高层建筑上部结构施工对邻近软土隧道影响的数值分析

已有研究表明,高层建筑从下部至上部的结构施工阶段,以及竣工后运营阶段,都会对邻近的地铁隧道产生影响。然而,目前国内关于高层建筑对邻近隧道影响的研究主要关注下部结构施工阶段,对上部结构施工阶段的研究成果较少。因此,本文针对城市化进程中高层建筑施工对邻近软土隧道影响的问题展开研究,以上海市某高层商办楼项目为案例,采用Plaxis 3D软件建立三维有限元数值模型,通过现场监测数据验证模型准确性后,分析了坑隧水平间距、坑隧垂直间距和基坑深度对隧道结构内力和变形的影响。研究发现,隧道的最大位移、轨道高差、上下行线差异沉降均会随着坑隧水平间距与隧道中心埋深的增加而减小,随基坑开挖深度的增加变化不明显,3个影响因素对隧道最大弯矩的影响均不明显;此外,3个影响因素对隧道沉降的影响程度相近,但坑隧水平间距为主要影响因素。

劲芯水泥土桩复合地基承载路堤失稳破坏模型试验

劲芯水泥土桩可有效提高软土地基承载力,减小地基沉降和提高边坡稳定性。目前对于劲芯水泥土桩的研究主要集中在其承受竖向荷载条件下的工程特性上,对于路堤荷载下桩体失稳破坏模式与计算方法的认识尚不全面。开展1g重力场模型试验,对比研究了路堤荷载下天然地基、水泥土桩复合地基、劲芯水泥土桩复合地基路基变形、桩土应力、桩体应变、桩体破坏形态及路堤失稳模式,并评价了现有刚性桩复合地基稳定性计算方法对于劲芯水泥土桩复合地基承载路堤稳定性分析的适用性。结果表明:相较于水泥土桩,劲芯水泥土桩能有效约束地基土变形,路面沉降约为水泥土桩复合地基的61%~71%,坡外隆起约为12%~46%,进而显著提高路堤的稳定性。在路堤荷载下,劲芯水泥土桩表现出渐进式失稳破坏特征,桩体可发生纯压破坏、压弯破坏和弯曲破坏,且与桩体刚度和相对于路堤位置有关,桩体断裂位置与滑动面位置并未重合。等效抗剪强度法对于劲芯水泥土桩承载路堤稳定性分析具有一定的适用性和应用价值。

静压法预应力管桩压桩力估算方法对比分析

为对比分析静压法预应力管桩的不同压桩力估算方法,文中以瑞苍高速公路(龙丽温至甬台温复线联络线工程)为例,选择4个典型压桩力经验公式,利用实测数据和计算结果进行对比分析。研究确定出最符合工程实际的估算公式,并结合规范规定的承载力计算公式,得到承载力与设计压桩力的经验关系,最终确定各标段不同设计桩长的设计压桩力。研究为同类工程设计施工提供了借鉴。

气泡轻质土空气耦合冲击回波响应特性研究

实际工程中,气泡轻质土施工质量检测主要以钻孔取芯为主,该检测方法存在检测效率低、无法全面检测等不足,且对填筑体具有破坏性。开展气泡轻质土空气耦合冲击回波试验,获得不同密度气泡轻质土泄露波峰值频率;通过气泡轻质土泄露波与弯曲元测试的试样固有频率对比分析,揭示了气泡轻质土空气耦合冲击回波响应特性。通过空气耦合冲击回波试验发现,密度为0.5,0.8,1.2,1.5g/cm3气泡轻质土实测峰值频率平均值分别为654.77,872.66,1114.00,1505.94Hz,计算峰值频率与实测峰值频率相对误差基本在6%以内,验证了利用空气耦合冲击回波法检测不同密度气泡轻质土可行。并且,利用直径为10~20mm钢球敲击不同密度无缺陷气泡轻质土时,均能激发对应深度和密度下冲击回波模态,得到与计算频率较接近的实测频率。

