考虑侧向刚柔边界约束的黄土填方路基沉降计算方法

提出一种新的考虑刚柔边界约束和侧向变形的黄土填方路基沉降计算方法。基于自主研发的三向加载设备和室内压缩试验,分析不同竖向加载方式和不同侧向约束对土体竖向及侧向变形的影响,提出考虑土体压实度和围压的边界影响系数,建立压实黄土侧向应变模型,给出考虑刚柔边界条件和侧向变形的黄土路基沉降计算方法。研究结果表明:边界影响系数与路基压实度和围压都呈正相关,且刚柔约束边界对黄土压缩性指标的影响程度最高能达到40%。提出的竖向和三向边界影响系数综合考虑了路基压实度、侧向围压以及边界条件的影响。利用工程实例验证了新模型计算方法的准确性和实用性,提高了传统分层总和法的精度。

基于割线模量的散体材料桩复合地基沉降计算

基于土体侧限条件下的应力-应变关系曲线均为双曲线的现象,且应用割线模量计算土体的竖向应变更有助于实现程序计算,首先利用土体割线模量与压缩指数和压缩模量的关系,得到桩周土体割线模量的确定方法.在此基础上,基于等应变假设条件得到考虑土体非线性压缩的桩土应力比,并提出改进的应力修正法和复合模量法,以实现散体材料桩复合地基非线性沉降计算.最后结合模型试验和实际工程算例,对2个改进的沉降计算方法开展验证分析.研究结果表明:室内模型试验中,改进的应力修正法和复合模量法的沉降计算值与试验值误差均小于1.00 mm,表明改进的沉降计算方法具有一定的可靠性;实际工程算例中,改进的复合模量法计算值与实测值间误差为8.70%,远小于JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》中规定的复合模量法误差(55.06%),改进的应力修正法计算值与实测值误差为8.73%,远小于JGJ 79—2012中规定的应力修正法误差(55.11%).对比分析表明,改进的沉降计算方法优于JGJ 79—2012中的复合模量法和应力修正法,且改进方法计算值更接近实测值,说明改进方法具有更好的可靠性和适用性.

复杂参数条件下基于空间应力解的重塑黄土沉降计算方法

基于J.Boussinesq推出的弹性半空间在荷载作用下内部任意一点的应力分量解析式,得到任意一点土体的空间应力状态,并将其引入沉降计算模型,从而提出将围压参数引入重塑黄土沉降计算的方法。通过应力式加载三轴试验分析了重塑黄土基于偏应力、含水率、围压在内的3个参数对应变发展的影响,得到了重塑黄土在不同参数下的应变规律,提出了重塑黄土应变受多个参数影响的沉降计算公式,并通过工程实例验证了公式的可靠性。结果表明:偏应力、含水率、围压均对重塑黄土的应变有显著影响,其中偏应力、含水率均与重塑黄土的压缩变形正相关,而围压与重塑黄土的压缩变形负相关,且3个参数拟合的重塑黄土应变经验公式效果良好。通过实际工程案例验证,沉降计算结果和实际沉降监测结果基本一致,表明提出的计算方法可以更为合理且便利地应用于重塑黄土工程场地的沉降计算及分析。

深中通道沉管隧道深层水泥搅拌桩复合地基沉降计算分析

基于深中通道沉管隧道深层水泥搅拌(DCM)桩复合地基现场试验结果,考虑厚垫层和高置换率DCM桩对复合地基荷载传递机理及沉降特性的影响,将碎石垫层、DCM桩复合地基和桩端下卧层作为协同作用的系统,考虑系统各部分在接触面上的应力与变形协调,通过分析典型单元体,推导海底DCM桩复合地基桩土应力比和沉降的理论计算公式.将理论计算得到的DCM桩复合地基荷载-位移曲线和桩土应力比变化曲线与现场静载试验实测曲线进行对比,相对误差均不超过±10%,验证了所提理论计算公式的合理性.分析置换率和垫层柔度系数对海底DCM桩复合地基的荷载传递机理及沉降特性的影响规律,结果表明:复合地基沉降随垫层柔度系数的增大而增大,随置换率的增大而减小;复合地基桩土应力比随置换率的增大而增大,随垫层柔度系数的增大而减小;置换率对复合地基沉降和桩土应力比的影响较垫层柔度系数更大.

