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。

考虑桩基极限沉降深度的荷载传递模型的研究

荷载传递法广泛运用于基桩承载力和沉降分析。通过理论公式推导,在传统模型上考虑桩径的影响,并引入沉降计算深度概念,建立考虑桩基极限沉降深度的荷载传递模型,以此分析分层厚度(k)和应力比(η)对沉降计算精度的影响。研究发现:当桩端下土层压缩模量变小时,需要采用更小的分层厚度;应力比的设定对极限沉降深度计算有着明显的影响,若在实际工程应用中主要关注点为桩顶沉降,则根据压缩层压缩模量选取合适的应力比参数,若关注点为极限沉降深度,则尽量减小应力比取值。

深厚软土地基群桩沉降计算深度现场试验研究

选取京沪高速铁路3处桥梁群桩深厚软土地基为试验点,采用单点沉降计和液位沉降计联合观测,并通过远程自动监测系统对监测数据进行实时自动采集和传输,对深厚软土地基群桩的沉降计算深度进行现场测试。现场实测表明,对于粉砂类持力层、粉质黏土持力层和黏土类持力层,计算沉降深度分别约为桩基外缘轮廓短边长度的1.2倍、1.5倍和2.1倍。测试结果和规范法计算结果对比分析表明,在10%应力比的情况下,应力比法计算得出的计算沉降深度与实测值较接近,其平均值比实测值高约15%;在20%应力比的情况下,应力比法计算得出的计算沉降深度较实测值偏小,平均值比实测值低27%;由变形比法计算得到的计算沉降深度通常偏大,平均值比实测值大77%。

复合地基单元体弹性解析解与Priebe法的比较

基于复合地基等应变条件下应力和位移的精确解,得到了桩土应力比、沉降比、径向位移和桩土侧压力系数等的计算公式。分析了它们随桩土压缩模量比和置换率的变化规律,并在分析过程中与Priebe法做了比较,详细分析了Priebe法中所做假设对计算结果的影响。分析表明,Priebe法中忽略桩体体积应变的假设会带来较大的误差,而针对径向变形计算和桩土侧压力系数的假定由于影响的相互抵消作用,其综合影响不一定很大。

软土层未打穿的桩承式路堤现场实测研究

以申苏浙皖高速公路为工程背景,对软土层未打穿的桩承式路堤进行现场实测研究。共选取2个管桩断面作为试验观测断面,在填筑时及填筑完成后对桩托板和桩间土上的土压力、路基沉降及下卧层沉降进行监测,并与软土层打穿时的实测结果作比较。研究表明:桩间距越大,桩体荷载分担比越小;软土层未打穿时荷载分担比为61.4%～75.5%,比打穿时小一些;软土层打穿与未打穿时的土拱高度都为桩托板净间距的1.0～1.4倍;软土层未打穿时桩土不均匀沉降比打穿时大;路堤填筑完成后的沉降约占总沉降的30.0%;下卧层沉降约占路堤总沉降的60.0%。将现场试验结果与4种理论方法的计算结果进行比较,评价各种方法的适用性。

上海地铁盾构施工引起地面沉降的分析研究（三）

本文着重讨论在软土地层中采用盾构法施工，引起地面沉降的因素、沉降影响范围、沉降与注浆量的关系。

基于实测的挤密砂桩复合地基沉降算法研究

挤密砂桩作为深水原位处理地基新技术在港珠澳大桥和深中通道工程中得到了大量应用。对挤密砂桩复合地基水下原位载荷试验测试的桩土应力分布情况进行分析,在加载过程中实测桩土应力比始终维持为6左右。对大面积水下堆载过程中的复合地基沉降进行了现场实测,对实测资料进行了统计分析,与现有的理论计算方法进行了比较,认为现有普遍应用的日本规范推荐算法,在置换率低于50%时,其计算结果相对实测值偏大,当置换率高于50%时,该方法不再适用。提出了基于实测的挤密砂桩沉降修正计算方法,并建议桩土应力比取值范围为5~6.3。