基于物联网技术的静压法预应力管桩施工全过程监控系统应用研究

静压法预应力管桩可有效提高地基承载力,是软土地基加固处理的常用方法之一,但目前施工质量管控主要依靠人工旁站,效率低、无法监测全覆盖,无法科学评估施工质量。基于物联网技术的静压法预应力管桩施工全过程实时监控系统能实时监测每根桩施工过程中的桩长、桩压力、垂直度和桩位,可做到施工数据的实时跟踪,并及时预警。该监控系统应用于软基处理工程,可全面监控管桩施工全过程,大幅提升管桩施工质量管理水平。

GS固化剂加固海底淤泥耐久性及微观机理

由于海洋环境和海底淤泥土性的特殊性,海底淤泥固化土的耐久性问题是工程中普遍关注的问题。本研究以中国香港某工程的海底淤泥为加固对象,开展了一种新型固化剂(称之为GS固化剂)加固海底淤泥的耐久性研究,并与水泥固化土进行对比分析。通过无侧限抗压试验,获得了两种固化土在干湿循环和硫酸盐浸泡条件下的强度衰减。结果表明,干湿循环条件下GS固化土的耐蚀系数约为水泥土的1.05~1.10倍。硫酸盐浸泡条件下水泥土发生崩解,GS固化土的耐蚀系数为18.6%~71.2%。提高固化剂掺量和增加标准养护时间,有助于提高固化土的耐久性。同时,通过背散射衍射(BES)试验和X射线衍射仪(XRD)对两种固化土的耐久性微观机理进行分析,发现相较于水泥土,GS固化土的水化程度高、孔隙率少、结构更稳定。

组合型复合地基固结分析

水泥搅拌桩和塑料排水板联合使用的组合型复合地基具有利用搅拌桩增强软土地基的强度,利用塑料排水板加快地基的固结进程的特点,因此对于处理深厚饱和软土地基具有很强的推广价值。由于其平面布置多为梅花形,整体上呈非对称性,其固结特性理论分析的难度较大。为了从理论上进行该组合型复合地基固结特性分析,本文首先针对其排水系统进行了合理的简化,根据固结分析模型建立了桩–板组合型复合地基的固结微分方程,并利用边界条件获得了该组合型复合地基固结分析的解析解;其次通过三维有限元计算结果和解析解的对比分析验证了该解析解的合理性和可行性;最后针对置换率、压缩模量和加固深度等影响因素的分析,探讨了该组合型复合地基的固结特性,为实际工程的应用提供理论指导。

水泥土添加剂的室内试验

通过分别对加有SN-Ⅱ高效减水剂、Al(OH)3和CaCl2早强剂以及不加添加剂的水泥土进行7、28、90 d龄期的微观结构分析试验,结合无侧限抗压强度试验,研究水泥土添加剂的作用机理。结果表明:添加剂SN-Ⅱ的宏观力学性质表现为水泥土28 d强度有明显提高,添加剂Al(OH)3和CaCl2的宏观力学性质表现为水泥土7、28、90 d强度均有明显提高。微观结构分析表明:添加剂SN-Ⅱ不参与水泥土的水化反应,对水泥土的影响主要体现在改变水化速度和水化产物空间结构上;添加剂Al(OH)3和CaCl2既参与水泥土水化反应,又可改变其水化速度和空间结构。

面板对路堤式加筋土挡墙力学特性的影响

加筋土挡墙作为一种新型的轻型支挡结构,广泛应用于公路、铁路、港口等工程中。随着加筋土挡墙技术的发展,面板的类型也越来越丰富。利用Plaxis有限元软件,对路堤式加筋土挡墙进行了二维有限元计算分析。针对墙背水平土压力、垂直土压力、挡墙侧向位移、筋材应变和挡墙稳定系数等计算结果的分析,探讨了3种类型面板(返包式面板、整体式面板和拼装式面板)对路堤式加筋土挡墙力学性能的影响。研究结果表明,垂直和水平土压力的数值计算结果均小于理论值;相比较与其他两种面板的加筋土挡墙,返包式面板加筋土挡墙筋材的应变最大;面板类型对于加筋土挡墙的整体稳定性几乎没有影响。研究成果为实际工程的应用提供了理论指导。