考虑不同基础埋深的沉降计算统一公式

通过对不同作用深度、不同长宽比矩形面积均布荷载角点下应力系数Mindlin解与Boussinesq解的分析比较,建立了二者之间的统计关系,利用"归一化函数",引入"沉降计算深度修正系数",并通过对北京地区数十个工程沉降实测值进行反分析得到"沉降计算经验系数",提出了对不同埋深的天然地基与桩基都适用的"统一沉降计算公式"。

地表沉降计算面积比的取值范围与影响因素研究

基坑开挖将不可避免引起周边地表沉降,对周边环境的基础设施和既有建筑造成影响,真实、准确的监测数据是评估基坑开挖影响程度的重要依据。受监测成本、实施难度等因素的制约,除直接监测地表沉降外,亦可通过地层损失法根据支护结构侧向变形计算周边地表沉降,围护结构侧移的面积与地表沉降面积之比是影响该计算方法准确性的重要参数。因此,首先进行了文献调研,结合国内外学者的研究确定面积比取值范围在0.8~2之间;然后分析了插入比、地质条件、桩体侧移最大值对面积比的影响;最终给出了面积比的建议取值方式。分析总结可为后续地层损失法数学模型的构建提供理论与数据支撑。

浅层就地固化桩土刚性复合地基沉降计算新方法

针对就地固化桩土刚性复合地基沉降计算研究的不足及现行规范此类工况沉降计算方法的局限性,首先剖析了就地固化桩土刚性复合地基沉降机理,分析了土拱效应下的桩端应力分担比例和等沉面以上负摩阻区的附加应力对沉降的影响,提出了就地固化桩土刚性复合地基沉降计算的新方法,并通过数值模拟和工程实例进行了验证。验证结果表明,就地浅层固化土技术,可强化土拱效应、增强桩基传递效应,能有效减小复合地基的整体沉降,新沉降计算方法准确可靠。

不同的沉降计算方法在长江盾构穿越海塘中的应用

本文以轨道交通工程崇明线长江盾构穿越海塘为例,将经验公式与有限元分析两种不同的计算方法应用于海塘沉降预测中,经验公式有清晰的计算原理,计算方便、结果容易收敛;有限元计算结果能够提供应力场、位移场,可以方便应用于预测沉降趋势、总结规律。两者结合能够为穿堤工程的沉降预测提供数据支撑,也为后续类似工程问题的管理提供了很好的方向。

粘土复合地基中桩初始剪应力特性分析与沉降计算方法

为了更加准确计算复合地基中桩的沉降,对其计算方法展开了研究讨论。回顾了桩的沉降和地基不均匀沉降研究进展,然后根据已有文献讨论了三折线桩侧初始剪应力,复合地基的特性以及桩在复合地基中的沉降计算过程,最后对复合地基中考虑桩侧初始剪应力的桩基不均沉降计算方法的特点进行了分析讨论并提出办法。结果表明,复合地基中各项计算指标与土体厚度没有明显关系。提出减小桩基沉降计算方法中位移假定误差的方法,分析说明三折线模型中初始位移计算误差的影响,桩段划分数量的影响和三折线模型中位移随时间变化图。

桩基沉降计算方法探讨及设计处理

根据规范对建筑桩基沉降的规定,应进行桩基沉降计算。对于外框-内筒结构体系,桩基沉降差往往偏大,甚至超限。以某框架-核心筒的塔楼为例,通过对多种桩基形式(单桩、两桩、三桩、多桩承台和桩筏基础)的沉降或沉降差计算方法的探究及设计处理,使外框-内筒结构桩基沉降满足设计要求。

地铁路基刚性桩处理沉降计算方法探讨

地基处理采用刚性桩桩网复合地基往往是应用于深厚软土层中,且对沉降有较为严格的控制要求。地铁路基对沉降要求较为严苛,尤其是在路基面上铺设轨道时,工后沉降根据轨道铺设类型的不同细分为:有咋轨道线路不应大于200 mm,过渡段不应大于100 mm,沉降速率不应大于50 mm/a,无咋轨道线路不应大于20 mm,差异沉降不应大于10 mm。严苛的沉降要求使得设计者应对刚性桩的作用原理十分熟悉,设计观念中不应仅采用传统的柔性桩设计思路,桩长穿透软弱土层,进入持力层即可,应选择合适的计算理论去应对精密的工后沉降要求。通过分析多种沉降计算方法,并结合实际工程案例,选取较适用的刚性桩沉降计算理论。

公路路基沉降计算及病害控制措施探究——以S高速公路项目为例

某高速公路在运营过程中出现路面开裂、路基沉降、路基整体滑移等病害,严重影响交通安全。为了对路基病害进行防治,研究过程先是通过分层总和法计算了路基在自然状态、车辆载荷作用、地下水位下降这3种情况下的沉降量,再根据病害勘察结果,提出针对性的技术措施,主要包括设置反压护道、路基注浆、监控地下水位、设置疏水隔气层。通过研究发现:该道路在自然状态下的路基最大沉降量为25.5 cm,载荷作用下可达30.6 cm,地下水位下降可进一步增大沉降量;路基沉降病害治理应根据不同的成因制定系统的防治措施。

关于真空预压沉降计算的研究

真空预压的沉降计算参数(压缩系数)是通过压缩试验得到的,但地基土在真空预压荷载作用下的受力状态与压缩试验中土样的受力状态是不同的,用压缩试验得到的压缩系数进行真空预压处理的沉降计算是不合理的。为了探讨这个问题,进行线弹性条件下的理论分析、模拟真空预压应力路径的全自动应力控制三轴(GDS)压缩试验、真空预压的现场监测等工作,初步讨论了弹性条件竖向荷载相同时等向与单向压缩量的比、模拟真空预压应力路径的压缩系数与单向压缩时的压缩系数的试验关系,真空预压现场监测和单向压缩量计算结果对比表明了上述分析的合理性。