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。

基于不协调变形控制的道路工程河浜处理设计

在研究分析软土地区道路填浜路段工程病害及其成因机理的基础上,揭示了病害的根本原因是道路填浜区域与邻接区域之间路基的“不协调变形”;采用有限元分析方法,研究了路面结构对路基不协调变形的力学响应,建立了控制路基不协调变形的指标和标准;从设计思想、设计依据、设计指标和设计标准等方面,系统建立了基于不协调变形控制的河浜处理设计方法,为今后相关工程提供了技术支持和决策依据.

分层总和法计算沉降的几点改进

利用Matlab6.1平台,通过编制可视化应用程序,对分层总和法计算沉降的传统方法作了较大的改进,地基中的附加应力采用原始积分公式,压缩曲线采用双曲线形式,使用非线性最小二乘法进行拟合处理,压缩层计算深度与分层厚度不再受到限制,数据输入、输出及沉降计算过程均通过可视化界面进行操作,不再需要通过查表、查图计算基础底面的沉降,计算过程简单便利,计算结果重复性好,具有较大的实际应用价值。

高层建筑长短桩复合地基性状有限元分析

通过由长短桩复合地基处理高层建筑软弱地基的工程实例,利用有限元法分析了不同的上部结构刚度、长桩长度、长桩置换率、短桩置换率对长短桩复合地基的平均沉降、差异沉降、桩土应力比、桩土荷载分担比所产生的影响及规律。结果表明:上部结构刚度的变化对复合地基性状的影响是有限的;长桩长度在控制平均沉降,改变地基承载力和改善桩顶应力集中方面影响显著;长桩置换率存在一定的合理取值范围;短桩置换率的变化对桩土应力变形影响不大。分析结果能为长短桩复合地基进一步优化设计提供参考。

分析位于沉积地层中建物产生过大沉降量之新观念

在软弱地基土层上设计建筑物时，除了考虑基础下土层的承载力必须达到安全要求外，地基土的长期沉降变形也同样重要。本文在追踪一工程实例中，发现依据传统土力学观念在深厚沉积土层中，标准贯入击数Ｎ值已达１５～２５之地层，设计４５ｍ长摩擦桩基础之谷仓结构物，在使用１９年后仍产生因差异沉降过量导致之严重结构破坏。传统土力学较偏于可靠的承载力，对于各土层的先期固结应力，仅能由单向度固结试验求得，但实际工作时，取得完全不扰动土样几乎不可能，因而亦很难取得正确的先期固结应力，便无法计算正确沉降量。故设计者常因本身主观的观念，造成研判的疏忽。本文提出“由Ｎ值判断各土层超固结比（ＯＣＲ）法及应力还原法”观念，由不同深度土层的标准贯入击数Ｎ值及地质历史，可协助设计者于设计阶段便能轻易而明确地判断不同深度土层的固结比（ＯＣＲ），精确计算各土层沉降量，以便能事先设计出防止类似本实例于１９年后才发现的疏忽。

软土地区盾构隧道施工稳定性研究

以地铁绍兴一号线工程为例,采用大型通用有限元分析软件ABAQUS对EPB盾构在含有地下水的软土中开挖进行了非线性三维流体渗透/应力耦合分析。基于有限元模型,研究开挖面支护力对土体扰动影响,得到了不同支护比下盾构掘进过程洞周土体位移、孔压变化、地表沉降规律。利用ABAQUS软件进行参数化研究,评价了不同支护比下盾构侧穿秋瑾纪念碑的影响。研究结果可为类似软土区地铁工程施工提供一定参考建议。

浅覆土路基构筑物结合部力学响应与设计方法

通过有限元分析,揭示了浅覆土路基构筑物结合部"不协调变形"特征;在力学响应分析结果的基础上,进一步分析了浅覆土路基构筑物结合部路面结构破坏模式与设计状态,并提出了控制结合部不协调变形的指标与标准.从设计状态、设计指标、设计标准、设计流程和设计步骤等方面,系统建立了基于不协调变形控制的浅覆土路基构筑物结合部设计方法,为今后相关工程提供了设计依据、设计思路、技术支持与决策依据.

