饱和软土单桩沉桩超孔隙水压力分析

通过分析工程桩沉桩过程中的实测资料,探讨了单桩桩周土体中产生的超孔隙水压力大小、分布规律及影响范围,得到桩周土中超孔隙水压力的分布随距离呈对数型衰减,影响范围约为30倍桩径。对实测值、理论值进行了比较,分析结果表明:从实测拟合直线中求得的塑性区半径代入圆柱孔扩张理论得到的估算值与实测值吻合较好。

软土地基中单桩施工引起的超孔隙水压力

通过对桩基施工过程中实测资料的分析,探讨了沉桩时单桩周围土中产生的超孔隙水压力的大小、分布及影响范围,并与理论解进行了对比。还对桩-土界面处的超孔隙水压力进行了讨论。

饱和土体小孔扩张问题的弹塑性解析解

将土体在圆孔扩张过程中的应力分布分为三个区域,基于修正剑桥模型,推导了圆孔扩张过程中土体在三个区域的超孔隙水压力的解析表达式,对比分析了固结比对土体中应力分布的影响。分析推导可为沉桩、旁压试验、静力触探等岩土工程问题提供理论依据。

考虑软黏土结构性损伤的圆柱孔扩张弹塑性分析

针对天然沉积软黏土中施工扰动导致原位土结构性损伤和强度降低的特征,根据圆孔扩张过程中产生的塑性剪切应变以及实测的渗透系数与不排水强度随径向距离的变化规律,提出对数式的原位扰动度函数以描述塑性损伤区的屈服强度变化;基于结构性剑桥模型屈服准则,采用屈服应力比和灵敏度分别表征初始结构稳定性和结构强度可变性大小,并与扰动函数相结合,推导了考虑土结构性损伤的软黏土柱孔扩张弹塑性解,表达式中灵敏度值为1时退化为不考虑结构损伤的传统解。进而通过竖井和沉桩施工引起的超静孔隙水实测结果与理论计算值的对比,验证了本文理论解的有效性;并分析了土结构及其损伤对柱孔扩张效应的影响,结果表明:屈服应力比越大,塑性区半径越小,径向应力越大,超静孔压随径向距离先增大后减小;灵敏度越大,径向应力越小,超静孔压越大。分析推导结果对准确预测挤土效应与合理揭示孔压静力触探等原位试验测试机理具有实用价值。

饱和软土中沉桩引起的孔隙水压力估算

饱和软土中挤土桩的承载力随时间的增长与沉桩引起的超孔隙水压力大小及其消散有密切关系。分析了小孔扩张理论的不足，提出用土压力理论来估算沉桩引起的超孔隙水压力。分别讨论了单桩和群桩两种情况下超孔隙水压力的计算，并与实测资料进行了对比。

饱和土体柱形扩孔时大变形不排水统一解析解

将柱孔周围的土体分为弹性区和塑性区,在弹性区中采用小变形理论,在塑性区中采用大变形理论和统一强度准则。根据应力平衡方程、应力和应变连续的边界条件,推导出考虑土体大变形和不排水时柱形扩孔问题的塑性区半径、极限扩孔压力和超孔隙水压力的理论解答。理论计算结果与现场实测结果较为接近,说明该理论具有一定的参考价值。通过计算分析还可知:扩孔压力随着参数b的增大而非线性增大,而超孔隙水压力则正好相反。

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。

K_0固结饱和土柱孔扩张问题弹塑性分析

采用K0固结各向异性土体本构模型,将柱孔扩张后周围土体分为弹性区和塑性区,根据柱孔扩张理论和边界条件,推导出K0固结状态下饱和天然土体柱孔扩张问题弹塑性区的应力、塑性区半径以及超孔隙水压力的理论解答。同时,通过算例与修正剑桥模型解答进行对比分析,结果表明,土的不同初始固结状态对柱孔扩张后孔周围的应力和超孔隙水压力产生很大影响,采用考虑K0固结诱发各向异性土体本构模型所得到的应力和超孔隙水压力解答大于修正剑桥模型的解答,但塑性区影响半径却明显小于后者。