长板–短桩工法处理高速公路软土地基的数值分析

长板–短桩工法综合了排水固结法和水泥土搅拌桩法在加固软土地基工程中的优点,适用于处理高速公路深厚软土地基。以江苏省淮安–盐城高速公路盐城试验段为原型和依据,利用Plaxis软件,针对长板–短桩工法、排水固结法和水泥土搅拌桩法三种工况下的路堤和地基性状进行了二维有限元计算分析。从数值分析的角度研究了长板–短桩复合地基的加固机理和特性,进一步认识了总沉降、分层沉降、侧向位移、潜在滑动面及超孔隙水压力等指标的特征,得到了一些有益的结论。

加芯水泥土桩复合地基桩土应力比计算方法研究

桩土应力比是研究复合地基的一项重要参数,目前的研究对象主要为常规复合地基,如搅拌桩、碎石桩等,而针对加芯水泥土桩的计算方法研究鲜有报道。从土体、水泥土及复合桩体单元变形模式出发,综合考虑桩体负摩阻力、桩顶和桩端刺入持力层的情况,分析了桩周土体、水泥土桩及复合桩体的压缩变形,导出了刚性基础下加芯水泥土桩复合地基芯桩、水泥土桩与土体3者之间的应力比的计算公式。并分析了加芯水泥土桩芯桩直径、芯桩桩长及水泥土桩桩长对桩土应力比的影响,其主要影响表现在随着加芯水泥土桩芯桩直径和桩长及水泥土桩桩长的增加,桩土应力比np亦逐渐提高。工程实例表明,计算结果与实测值具有较好的一致性,说明该方法具有一定的工程实用性,可为工程实践提供指导。

高速公路沉降预测的新方法

采用人工神经网络较强的非线性映射能力和学习能力 ,提出基于人工神经网络的高速公路路基沉降预测新方法 .这一方法利用实测资料直接建模 ,避免了传统方法计算过程中各种人为因素的干扰 ,所建立的模型预测精度高、简便易行 。

利用孔压静力触探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力

分析了沉桩过程对桩周土的影响机理,介绍了利用孔穴扩张理论模拟得出的该过程中产生的瞬时超孔隙水压力的理论解。同时对孔压静力触探和沉桩进行了可比性分析,提出了用孔压静力触探试验来估算该超孔隙水压力的方法。最后通过工程实例把孔压静探试验得出的超孔压值、理论值以及现场实测值进行了对比,初步验证了利用孔压静探试验估算沉桩过程中产生的超孔隙水压力的可行性。

强夯法地基处理有效加固深度的分析研究

该文对强夯法地基处理有效加固深度的定义、影响因素、计算方法以及适用范围进行了讨论和分析,并结合工程实例验算了各种计算方法的精度。该项工作对强夯法地基处理的工程实践具有借鉴价值。

耦合结构面剪胀的嵌岩桩侧摩阻力分析

嵌岩桩桩–岩界面受力剪切机制通常包括滑动剪胀及剪切滑移两部分,滑动剪胀导致桩–岩界面法向应力显著增大。Serrano法计算嵌岩桩侧摩阻力没有考虑桩–岩界面剪胀效应的影响,从而使得其计算结果比现场实测值偏保守。基于常法向刚度(CNS)条件下结构面剪切力学特性,充分考虑岩性、桩径以及施工等因素对嵌岩桩受力特性的影响,在对既定粗糙度结构面剪胀产生的法向应力增量实现量化分析的基础上,通过耦合结构面剪胀对Serrano法进行修正。计算结果表明,修正的Serrano法计算所得嵌岩桩侧摩阻力明显高于Serrano法,也更接近于现场实测。修正的Serrano法完善嵌岩桩侧摩阻力的理论计算。

