修正Mohr-Coulomb准则下倾斜基岩中桩端极限承载力研究

为计算倾斜岩面浅嵌岩桩极限承载力,本文基于修正Mohr-Coulomb强度准则提出了倾斜岩面浅嵌岩桩桩端承载力计算方法。采用特征线法构建了桩端面以下塑性发展区,考虑岩面倾斜角几何关系,推导了倾斜岩面位移滑移场;进一步通过黎曼不变量控制方程,求解了倾斜岩面浅嵌岩桩基极限承载力公式。分析了倾斜岩面坡角、岩体完整性参数以及岩体内摩擦角等因素对桩端承载力的影响。结果表明:浅嵌岩桩基嵌入深度达到极限嵌入比时,桩基达到极限承载力;当嵌入比大于极限嵌入比时,桩端承载力系数不受倾斜坡角和嵌入比影响,此时可按平地桩基进行分析计算;极限嵌入比随倾斜坡角的增大呈幂函数增大,且在岩石完整性较差时,极限嵌入比随岩体内摩擦角的增大而显著增大;当嵌入比小于极限嵌入比时,桩端承载力系数随倾斜坡角的增大近似线性减小,需考虑岩面倾角对桩基承载力的影响。

强降雨条件下含倾斜基岩层的边坡稳定分析

在强降雨入渗条件下,倾斜基岩面显著改变边坡浅部土体内雨水的运移,导致潜在的滑裂面呈折线形发展。通过假定的双折线形滑面和运用不平衡推力法来求解此类边坡的稳定性,建立不同湿润锋深度下边坡的稳定分析模型。研究结果表明:强降雨入渗期间,浅层边坡潜在的滑裂面沿湿润锋和基岩面近似呈双折线形,且模拟结果与本文稳定分析模型计算结果具有较好的一致性。对于此类特殊边坡的强降雨安全预测具有较好的参考价值。

倾斜基岩上的土-框架相互作用研究

倾斜基岩上的框架是山地、丘陵地区多见的一种结构形式,但以往对其抗震性能研究很少。本文利用二次开发后的ANSYS对倾斜基岩上的框架的抗震性能进行了上下部相互作用分析。在研究中发现,考虑土-结相互作用后,结构的高阶振型在地震反应中的参与程度提高;可能在结构的地震反应傅里叶谱中形成双峰;并使地震反应沿结构高度的分布不再沿直线变化,而呈锯齿状分布。由于倾斜基岩将降低土层对地震波的放大作用,但基本不改变地基的卓越频率,因此倾斜基岩将会抑制上部结构的地震反应;而倾斜基岩上结构的地震反应分布将比相应平坦基岩上结构的地震反应分布更接近直线形分布,但变化形状基本相同。

倾斜基岩上嵌岩桩稳定性近似计算方法的研究

根据大直径嵌岩桩的荷载传递特点,对影响嵌岩桩稳定性的情况进行了分析,认为倾斜基岩上嵌岩桩稳定性与嵌岩深度、嵌岩直径及其围岩的力学性质有关,并提出一个简化的计算方法,在实际工程中应用,取得较好的经济效益。

倾斜基岩上的嵌岩桩身稳定分析

文章结合具体工程实例,根据倾斜基岩上的桩身荷载传递原理分析了影响桩身稳定性的因素,并对工程实例中的桩进行抗冲切及抗剪切、抗弯验算,为倾斜基岩上嵌岩桩的设计提供了参考依据。

倾斜基岩在动载作用下群桩桩顶的最大弯矩分布

倾斜基岩上的框架是山地、丘陵地区多见的一种结构形式,但以往对其抗震性能研究很少。本文针对一柱一桩,桩间设置地梁的基础形式,引入了多次透射边界以模拟场地的无限性,利用二次开发后的ANSYS对倾斜基岩上的框架在El-Centro波、Taft波作用下群桩桩顶的荷载分布进行了上下部共同作用分析,以定性的判断地震作用下不同位置桩的受力情况。为了探讨桩端不同约束方式对桩顶最大弯矩的影响,每个算例都分别计算了桩端铰接和桩端固接两种情况。对于倾斜基岩,在A类、B类土层情况下,各桩的最大弯矩分布形状仍呈∪形分布,但长桩所受最大弯矩大于短桩所受最大弯矩。在C类土层情况下,各桩最大弯矩呈∽形分布;当基岩斜率为9∶24时,对于桩端固接的情况,长桩的桩顶最大弯矩大于短桩的桩顶弯矩;对于桩端铰接的情况,则长桩的桩顶最大弯矩小于短桩的桩顶最大弯矩,随着基岩斜率减小,长短桩之间的最大桩顶弯矩差异减小。

交通荷载下考虑倾斜基岩影响的单桩桩周土振动特性数值模拟

针对山区倾斜基岩条件下的轨道交通振动问题,开展单桩桩周土振动响应规律数值模拟研究,分析土体阻尼比、土体弹性模量、埋深、桩径以及振动频率对地表振动的影响。研究结果表明:地表振动速度峰值随着距桩体距离增加而逐渐降低,并且受倾斜基岩的影响,沿地表不同方向振动响应有较大差异;随着土体阻尼比和弹性模量增大,地表振动速度峰值近似呈线性减小,在桩周附近,土体的辐射阻尼作用更明显,阻尼比和弹性模量对振动沿地表方向和深度方向的量纲一速度峰值(Nl,Nr和Nh)基本没有影响;地表振动速度峰值随埋深、桩径增加而减小,在距离桩体一定范围内,埋深和桩径变化对地表振动速度峰值的影响较明显,在距桩体较远处则影响较小;随着埋深和桩径增加,各深度处的土体振动速度峰值降低,达到一定深度后,埋深和桩径的影响较小,埋深越大,振动沿深度衰减越慢,而桩径对振动沿深度方向的量纲一速度峰值(Nh)影响不显著。

