基于e–p曲线的软土地基非线性沉降的实用计算方法

软土地基侧向变形引起的沉降不可忽略。目前中国地基规范对软土地基的沉降主要是采用侧限压缩试验曲线进行一维压缩沉降计算,然后对该计算结果乘以一个经验修正系数来反映软土侧向变形等所产生的沉降,经验系数为1.1~1.7,变化大,缺乏量化取用方法。因此,侧向变形引起的沉降尚缺乏有效可靠的实用计算方法。基于e–p曲线和Duncan-Chang本构模型的概念提出了用e–p曲线求取软土的非线性切线模量Et的方法,然后把地基的沉降分解为有侧限的压缩沉降和侧向变形产生的沉降两部分。有侧限的压缩沉降采用传统的e–p曲线分层总和法计算,侧向变形的沉降用非线性切线模量Et进行分层总和法求得。模型简单、参数易获得,由此而建立了一个较简便实用的软土地基非线性沉降计算方法。并通过一个工程案例与实测结果、规范方法计算结果和有限元数值分析结果进行比较,说明方法的可行性。

地基非线性沉降计算的原状土割线模量法

地基的沉降计算如何较准确而又简便是工程实践中一直未很好解决的问题。为较好解决地基沉降计算这一重要难题,提出一种原状土割线模量法,就是利用原状土的压板试验曲线,假定压板试验曲线符合双曲线方程,利用Bussinesq解,建立不同荷载水平下土体的等效割线模量。对于实际基础,则根据土体不同深度的应力水平,从压板试验曲线确定原状土的割线模量,然后用于分层总和法进行地基非线性沉降计算,通过试验曲线的验证和实际工程的应用,证明该方法效果较好,可较准确计算地基的沉降。

条形基础下地基非线性沉降的改进计算方法

针对地基土体孔隙压缩性导致其变形力学参数变化的特征,对条形基础下地基的非线性沉降计算方法进行改进。首先,通过深入探讨附加应力和应力历史对地基土体模量影响的力学机制,分别建立地基土体变形力学参数随附加应力和应力历史变化的分析模型;然后,利用地基沉降计算的传统分层总和法,考虑地基沉降计算的非线性特征,并引入分级加载的思想,提出条形基础非线性沉降的新型计算方法,该方法不仅反映地基土体变形力学参数随附加荷载变化的特征,也反映地基土体由于初始应力水平或应力历史不同而引起的土体模量不同对地基沉降计算的影响,而且可有效地避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用;最后,通过工程实例计算与分析,并与实测沉降值和其他方法计算结果进行比较,表明方法的合理性与可行性。

多支盘钻孔灌注桩基础沉降计算理论与方法

根据多支盘钻孔灌注桩的受力机理 ,应用分层总和法计算沉降的概念 ,提出了一种多支盘钻孔灌注桩基础沉降计算理论与方法 ,编制了相应的计算软件 。

深层搅拌桩复合地基沉降计算理论研究

为了寻求深层搅拌桩复合地基沉降计算的简便方法,根据已有的研究成果,进行了桩与桩周土间摩檫力分布规律的假设和简化,运用单位元法推导了深层搅拌桩复合地基沉降计算公式和设计用曲线,同时采用轴对称有限元法,对一实际工程的实测成果进行了分析。计算结果表明:文中理论计算的各级荷载下的沉降量值介于分层总和法与有限元法计算值之间,但文中方法比有限元计算法简单,比分层总和法更合理。

真空-堆载联合预压的地基沉降简化计算方法

研究了负压作用下的地基沉降简化计算方法,负压作用下的地基沉降计算应考虑其受力特点的影响,实际工程观测表明,现有规范对真空预压地基的沉降估算修正系数过大。通过理论推导,建立了真空预压及真空-堆载联合预压作用下地基沉降修正系数公式。分析结果表明,一般真空预压工程修正系数ms取值范围可在0.55～1.20之间,真空-堆载联合预压的分层总和法计算修正系数可取0.70～1.30。

