基于滑移线法的黏土海床中浅基础固结承载力分析

为评估海底浅基础服役过程的承载力时变规律,推导了预载作用下黏土海床完全固结后的不排水抗剪强度分布,利用滑移线法给出了应力特征线方程并求解出浅基础固结承载力,研究了预载比、土体不均匀性、有效内摩擦角和基础尺寸对浅基础固结承载力的影响.结果表明:浅基础固结承载力的相对增长幅度和预载比近似呈线性关系,由土体不均匀因子和有效内摩擦角共同决定,不受基础尺寸的影响.通过与水土耦合有限元分析结果进行比较,对所提方法的准确性进行了严格的验证,表明了该方法的有效性.最后,根据有限元结果分析了滑移线解的误差来源,发现孔压计算差异是导致固结承载力预测结果产生误差的主要原因.该滑移线解可快速准确地预估浅基础固结承载力的增长规律,为海底浅基础的优化设计提供重要参考.

地基承载力特征值确定土变形模量的探讨

目前我国地基沉降计算主要采用土压缩模量来计算,再用经验系数对计算结果进行修正。这种方法对于一些结构性较强的硬土地基误差较大,主要原因是取样扰动影响。为此,探讨了变形模量与地基承载力特征值的理论联系,在笔者提出的确定变形模量经验方法基础上,总结出依据地基承载力特征值确定变形模量的方法,该方法具有理论依据,可便捷地通过岩土工程勘察报告中常提供的地基承载力特征值确定土的变形模量,能够更为准确计算地基沉降值。采用不同方法(压板试验法、压缩模量推求法、标贯击数法、承载力经验法、依据地基承载力特征值确定变形模量法)计算了若干试验案例,通过对不同方法结果的对比,初步验证了依据地基承载力特征值确定变形模量法是可行的。

铁路桥梁根式挖井基础桥墩的水平承载特性研究

根式基础作为一种新型变截面结构形式,已被证明对于提高沉井基础与桩基础的竖向及横向承载力有明显影响,但其对挖井基础抗震性能的改善作用尚不明确。为明确根键对挖井基础桥墩承载力特征的影响,对一铁路根式挖井基础桥墩进行拟静力试验,研究其滞回曲线与骨架曲线特性,通过建立符合试验的有限元模型,讨论不同根键参数对挖井基础桥墩耗能能力及承载力的影响。结果表明根键的存在充分带动了周围土体的参与度,可大大提高挖井基础桥墩的承载力,且随着墩顶位移荷载的增加承载力呈非线性增加。试验及数值模拟均表明:根式挖井基础的破坏主要是由基础周围的土体失效引起的,基础自身并未发生损坏;增加根键的长度可以明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力;当根键之间的间距大于根键自身宽度时,增宽根键可明显提高根式挖井基础桥墩的承载能力与耗能能力,而当根键的间距小于自身宽度时,加宽根键对承载力的影响不明显;增加根键的数量能明显提高根式挖井基础桥墩的承载力;在基础底部布置根键的效果并不弱于在侧壁布置,且根键布置在侧壁时不宜靠近土体表面。研究成果可为根式挖井基础在我国铁路桥梁中的应用提供科学依据。

弱胶结砂岩地基承载力深度修正系数k2试验研究

为探究弱胶结砂岩深度修正合理性及修正系数取值,依托南京龙潭长江大桥北锚碇大型块体基础,对25 m埋深的弱胶结砂岩持力层分别开展基岩深层和浅层平板载荷试验,得到持力层深度修正前后的地基承载力特征值,研究深度修正规律,研究结论:修正浅层载荷试验地基承载力的修正系数k2t取3.3、修正规范法地基承载力的修正系数k2c取8.0,保守考虑时可不区分未修正的承载力特征值获得途径,k2统一取3.3;深度修正后地基承载力有较大提升,说明本工程中对弱胶结砂岩承载力进行深度修正是很有必要的;对比现有规范中土质地基k2的取值规律,弱胶结砂岩的k_(2t)和k_(2c)取值较为保守,该值可为类似地质条件下的工程提供参考。

多向荷载耦合作用下复合基础承载特性分析

针对水下石油生产系统复合基础在不同方向荷载耦合作用下的承载特性,分析复合加载模式下的破坏包络线。采用非线性有限元数值模拟方法,通过固定位移比法绘制竖向—倾覆、水平—扭转、竖向—水平—倾覆、竖向—水平—扭转荷载空间内的地基承载力破坏包络线,分析不同长径比和桩间距对不同方向荷载耦合作用下地基承载力包络线的影响,并分别将归一化处理后的竖向—倾覆、水平—扭转荷载包络线拟合为关于长径比和桩间距的包络线数学表达式。结果表明:随竖向荷载分量的增大,基础在二维荷载空间内包络线尺寸有所减小。结合实际工程应用,通过绘制地基承载力破坏包络线,对基础设计方案校核和评估,能很好指导工程实践与设计。