倾斜基岩条件下轨道交通振动衰减规律研究

通过模型槽试验和有限元相结合的方法,研究了在倾斜基岩条件下高架轨道交通引起地表振动的衰减规律,分析倾斜角度、荷载频率、桩长对地面环境振动的影响。结果表明:倾斜基岩条件下,地表振动衰减快慢呈现出方向差异化,一般沿基岩倾斜正下方衰减最慢,沿正上方衰减最快,并从正下方到正上方衰减逐渐变快。基岩层倾角越大,地面振动响应越小,基岩倾角变化对地面振动响应的方向差异化影响较为显著。随着荷载频率的增加,地表响应速度先线性增加,然后增速变缓;当频率为13Hz时,与桩等距离各方向振动响应差异最大。地表速度响应随桩长增加呈线性减小,且距桩越近减小越快;桩长变化对与桩等距离各方向振动响应差异影响并不明显。

倾斜基岩对地基上柔性条形基础沉降的影响

研究目的:研究倾斜基岩上柔性条形基础总沉降和不均匀沉降的计算方法,减少地基不均匀沉降。研究结论:(1)沿着地基表面,基岩倾斜对地基总沉降的影响随之变化,对地基中心处的影响最小;当基岩倾角小于45°时,不均匀沉降受倾斜基岩的影响非常显著;(2)在倾斜基岩影响下的沉降影响系数和不均匀沉降影响系数的建议值,可用于路堤等柔性浅条形基础的沉降计算,也可供下部存在基岩的竖向条形荷载下可压缩土体的沉降计算;(3)由于倾斜基岩的普遍存在,为了避免因忽视倾斜基岩引起的地基不均匀沉降,而造成柔性基础设计上的失误,应加强这方面的研究。

陡倾斜基岩面条件下的基坑工程

通过基坑工程实例,介绍了一侧出露基岩(火山凝灰岩)而另一侧为深厚软土层(淤泥)、基岩面陡倾斜及主动土压力相差悬殊条件下的基坑支护设计和施工要求,为今后类似工程提供经验。

劈裂注浆改良倾斜基岩上第四系沉积地层注浆效果研究

本文对倾斜基岩上第四系沉积地层注浆前后的加固效果进行研究。此地层表覆第四系松散沉积层,下伏倾斜第三系砂泥岩、玄武岩及燕山期花岗岩,岩层接触关系复杂,黏性土具有弱~中等膨胀性,含水量较大,隧道走行于土石界面中,地质条件复杂,围岩稳定性差,开挖出现临空面后易产生失稳蠕滑,甚至产生大变形及塌方。通过现场观察、取芯检查、开挖效果检验及现场实际数据综合分析表明,劈裂注浆使地层的力学结构特性发生改变,降低围岩的含水量,孔隙比较小、透水性降低、压缩性降低、承载能力提高,物理力学指标有很大改善,有效解决了围岩坍塌,减小变形速率,实现围岩改良,有效保证施工安全和运营安全,对该类地层地下工程的修建具有参考意义。

某小区住宅楼倾斜及其地基加固治理案例分析

某小区住宅楼工程位于某市一土质边坡,坡脚分布有国家Ⅱ级铁路,工程竣工投入使用后,上部结构出现倾斜和墙体开裂等现象。建筑变形监测资料表明:倾斜率达0.51%,接近国家危房鉴定标准,并危及坡脚铁路运营安全。为查明建筑质量事故原因,对建筑场地边坡稳定性、地基承载力和基础沉降变形等相关因素进行了计算分析。结果表明:倾斜基岩面上地基软弱下卧层的厚度差异和建筑荷载布置偏心是导致建筑物倾斜的主要原因。然后,采用掏土迫降法对建筑物纠倾,采用锚杆静压桩对地基基础进行托换加固,治理效果良好,最后对工程进行了经验总结。

复杂地基对西龙池面板堆石坝三维应力及变形的影响研究

西龙池抽水蓄能电站的下水库大坝为沥青混凝土面板堆石坝 ,坝址碎石料覆盖层较深 ,且河床基岩面向下游倾斜 ,大坝设计中如何合理利用坝基覆盖层碎石料并减少坝基开挖量是十分重要的问题。本文采用清华非线性解耦K G模型 ,进行大坝三维非线性有限元分析 ,研究了蓄水期坝体变形特点及下游边坡及坝趾区坝基的稳定问题 。

静压预应力管桩在特殊地质中的应用实例分析

通过几个地质条件较特殊的工程实例,分析静压预应力管桩在实际应用中遇到的一些问题,并提出上述地质条件下管桩的设计与施工要点。

岩溶地区某33层住宅楼桩端基岩厚度不足问题分析及处理

结合某33层住宅桩端基岩厚度小于3d和5m这一问题,详细分析了其产生原因及处理方法。其原因为:基岩面倾斜、超前钻或桩基的倾斜导致超前钻见岩标高与桩基全断面见岩标高相差较大,且未重新进行补钻;或桩端3d和5m以内有溶洞,但超前钻擦溶洞边而过从而未能发现溶洞。其处理方法是:利用桩基承载力计算没有计入侧阻力、大多数桩承载力未用足等有利因素,结合不同位置的溶洞对桩承载力影响程度的不同进行综合分析,从而减少处理数量;当必须处理时,可采用'高压注浆置换溶洞充填物'的方法处理,也可采用'新增桩基+托换梁'的方法处理。