散体材料桩复合地基沉降计算的分层总和法探讨

在深入研究散体材料桩复合地基沉降变形机理基础上,考虑到散体材料桩复合地基由于受载或变形引起桩土孔隙率变化导致桩土变形力学参数变化的特点,建立出散体材料桩复合地基桩土变形模量和泊松比与变形的关系模型。然后,基于散体材料桩复合地基沉降计算的非线性特征,引进传统分层总和法和分级加载的思想,提出了刚性基础下散体材料桩复合地基沉降计算新方法。该方法避免了复合地基桩土压缩曲线和经验修正系数的使用,也考虑了散体材料桩复合地基桩土相互作用的影响,完善了散体材料桩复合地基沉降计算的理论与方法。最后,通过工程实例计算与分析,并与其它方法进行比较,表明了本文方法的合理性与可行性。

地铁降水施工地表沉降分析及应用

城市地铁车站降水施工对周边环境及既有结构安全稳定性影响是城镇地下交通工程广泛关注的研究问题之一。基于分层总和法分别给出了在表层孔隙性潜水,或在承压含水层中降水施工引起周边土层沉降规律分析公式。以某地铁车站工程为背景,就车站降水施工引起周边地表沉降规律进行了应用研究;利用分析结果对影响区内的重要结构工程的安全稳定性进行了评价研究。实例分析表明,不同含水层的降水对地表沉降影响不同;在距基坑较近范围内,潜水含水层降水对既有建筑结构基础沉降影响较大。在该工程施工中,应更加注重潜水含水层降水施工对临近建筑结构的影响观测与监控。所给公式简单方便,可用于设计期间进行降水施工对周边环境及既有结构影响的简单估算。

考虑模量变化与三维应力影响的地基沉降分析方法

鉴于三维应力作用下土变形模量变化的根本原因在于体积变化,首先视地基土是由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质,将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用Walsh公式及体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型,在此基础上,考虑地基土变形模量变化的非线性特征,引进分级加载思想,建立了增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,然后,考虑三维应力影响,联合引进分层总和与分级加载的思想,利用前述地基土增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,建立了新的地基沉降分析方法.该方法不仅能反映三维应力及变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线的使用.通过工程实例计算,并与现有同类分析方法进行比较分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性.

旧路拓宽地基差异沉降形成机理及控制对策

依托沪宁高速公路(上海段)拓宽工程,选取典型断面,应用分层总和法进行特征点位的地表总沉降和差异沉降计算,并与有限元计算结果进行比较,确认分层总和法适用于旧路拓宽沉降计算。基于分层总和法的基本原理,针对道路拓宽工程的荷载形式,综合分析初始自重应力场、一次附加应力场和二次附加应力场的分布特征,以及应力水平与压缩模量的关系,指出一次附加应力和二次附加应力相向增长的叠加效应是导致旧路边坡区域浅层地基差异沉降显著的主要原因,土层压缩性高是导致深层地基差异沉降的主要原因。结合道路拓宽工程的施工特点,指出旧路路面区域饱和软土层差异沉降控制应通过新路拓宽区域地基处理改变其二次附加应力场分布,降低二次附加应力水平,减小总沉降量以控制差异沉降。

考虑路堤分层填筑的沉降修正计算方法

针对路堤分层填筑荷载作用下地基中附加应力计算的不足之处,结合数值计算得到路堤应力的分布特征,提出了考虑应力在路堤内扩散的附加应力计算方法,并以彭湖高速公路软基沉降观测资料为基础,在传统分层总和法计算的基础上引入了分级填筑思想,结合室内试验得到的压缩曲线方程和实测沉降曲线特征,提出了改进的分层总和计算方法。该方法应用于工程实践,其计算结果与实测数据较为吻合,表明该方法可行。

基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.

基于变形模量的地基沉降的计算方法

通过探讨地基土自重应力对地基土体变形模量影响,采用原始积分法计算地基土的附加应力,将自重应力作用后的变形模量用于地基土附加应力作用时的沉降计算中,提出了利用分层总和法计算地基沉降的简化计算方法.通过工程实例的计算与分析,并与实测结果及其它方法计算结果进行比较,证明该方法简单可行,可准确计算地基沉降.