CFG桩复合地基设计与施工工艺

以CFG桩复合地基为研究对象,介绍了CFG桩的概念和基本原理,并结合具体工程,从土层参数、桩径、桩间距、面积置换率等方面进行了CFG桩复合地基设计,对CFG桩复合地基施工技术要点展开了研究,开展CFG桩复合地基的现场载荷试验,并对试验结果进行分析。

基于分层综合估算法的粉煤灰回填地基承载力研究

建筑物地基受到地下水等作用影响会出现沉降、变形,严重影响建筑结构安全,因此提出建筑物粉煤灰回填地基承载力特征值估算方法。使用分层综合法计算该地基地下水位对地基的压力,获得地基承载力值。通过计算确定地基荷载力系数,结合该系数与地基承载力值,考虑相关技术规范估算地基承载力特征值,并基于岩土围压效应进一步修正地基承载力特征值。经过试验分析发现,使用该估算方法能够计算出较为准确的地基承载力值,通过该数值能够估算出研究区域各个检测点的承载力特征值,且计算结果与仪器测量的实际结果较为接近。

大直径群桩基础承载特性现场试验及数值模拟分析

文中利用虚拟仿真方法对基桩、群桩的竖向及水平向的承载特性进行分析。结果表明,随着荷载的增加,桩顶水平位移不断增加,最大水平位移为34.6 mm;当加载量为800 kN时,荷载位移曲线开始出现弯曲趋势,该条件下的桩顶水平位移为10 mm;第一级荷载下的承台中心点竖向位移为5 mm,最大荷载下的承台中心点竖向位移为86 mm;第一级水平荷载下的承台中心点水平位移为3 mm,最大水平荷载下的承台中心点水平位移为38 mm;中心桩的桩顶竖向位移最大为86 mm,角桩的桩顶竖向位移最小为83.5 mm;中心桩的桩顶水平位移最大为38 mm,角桩的桩顶竖向位移最小为35.2 mm。

大直径群桩基础承载特性现场试验与数值模拟分析

文中结合某大跨径桥梁工程,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,对大直径群桩基础的承载特性进行了研究。研究表明,桩的直径从2.5 m增加至3.0 m时,桩基承载能力可提升9.58%,增加桩长同样能有效提高桩基的承载能力;群桩基础承载特性的相关系数均为0.95以上;随着群桩桩数的增加,群桩的极限承载力明显上升,群桩效应系数在不断下降,说明群桩效应越发明显,群桩的利用率越低。

单桩竖向抗压静载试验在预制管桩检测中的应用

单桩竖向抗压承载力特征值是指在工作状态下桩所允许承受的最大荷载,用于评估桩基承载力的可靠性和稳定性,是桩基设计考虑的关键参数。为探究单桩竖向抗压承载力特征值的结果取值,本文通过对5根预制管桩进行单桩竖向抗压静载试验,研究其桩顶总沉降和Q-s曲线,得到单桩竖向抗压承载力检测值,并以此判定特征值,结果表明有2根受检桩其单桩竖向抗压承载力特征值偏低,无法满足设计要求。

中外项目地基承载力特征值异同点探讨

本文介绍了地基承载力的基本概念,对影响地基承载力因素的敏感性进行了分析。总结了沿海地区规范承载力特点,结合本单位工程经验,总结了港工项目各类土层地基承载力的取值。对中英标准的承载力特征值异同点进行了对比分析,对境外项目中地基承载力的确定有一定指导意义。

倾斜荷载盐渍土地基承载力数值计算与试验研究

盐渍土是一种四相组成的特殊土。这种特殊性导致工程中确定的盐渍土地基承载力尤其在倾斜荷载作用下时,容易出现偏差。以柴达木盆地典型盐渍土地基承载力特征为研究对象,采用现场载荷试验和数值模拟计算的方法,研究了倾斜荷载作用下盐渍土地基承载力特征。结果表明:在倾斜荷载作用下,数值模拟计算确定的盐渍土地基承载力特征值和现场试验确定的特征值相差2.37%,数值模拟计算结果和现场试验结果基本一致。在建立数值模拟计算模型时,需要考虑盐渍土地基中存在结晶盐楔体被压碎、溶陷造成土层附加应力非线性分布特征。数值模拟计算结果可作为确定倾斜荷载作用下的盐渍土地基承载力的特征值的依据。

侏罗系中等风化泥岩地基承载力试验研究

成都地区侏罗系中等风化泥岩为典型的红层软岩,工程实践表明该类岩体地基承载力的规范建议值偏低,导致该区域内高层、超高层建筑基础选型偏于保守,使得工程成本投入大、目标工期长,如何最大程度的发挥侏罗系中等风化泥岩地基承载能力还没有值得借鉴的方法。以成都地区某超高层建筑地基基础工程为例,针对侏罗系中等风化泥岩地基分别开展了9组深井平硐岩基载荷试验、17孔岩基旁压试验,利用两类试验协同分析泥岩地基承载能力及适宜的承载力特征值取值,并建立了地基承载力特征值与超声波测井试验获得的岩体特征参数的相关方程。研究结果表明:侏罗系中等风化泥岩地区,岩基平板载荷试验、旁压试验所得的地基承载力特征值相近且均较《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026—2001)建议最大值大2.0~2.5倍;平板载荷试验的承压板直径、旁压试验的测试深度对中等风化泥岩地基承载力影响不显著;通过参数综合分析,进一步得出地基承载力特征值与岩体波速和岩体完整性指数分别呈幂函数、指数函数递增关系。研究成果对侏罗系中等风化泥岩地基承载力的取值具有重要的参考价值。

