是引起工后沉降的主要原因。

坑侧土体卸荷的侧向应力-应变关系研究

利用平面应变仪对坑侧土体进行k0固结-侧向卸荷的试验研究,指出经过侧向卸荷过程的土样抗剪强度指标与常规三轴压缩试验结果明显不同;得出侧向卸荷土体的侧向应力-应变间也呈双曲线关系,据此运用邓肯-张建模思路,推导出反映坑侧土体侧向卸荷实际应力路径下的侧向应力-应变关系模型,模型预测与试验结果吻合较好。

新型伞状抗拔锚现场试验研究

在研制出新型伞状抗拔锚并对其进行室内模型试验的基础上,为深入了解其实际应用效果和价值,现进一步对其展开现场实测试验。现场试验主要进行了伞状锚施工工艺的分析研究和承载性能的对比评价,施工工艺方面主要是基于现有传统抗拔桩和抗拔锚杆施工工艺上的改进,承载性能方面主要是通过现场静力载荷试验得出伞状锚的实际承载力,并与理论值进行了对比分析。试验结果表明:与传统抗拔桩相比,伞状锚的施工工艺与之类似,但在承载力方面,在等效条件下,新型伞状抗拔锚承载力的提高非常明显,再次证实了伞状锚的优越性,为其工程推广应用奠定了良好的基础。

基于不对称连续排水边界的太沙基一维固结方程及其解答

在Terzaghi一维固结理论的基础上,提出了一个从透水到不透水的双面不对称连续排水边界条件,建立了广义Terzaghi固结理论,并给出其解答。对其解答进行分析发现:修正后的固结方程的边界条件能严格满足其初始条件;通过变化边界条件中的参数,可以得到包括Terzaghi一维固结理论解答在内的连续解,从而弥补了Terzaghi固结理论只能考虑透水和不透水这两种极端情况的不足;通过调整边界条件中的参数,还可以用来模拟实际土层上下两面透水性不同的情况;对其结果进行级数项数的研究,固结系数取不同值时,级数取一项或多项,均能满足精度要求。所以该理论把Terzaghi一维固结理论推广到了更为一般的情况,而且其结果可以很方便地推广到工程应用中。

地基沉降-时间曲线型态的证明及其应用

本文从土体本构关系出发,严格证明了在线性加载或近似线性加载情况下(这和岩土工程实际加载相类似),沉降时间曲线呈“S”形,并由此建立了新的沉降时间预测模型,工程应用证明了该模型的合理性。

地下水浮力折减试验研究

通过运用模型试验方法,对处于不同环境中深基础上的地下水浮力的力学效应进行分析,主要探讨砂土层和黏土层中的地下水浮力折减情况,并对不同水位下地下水浮力的变化规律和地下水浮力随时间的动态变化过程进行分析。试验结果表明:砂土层中的地下水浮力基本不存在折减,实测值与按阿基米德定律计算的理论值基本相等;而黏土中的地下水浮力实测值始终比理论计算值要小,且水浮力受水位回升的高度和时间的影响,具体的变化规律可用折减系数来表示,低水位下和水位回升初期的折减系数较小,约为0.4左右,随着时间和水位的增长,折减系数逐步增大,最终达到0.70。地下水浮力的可折减性和变化的不确定性表明进一步完善地下水浮力计算理论的必要性。

考虑位移影响的土压力近似计算方法

在变形控制设计的思想指导下，根据土压力的大小随挡土墙位移的变化特点，提出了考虑变形的土压力方法，并与离心方法试验的结果进行了对比，证实了该方法的合理性，最后在此基础上推导了考虑变形的朗肯土压力理论。

静压沉桩挤土机理探讨及有限元分析

针对预制桩在静压沉桩过程中出现的挤土现象,从土体小主应力方向加载的角度考虑,视浅层土体的隆起为小主应力方向(水平向)加载引起大主应力(垂直向应力)增加所致。在已有的柱形小孔扩张理论基础上,通过引入考虑位移的土压力计算方法提出了桩周土体隆起分界面表达式。利用该表达式分析浅层土体的隆起量,并利用Randolph提出的深层土体径向位移解析公式给出深层土体的变形量。最后运用有限元数值模拟计算与本文的数值解答进行对比分析,结果相近。