地基非线性沉降计算的原状土切线模量法

根据原状地基的载荷试验曲线,建立原状土的切线模量与应力水平关系的切线模量方程,对地基不同点根据其应力水平由切线模量方程确定计算点原状土的切线模量,用该切线模量对地基沉降进行分层总和法计算,其特点是切线模量是由原位试验得到的,能反映原状地基土的特点,同时考虑应力水平的影响,反映了土的非线性特点。

铁路复合地基沉降计算研究

研究目的:如何准确而又简便地计算地基沉降是工程实践中一直未能很好解决的问题。弦线模量较好地反映了地基变形的非线性特征,但弦线模量在铁路工程复合地基沉降方面的适用性是一个值得探讨的问题。研究结论:在简要分析弦线模量方法原理的基础上,对传统的分层总和法进行改进,利用Visual Basic程序语言编制相关地基沉降计算程序,然后以某铁路碎石桩和粉喷桩复合地基加固工程为例,计算了该铁路工程复合地基的沉降曲线并与实测值对比。计算结果表明,文中提出的方法能够比较准确地计算铁路工程复合地基的沉降,具有比较大的推广价值,可以为类似工程提供参考和借鉴。

沉降控制复合桩基的工程应用

以沉降控制复合桩基为对象,分析其受力机制、工作性态和变形特性,推导复合桩基桩数的计算公式;通过对沉降控制复合桩基沉降量的几种常规计算方法的讨论,建立计算复合桩基沉降量的实用新方法——修正实体深基础分层总和法;并用该方法计算2个沉降控制复合桩基工程的基础沉降量。结果表明:采用修正实体深基础分层总和法计算沉降控制复合桩基基础的沉降量要比天然地基浅基础的沉降量小;计算结果与现场跟踪检测沉降结果相吻合,比常规方法的计算结果更符合工程实际,满足现行地基基础设计规范要求;与常规桩基相比,更有利于充分发挥桩和桩间土的承载力,减少了用桩数量,在很大程度上降低了工程造价,并确保工程质量。

大跨度公铁合建斜拉桥主塔沉井基础沉降变形分析

高速铁路桥梁基础整体沉降对桥梁线型控制至关重要,而规范中计算整体沉降的分层总和法在深大沉井基础中的适用性有待商榷。以大跨度公铁合建斜拉桥深大沉井基础为工程背景,分别采用摩尔-库仑模型(M-C)、土体硬化模型(HS)和小应变土体硬化(HSS)模型,通过有限元方法,得到了相应的基础沉降曲线。与现场监测数据对比表明,采用HSS模型得到的计算结果与实测值吻合较好。在此基础上,对后续重要施工阶段的沉降趋势进行了合理的预测。与此同时,针对该工程的深大沉井基础,对现有规范分层总和法中的沉降经验系数进行了修正,在该工程中,建议将沉降系数修正为0.13。

基于分层总和法的地基沉降计算教学反思

目前,工程中计算地基沉降常使用规范推荐方法,而各类土力学教材所用的方法却不尽相同,或者直接介绍分层规范推荐方法,或者根据分层总和法的基本原理进行讲解。总体而言,各类教材对此处知识点的介绍侧重不同,对沉降计算整体知识框架关注不够。通过比较规范推荐方法与土力学教材中常用的一般原理法,建立两种方法的联系,同时进行教学反思,以期找到一种更好的教学方法,从原理上讲解工程中所使用规范方法的具体内涵,帮助学生理解沉降计算知识体系。

软土地基侧向位移对现场沉降监测值的影响分析

通过分析软土地基分层沉降管侧向位移对现场沉降监测值的影响,提出利用沉降管侧向位移数据对现场沉降监测值的修正方法,并用该方法对依托工程现场沉降监测值进行修正后,采用双曲线法预测软土地基的最终沉降量,将其结果与采用分层总和法计算得到的理论最终沉降值做对比分析,得出利用沉降管侧向位移数据对现场沉降监测值加以修正,可提高现场沉降监测值的精度并使得由已测沉降预测的最终沉降量与分层总和法计算得到的最终沉降量更为接近的结论。

分层土中单桩荷载分布和沉降计算新方法研究

根据分层总和法的原理,对以Mindlin位移解为基础的弹性理论法进行了推广,建立了一种近似求解分层土体下的单桩荷载分布和沉降计算方法。与现有方法相比,该方法能够取得较满意的结果。同时该方法能够考虑各土层弹模和泊松比的影响,也能够考虑桩端以下不均匀土层及刚性层的影响。最后对一组不均质土体下的单桩进行了计算分析,结果表明:在特定的工况下,不同土层中取用不同泊松比对桩顶沉降的计算影响较大;桩端土层以下存在分层土时,同其它土层相比,软弱土层对桩顶沉降的影响较大。