铁路岩溶地区多变量作用下的桩基承载特性分析

依托汉巴南铁路某桥梁桩基础工程,采用FLAC3D软件建立岩土-溶洞-桩基础三位一体的计算模型,分析岩溶地区桩基础在溶洞跨度、顶板厚度及溶洞形态多变量共同作用下的承载特性。结果表明:厚跨比不变时,顶板厚度的变化对桩基承载力的影响更为显著;长方体和圆柱体溶洞形态条件下的岩溶桩基安全厚跨比临界值选为1,而椭球体形态条件下的岩溶桩基安全厚跨比临界值选为2/3。通过顶板厚度对桩端承力影响曲线、顶板厚度对桩侧摩阻力影响曲线进行拟合,得到修正后的影响因子,进而对桩基经验公式进行修正,由修正后的经验公式所计算出的桩基极限承载力更贴合岩溶地区的实际情况。

大直径群桩基础承载特性现场试验及数值模拟

大直径群桩基础具有承载力高的特点,在软土区大型工程基础中具有广阔的应用前景。基于某桥梁群桩基础工程的单桩现场竖向静载试验数据,运用ABAQUS试算拟合土体参数,运用所得土体参数对基桩水平荷载作用下的承载特性进行计算和分析,并对承台-群桩基础在竖向和水平荷载下的承载特性进行了研究。研究表明:当最大竖向荷载作用于承台-群桩基础时,承台最大位移为84.83 mm,按照位移控制原则计算得到群桩效应上限值为83%,下限值约为62.8%;竖向荷载作用下群桩中各桩的沉降值存在差异,中心桩最大,其次是边桩,角桩沉降最小,且随着荷载的逐渐增大,角桩与边桩和中心桩位移差量呈现出先增大后减小的变化趋势;最大水平荷载作用于承台-群桩基础时,基础水平位移水平影响范围约为1.5倍承台边长,最大影响深度约为1.5倍承台边长。桩间土体在地表以下0.5倍承台边长范围内呈现出拉-剪应力状态。对群桩在水平和竖向荷载作用下承载特性的分析及其相关结论,可为相关工程设计借鉴。

地基承载力与物理力学指标参数取值及基础选型分析

文中围绕地基承载力内涵与拟建物在不同地质条件下的基础形式选择,结合工程实例,计算分析了拟建工程采用桩基础时的单柱竖向承载力标准值、桩基沉降量及在单柱最大荷载下承台底桩数,在采用片筏基础持力层深宽修正后,将地基承载力特征值与拟建工程上部荷载传递基底单位面积进行对比,并对地基沉降量进行计算分析,最后,对比了不同基础选型的成本,可供其他工程参考。

给排水管道垫层厚度设计方法分析

文中通过建立模型等效公式,对给排水管道的承载力进行分析,并通过合理性研究和换填垫层研究分析对垫层厚度的适用范围进行研究。结果表明,应力与土层深度的变化呈正相关,土层深度越大,应力越大;竖向应力随着深度的变化开始变弱,最终接近于0。由于给排水管的埋深一般较深,会使外部荷载与自重应力相互抵消;条形基础和矩形独立基础一致,垫层厚度与垫层底面附加应力以及承载力特征值成反比;对于给排水管道垫层可通过增加垫层厚度以保证土层的承载力符合要求。

单桩抗拔试验最大试验荷载取值分析

为研究抗拔试验最大试验荷载取值的合理性,归纳抗拔桩的设计原则,对比不同检测标准中抗拔桩的试验要求,通过理论分析,总结出抗拔试验最大试验荷载取值可能存在的问题。提出统一设计抗拔承载力特征值定义,建立具有明确理论意义的抗拔最大试验荷载取值等建议。

某沉井基础接高下沉前的复合地基承载力检测

沉井首次接高及下沉前对地基承载力有一定的要求,强度不足、土质不均容易在施工时造成结构应力集中、挠曲甚至开裂,为后序施工埋下工程隐患。某长江大桥北航道采用主跨1208m单跨吊悬索桥,北锚碇采用沉井基础。拟建场地浅部地基软弱,采用“砂桩+砾砂换填”复合地基临时加固以满足沉井首次接高期间地基强度、变形要求。沉井首次接高20m,施工过程中地基承载力检测分4阶段完成。采用平板载荷试验,以沉井自身重量为反力,做地基破坏试验,判定地基承载力极限值、确定地基承载力特征值。检测过程发现,承压板下3m厚的“砾砂换填”地基承载力远大于规范经验值,且具有结构性强度特点,干燥密实、强度高;饱水松散、强度低。对象的复杂性为检测工作带来不小挑战。结合本例对影响地基承载力因素分析,总结平板载荷试验要点,为以后类似工程积累经验。