水泥搅拌桩施工引起的超孔隙水压力

水泥搅拌桩施工时,水泥浆的注入和叶片的搅拌作用不可避免地会扰动周围土体,改变桩周土体的应力状态,产生超静孔隙水压力。桩周土体经历从弹性状态到塑性状态的转变。考虑径向压力和环向剪切力共同作用,利用受剪的圆柱孔扩张理论,分析了水泥搅拌桩施工过程中土体弹性区和塑性区的应力场分布,并得到水泥搅拌桩施工扰动引起的超孔隙水压力的计算公式。讨论了注浆压力和环向剪切应力对超静孔隙水压力的影响,以及沿土层水平方向和深度方向超静孔隙水压力的分布,同时分析了水泥搅拌桩施工扰动的影响范围。提出的计算方法得到了现场实测数据的验证。

饱和土体中椭圆孔扩张弹塑性解

圆孔扩张理论作为一种相对成熟的理论工具已经广泛的运用于岩土工程中的各类问题,但是很多问题并非圆孔扩张而是椭圆孔扩张。基于保角变换的方法将原物理平面上的椭圆孔映射到像平面的单位圆上,将原物理平面上由于椭圆孔扩张所产生的速度边界条件转换到像平面上,利用复变函数的理论得到了一种新的位移控制的椭圆孔扩张弹塑性解。通过基于该法计算传统圆孔扩张并且与Gibson的传统的圆孔扩张的弹塑性解进行对比分析,验证了解的可靠性。续而,利用该方法计算竖向排水板(PVD)打入饱和土体中所产生的超静孔隙水压力,并与Indraratna的模型试验结果进行对比分析。研究结果表明,本文的解在退化到圆孔扩张问题后与传统的圆孔扩张弹塑性解完全一致;采用本文的解能够很好地模拟竖向排水板(PVD)打入饱和土体中所产生的超静孔隙水压力。

混凝土芯砂石桩的沉桩挤土效应及超孔隙水压力变化

简单介绍了新型软基处理技术———混凝土芯砂石桩.从挤土桩沉桩过程产生的挤土效应出发,运用圆孔扩张理论和固结理论,分析了混凝土芯砂石桩的挤土性状.算例表明,成桩后的混凝土芯砂石桩,其挤土效应产生的超孔隙水压力的消散,远快于常用的水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩).

软土中静压桩贯入引起的超静孔压力理论分析

根据静压桩在软粘土中贯入的特点,用柱孔扩张理论模拟其贯入过程,引入软化系数和对数应变描述沉桩过程中桩周土体塑性区的大变形和应变软化等特征,推导出柱孔扩张时弹性区和塑性区产生的超静孔隙水压力解析式,与Vesic解进行了比较表明,本文推导的理论解适用范围更广。基于该理论解,结合昆山市某场地地质资料,分析讨论了软化系数、孔径大小和剪切应力对超静孔隙水压力大小和分布范围的影响,同时与现场监测数据对比分析,理论计算和实测结果吻合较好,表明该解析解对预测软土中由静压桩的贯入引起的超静孔隙水压力的大小和分布具有一定实用价值。

基于孔压静力触探试验估算桩周土孔隙水压力

根据桩、锥在软黏土中贯入的特点,用小孔扩张理论模拟其贯入过程,推导出桩、锥贯入时产生的超静孔隙水压力解析式.基于该解析解,研究了贯入过程中桩和孔压静力触探探头在对应位置产生的孔隙水压力之间的理论关系.孔压静力触探试验成果、理论计算值与现场桩周孔隙水压力监测数据对比分析结果表明,利用孔压静力触探试验预估沉桩瞬时产生的孔压在理论上和工程实践中都是可行的.

圆柱形空腔固结解析解及应用

基于圆柱形空腔扩张理论的初始超静孔隙水压力分布,采用分离变量法,在考虑空腔壁处任意排水条件下,求解得到圆柱形空腔扩张引起的超静孔隙水压力消散的一般弹性解析解。讨论分析了剪应力和不同排水条件对超静孔隙水压力初始分布及其消散的影响;同时,与现场固结试验实测的孔压消散曲线进行了对比分析,理论计算与实测结果相符合,表明了该解析解对现场测定土体固结系数和分析打桩引起的孔压消散具有一定的实用价值。