盾构隧道邻近建筑物施工的地面变形分析及预测

为了研究盾构隧道开挖对既有建筑物周边地面沉降的影响,采用考虑隧道-土体-建筑物共同作用的三维有限元计算法,对其进行敏感性因素分析,并根据经验公式对考虑建筑刚度约束作用的地面挠曲变形进行预测.研究结果表明,地面既有建筑物对盾构隧道施工诱发的地面沉降具有一定的约束作用,且建筑物的基础形式、刚度和长宽比、隧道埋深、隧道与建筑物的夹角和侧向偏心距等均对该约束作用产生了不同程度的影响效应.考虑建筑刚度的经验公式能方便地预测地面的挠曲变形;但由于没有考虑建筑物的自重作用,该经验公式放大了建筑刚度对地面变形的约束效应.

机械搅拌澄清池运行优化的研究

以颗粒计数法为辅助监测手段,通过生产性试验对机械搅拌澄清池的运行参数进行了优化。研究表明,针对给水厂进水量存在变化的特点,根据沉后水浊度和颗粒粒径分布确定了不同水量条件下的最佳搅拌速率,提出了沉降比及排泥的控制参数。生产性运行表明,合理的参数选择不仅有利于保证澄清池出水水质的稳定,也能为水厂节能降耗。

软基高速公路侧向变形与分层总和法修正系数关系研究

侧向变形对路基沉降的影响不容忽视,基于非线性有限元程序,对路基土的泊松比与分层总和法中的沉降修正系数关系作了定量研究,得出了一些规律性的结论,这对提高分层总和法计算路基沉降方法的工程使用价值具有重要意义。

大冶铁矿同阶段崩落法转充填法开采隔离间柱合理宽度确定

为保障同阶段崩落法转充填法开采顺利过渡,过渡段处须设置竖向隔离间柱。以大冶铁矿龙洞采区-170 m同阶段崩落法转充填法梯形隔离间柱为研究对象,将其简化为变惯性矩固支梁,并以间柱的水平应变量允许值为判据,初步确定梯形隔离间柱上端的初始宽度。以梯形隔离间柱上端的初始宽度为基础,采用数值模拟方法,计算了不同梯形隔离间柱上端宽度与不同充填体灰砂比协同作用下的充填采场顶板围岩沉降量,并对不同灰砂比下梯形隔离间柱上端宽度与顶板围岩最大沉降量进行了数据拟合,由顶板围岩允许沉降值得到与不同充填体灰砂比协同匹配下的梯形隔离间柱上端的合理宽度。数值计算结果表明:与充填体灰砂比分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12协同匹配的梯形隔离间柱上端合理宽度分别为16、19、21、25、29 m。研究成果可为合理确定矿山同阶段崩落法转充填法开采过渡段隔离间柱宽度提供参考。

基于Geddes解的厂房柱桩基础分析研究

采用应力比法计算桩基影响深度,利用Geddes应力解计算桩土刚度,用协同方法分析桩-承台基础,对桩基础的总体沉降、差异沉降、承台内力等结果进行了计算.基于本方法分析了工业厂房的交叉柱桩基础,通过总结分析结果,验证了规范的结论,并分析了此类基础的规律,为类似工程的设计提供有益的参考.

两种计算沉降深度方法的比较

通过具体算例得到同一个基础上各点用变形比法与应力比法所得到的沉降计算深度,并进行了比较,说明变应比法所得到的沉降计算深度不尽合理,进一步又分析并说明其产生不合理现象的原因。