基于荷载传递理论的刚性桩复合地基沉降计算

研究目的:软土地区高速铁路路基地基处理一般采用刚性桩复合地基结构,但目前考虑桩土协同工作的刚性桩复合地基沉降计算方法仍存在不足。本文通过荷载传递理论描述桩与桩间土之间荷载转移规律,由最小二乘法拟合桩间土表面荷载引起的加固区附加应力抛物分布方程,尝试建立刚性桩加固区沉降计算模型,为刚性桩复合地基沉降变形验算及桩体平面设计提供理论依据。研究结论:(1)刚性桩加固区桩与桩间土之间存在荷载相互转移现象,桩侧同时分布正负摩阻力;(2)桩间土表面荷载引起的加固区附加应力为非线性分布,可采用五点最小二乘法拟合其抛物分布方程;(3)沉降模型关于京沪高铁试验段刚性桩复合地基沉降计算结果与实测值接近,计算偏差约15%;(4)Randolph理论关于桩侧和桩端刚度系数取值方法使桩土沉降差计算结果偏大,刚度系数取值的合理性需进一步研究总结。

群桩沉降计算的荷载传递法

群桩基础的沉降计算是桩基工程设计不可忽视的关键问题之一。通过对群桩基础沉降性状的分析,以荷载传递法为基础,导得了各基桩桩侧摩阻力在桩周土中产生的位移场,进而在考虑各桩的存在引起位移的折减后将其迭加,导得了计入桩与桩之间相互作用的桩侧单位厚度土的等效刚度系数;并通过对Boussinesq解进行桩的入土深度修正,从而导得桩端土的等效刚度系数,并在此基础上建立一种基于荷载传递法的群桩沉降计算方法。通过与已有模型桩基试验比较,理论计算与实测沉降吻合较好。

一种大直径扩底桩的沉降计算实用方法

根据大直径扩底桩桩端应力的分布特征,利用Mindlin基本解推导了扩底桩桩端沉降计算公式,并给出了沉降影响系数。公式中桩端持力层土体的变形模量用深层平板静力载荷试验测定,但深层载荷试验有时难以实现。为此根据收集的扩底桩工程实测沉降和原型扩底桩静载试验结果,建立了工程中常用的压缩模量与变形模量间的关系,并给出了两者的换算关系。大量的工程实测表明,得出的扩底桩沉降计算公式是实用的。

高速铁路刚性桩网复合地基沉降计算方法与实测数据对比分析

为研究适合高速铁路荷载作用下刚性桩桩网复合地基沉降计算方法,采用Mindlin-Boussinesq联合求解桩间土的附加应力,根据e-lgp曲线法计算地基沉降的方法对高速铁路刚性桩桩网复合地基进行沉降计算,并与现有复合地基计算方法及现场实测数据进行对比分析。计算结果与研究分析表明:现有规范采用方法对高速铁路路基荷载作用下刚性桩网复合地基,及超固结或结构性较强的地基土体沉降计算有所局限;Mindlin-Bouss-inesq联合求解刚性桩复合地基中桩间土的附加应力沿深度的分布规律符合实际工程分布情况;Mindlin-Bouss-inesq联合求解附加应力并根据e-lgp曲线法计算地基沉降方法的计算沉降值与实测值较接近,并能考虑刚性桩复合地基设置参数情况及地基土应力历史等影响因素。

开挖条件下坑底工程桩工作性状及沉降计算分析

基坑开挖对坑内工程桩的影响不可忽视。基于工程试桩实测资料验证的有限元参数,对地面加套管试桩及基坑开挖条件下不同长度单桩进行有限元计算,研究了深厚软土地区在以常规试桩法得到的单桩极限承载力设计的桩基础的承载及变形性状。计算结果表明,基坑开挖条件下坑底工程桩侧阻和端阻异步发挥的现象明显。设计工作荷载下,长度超过40 m的桩的端阻比几乎为0。同时,桩身侧阻呈"R"形分布,长度大于80 m的单桩桩身下部甚至还存在一定的拉力,桩身下部存在较大范围的负摩阻区。考虑开挖条件下侧阻分布特点的沉降计算值要较Geddes假设分布模式下的沉降值更接近于实测结果。

刚性桩复合地基沉降计算方法

基于原状土切线模量法,对刚性桩复合地基的沉降计算提出一种新的沉降计算方法。该方法用切线模量法分别计算基础下土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线。依据共同作用时桩和桩间土的沉降相等的条件,对土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线进行复合得到刚性桩复合地基的荷载–沉降过程曲线,则刚性桩复合地基的沉降可以根据其荷载–沉降曲线得到。对于有复合地基的载荷试验的情况,提出直接利用其试验曲线建立复合地基的双曲线切线模量方程,利用该方程计算实际基础的沉降。通过工程实例表明,新的沉降计算方法具有较好的精度。