球形空腔固结解析解及其在地基原位固结系数测试中的应用

地基固结系数是地基计算及设计中的关键参数,其准确求取有重要的工程实践意义。孔压静力触探技术(CPTU)和BAT系统是能快速准确测取地基原位固结系数的设备。基于球形空腔扩张理论和一维径向固结理论求解得到球形空腔固结解析解,并将其用于分析由透水元件位于探头锥尖部位的CPTU和BAT贯入所引起的超静孔隙水压力的消散,从而推求地基的原位固结系数。另外,通过实测数据对该解析解进行的验证表明,该解析解能准确的模拟由探头引起的超静孔隙水压力的消散,对土体原位固结系数的测定有一定的工程实用价值。

考虑土体结构性损伤的静压桩承载力及时效性研究

考虑静压桩沉桩施工引起的桩侧土体结构性损伤,对Tresca屈服准则进行修正,并利用球孔扩张理论,得到考虑深度效应的极限扩孔压力的理论解。根据静压桩桩侧土体超孔隙水压力消散规律,结合Henkel理论,建立了考虑桩侧土体结构性损伤和深度效应的超孔隙水压力消散公式,并进一步得到土体地基中静压桩承载力与时间关系的计算公式。将按本方法计算的理论值与其他方法的计算结果以及实测值进行对比,验证了本方法的可靠性。在此基础上,进一步研究结构损伤系数和复压间隔时间等因素对静压桩桩侧超孔隙水压力的影响。结果表明:复压间隔时间越短,离桩中心距离越近,静压桩桩侧土中超孔隙水压力的消散速度越快,静压桩承载力越高;当径向损伤系数β_1已知,相同埋深处超孔隙水压力随着深度损伤系数β_2的增大而降低,且桩侧土体深度越深,β_2取值大小对孔隙水压力的影响越明显,从而进一步说明同时考虑土体径向和深度方向结构性损伤的必要性。

高压喷射注浆法产生的超孔隙水压分析

介绍了高压喷射注浆法的作用机理 ,探讨了在施工过程中高压喷射注浆法引起的超孔隙水压。根据半无限土体中小孔扩张问题的解 ,分析了在超孔隙水压作用的瞬时 ,土体中的应力、变形等 ,并提出了经验公式。结合一具体工程事故的成功处理 ,验证了所建议超孔隙水压公式的可行性 ,同时提出了减少超孔隙水压的对策和方法。

打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响

假定土体为均质、各向同性的弹塑性介质,运用无限介质中圆柱形小孔和球形小孔扩张理论分别模拟饱和粘性土中打入桩的沉桩过程,求出沉桩过程中桩周土体的应力分布,分析沉桩引起桩周土体土性的变化及其对土体应力的影响。运用水力压裂理论推导出沉桩产生的超孔隙水压力在沉桩后瞬时沿桩身径向和竖向的分布。经与工程实测值作分析比较,发现理论预测值与实测数据吻合较好。

沉桩过程土体超静孔隙水压力变化规律研究

从空间圆孔扩张理论出发,提出了超静孔隙水压力随径向和深度方向变化的分布公式;并结合弹塑区连续理论,给出了沿深度线性增加,沿径向对数衰减的简化计算公式。同时考虑到沉桩速率对超静孔隙水压力的影响,结合圆孔扩张理论,推导获得沉桩时产生的孔隙水压力与沉桩速率之间的关系;并利用abaqus有限元对沉桩过程土体超静孔隙水压力变化进行数值分析,对工程中静压桩施工的控制,合理安排沉桩流程、沉桩速率,有一定的实际意义。

静压有孔管桩超孔隙水压力消散的影响因素分析

静压管桩因其质量可靠和施工过程中具有无噪声、无振动、应力小等诸多优点被广泛用于工程中。但静压管桩属于部分挤土桩,在沉桩过程中,桩周土体不仅会产生较大位移,而且会在短时间内形成较高的水压力。有孔管桩通过在桩身开孔能使土中自由水流入管腔,从而减小局部土体位移,加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值。本文利用圆孔扩张理论,通过理论公式和工程算例的对比分析,得出有孔管桩沉桩超孔隙水压力随径向距离的增大呈对数衰减,随沉桩速率的加快不断增大,随深度的加深呈递增趋势,随开孔孔径的加大逐渐减小。可对控制管桩挤土效应提供可靠的理论依据。