利用桩底沉渣的桩基室内模型试验研究

针对桩底不可避免存在沉渣而造成桩基础承载力下降的现状,设计并开展利用沉渣的桩基室内模型试验,通过一系列桩基模型分析荷载传递特性,对桩底有沉渣的桩基受力性状展开试验研究。试验结果表明,沉渣的存在对无承台单桩的工作性状影响较大,但压缩沉渣后,桩端阻力逐渐发挥,表现出的真实荷载-沉降曲线与正常的曲线相似,说明增大荷载压实沉渣,单桩仍然可以恢复正常的承载性能。对于带承台单桩,虽然桩底沉渣的存在也会令桩产生刺入变形,从而使其荷载-沉降曲线产生差异,但由于承台板的存在,使得承台底土分担大部分荷载,即使桩端阻力发挥缓慢,也不会产生类似于无承台单桩的荷载-沉降曲线突降段;在压缩沉渣过程中,沉渣刚度慢慢变大,桩端阻力逐渐正常发挥。另一方面,土体产生的大沉降量使得承台底土受到预压,其承载潜力充分发挥,以至于带承台单桩的承载力逐渐变大,待压实沉渣后,各组桩端阻力正常发挥,承载力恢复;虽然各组试验过程中的荷载传递特性有所不同,但最终的承载力相近。由此提出利用沉渣的复合桩基初步设计概念,利用沉渣的易压缩性使桩基充分向下刺入,保证桩和地基土的变形与承载潜力同步协调发挥,进一步提高承载力。

关于基础抗浮的若干问题探讨

深基础的出现,带出了诸多岩土工程新问题,基础抗浮就是其中亟待解决的问题之一。总体而言,基础抗浮涉及到地下建筑物所受浮力的计算、抗浮原则和具体措施以及基础底板的设计方法等一系列的问题,通过综述前人在抗浮方面的工作,指出现有抗浮理念上的误区和具体抗浮技术中的一些不足,同时提出抗浮不只是针对上部荷载较小的补偿基础,上部荷载大的深基础也同样存在抗浮问题,另外在抗浮原则上提出了以均布抗拔力平衡均布水浮力的观点,最后还给出了计算实例定量地验证上述观点的合理性。

考虑初始应力的坑侧土体真三轴试验研究

针对基坑开挖过程中坑侧土体的应力路径,采用真三轴仪进行考虑初始应力状态下侧向卸荷试验,并与常规三轴试验以及轴向加荷真三轴试验结果进行对比分析,结果表明:q-εs曲线类似于常规三轴剪切试验的(σ1-σ3)-ε1曲线,呈双曲线关系;由于中主应力的影响,土体的初始强度得到提高,真三轴加荷试验初始切线斜率总是大于常规三轴试验的初始斜率;在侧向卸荷的条件下,土体可以在相对小的应变下发生破坏,加荷路径下破坏,土体应力强度要大于卸荷路径。

土体侧限压缩模量简易计算方法及其应用

地基土的模型已不下数百个,但真正能反映土体真面目的几乎没有,其原因是土体本身太复杂。要想全面地考虑土体本构关系,其模型参数将会多得难以在实践中应用。因此,从实用角度出发,应建立简单的(包括形式和参数的可得到性)、能够反映研究问题主要矛盾的模型。结合建筑工程关心的沉降问题,根据e-p曲线和e-lgp曲线的关系,建立了与土体竖向应力有关的土体侧限压缩模量的计算方法,并假定泊松比根据不同的土类,确定为不同的常量,从而,可以较为简单地计算土体的沉降及其应力,工程实例计算结果表明:该方法具有合理性。

考虑变形的朗肯土压力模型

对现场实时分析中的土压力模型，将其应用于朗肯土压力理论，提出了考虑变形的朗肯土压力模型，并进行了离心模型试验的验证，其结果表明，该模型是合理的。

地下空间开发中的岩土工程关键技术

城市建设为地下空间开发提供了广阔的前景和强大动力,同时也给岩土工程学科提出了严峻的挑战.地下空间开发不可避免地涉及基坑开挖支护、桩土相互作用、深基础抗浮以及埋深基础的变形等诸多岩土工程关键技术问题.抓住上述问题与传统问题的不同点,在指出问题特殊性的同时,对每个问题的主要影响因素进行分析.在基坑开挖支护方面提出了能够考虑位移变化的土压力计算方法,在桩土相互作用方面提出广义复合桩基理论,实现桩、土承载分担比的明确化,在深基础抗浮方面通过试验证明实际的水浮力比理论值小,并提出考虑基础底板受力的抗浮设计方法.在埋深基础的变形方面指出开挖卸荷引起的应力计算方法的特殊性,并提出考虑回弹和固结的基础沉降计算方法.通过上述具体研究得到了一些有益的结论,为当前风靡的地下空间开发提供技术指导和安全保障.

沉降-时间曲线形态的证明及其应用

从土体本构关系出发,证明了在线性加载或近似线性加载情况下(这和公路实际加载相类似),沉降一时间曲线呈S形,并由此建立了新的沉降一时间预测模型,工程应用证明了该模型的合理性。

三维横观各向同性土体开挖问题有限层求解

本文首先探讨了有限层法求解开挖问题的难点:开挖等效荷载的有限层表达和开挖后刚度矩阵的有限层计算,并在此基础上建立了三维横观各向同性土体开挖问题的有限层求解格式,并编制了相应的计算程序。计算结果同实测值一致性证实了方法的正确性和有效性。