长板-短桩组合型复合地基固结特性试验

长板-短桩组合型复合地基是由长塑料排水板与短水泥土搅拌桩组成的新型复合地基,该工法不仅利用短桩提高浅部地基承载力,而且通过长塑料排水板加快深部饱和软土的排水固结过程.针对长板-短桩工法处理上海A15I级公路深厚软基的固结特性,开展了现场试验研究,通过试验段不同位置和深度的超孔隙水压力、沉降变形以及桩土压力等参数随时间变化的观测与分析总结发现:排水板的存在,可以有效提高深厚软粘土的固结速率;长板-短桩组合型复合地基通过排水固结快速地提高桩间土强度,发挥桩间土承载作用;长板-短桩工法利用施工期的预压完成了80%以上的固结沉降,从而实现减小工后沉降的目的.

真空联合堆载预压下混凝土芯砂石桩复合地基固结特性理论分析

真空联合堆载预压与混凝土芯砂石桩复合地基相结合是处理深厚软土地基的一种新方法。该方法既能利用预制混凝土芯桩提高地基承载力,又能利用砂石外壳缩短排水路径、传递真空负压,加快固结。根据真空联合堆载预压下混凝土芯砂石桩复合地基的固结特点,将堆载预压和真空预压的固结效应分开考虑,然后再进行叠加,推导出了真空联合堆载预压下混凝土芯砂石桩复合地基的平均固结度解析解,并利用三维数值模拟对平均固结度解析解进行了验证。通过对解析解的参数分析,探讨了置换率、涂抹区大小及渗透系数、混凝土芯砂石桩长径比和芯桩率对混凝土芯砂石桩复合地基固结特性的影响。结果表明,混凝土芯砂石桩复合地基的固结速率随着置换率和芯桩率的增大而增大,随涂抹区和砂石外壳直径之比、未扰动区和涂抹区渗透系数之比、长径比的增大而减小。

水泥土搅拌桩加固软基的试验研究

水泥土搅拌桩是就地将软土和水泥搅拌在一起的一种加固地基方法，近年来在许多工程领域得到广泛应用．文中介绍了水泥土的室内无侧限抗压强度试验结果，通过两个工程实例，实测水泥土搅拌桩复合地基的桩顶应力分布及桩身应力分布，分析搅拌桩的应力集中情形和受力特性．

无填料振冲法在液化粉细砂中的应用研究

结合某电厂工程大面积吹填土的地基处理实践,从振冲法处理地基的加固机理出发,根据振动荷载作用下孔隙水压力的增长方式,由理论公式推导孔压变化的解析式,并由此得到砂土地基达到临界液化状态所需条件。考虑到孔压解析式为单调波动函数,求解困难,故在计算过程中将其分解为单调函数及波动函数两部分,利用图解法求解,得到一定条件下砂土地基临界液化时间的精确值。根据文献中最优密度的概念,经分析认为临界液化时间即为砂土达到最优密度所需的时间,据此可对振冲法施工中的留振时间进行优化设计。对振冲法的预振效应进行了分析,认为预振效应的机理是经过振动处理后,砂土地基的微观结构得到了优化。最后结合工程实例,探讨了无填料振冲法处理液化粉细砂地基的适宜性及处理效果。

振冲法处理吹填土浅地基的分析

以江苏省某电厂的吹填土地基处理为例,利用现场试验对无填料振冲法加固饱和吹填土地基的效果进行了检验。通过对试验工程中场地的沉降和超孔隙水压力等监测数据分析,以及标准贯入试验、静力触探试验和载荷试验结果的探讨,研究了无填料振冲法应用于饱和吹填土地基处理时的加固机理。