复合地基承载力修正系数数值模拟研究

复合地基作为一种有效的地基处理方式,能够较好地发挥地基土体和增强体的潜能,在工程中应用广泛。针对目前复合地基极限承载力理论研究存在的不足,围绕在工程中广泛应用的砂桩复合地基、搅拌桩复合地基及混凝土桩复合地基展开研究,采用有限差分方法建立数值模型,首先对比计算值与理论值,证明数值模型的合理性,再重点分析复合地基的极限承载力和破坏模式,对比不同加固体深度、加固体间距和加固体强度对于复合地基极限承载力的影响,得到相关复合地基极限承载力修正系数的变化规律。

地下水位对地基承载力修正的影响及案例分析

相关规范关于地基承载力深度修正时地下水位如何选取未作出明确规定,故文章重点分析了地下水位对不同类型的岩土地层地基承载力深度修正的影响,并对承载力修正时采用的地下水位选取提出了建议,同时通过河北省某住宅工程案例对此问题作了进一步阐述,以便提供参考。

某电厂工程地基承载力与深度修正系数的取值

在进行地基基础设计时,需要结合地基条件对承载力特征值进行深度与宽度的修正,而地基规范中提供的承载力修正系数针对性不强,在工程实践中应慎重采用。本文根据某电厂工程的浅层与深层平板载荷试验成果,并采用地基承载力的经验公式与理论公式进行承载力计算,通过综合分析各种承载力试验成果与计算结果,推荐了主要持力层的承载力特征值,在此基础上推算出持力层的深度修正系数。对比前期工程的平板载荷试验成果,进一步分析了影响地基承载力取值的主要因素,旨在为类似工程提供一些参考。

压实填土地基承载力深度修正系数研究

软弱土层上的压实填土地基作为一种非均质地基广泛应用,但目前关于这种地基的破坏模式和承载力机制的研究还不够深入,工程中仍采用现行规范深度修正系数取值为2的方式进行设计。采用有限差分方法建立数值模型,研究了影响压实填土地基承载力深度修正系数的因素,并与现行规范推荐方法的取值进行对比。结果表明:填土越深、基础外超载越大,参与地基剪切破坏运动的土体体积越大,地基极限承载力越高;而随着填土宽度的增大,地基极限承载力先提高,后趋于稳定;砂土内摩擦角的增大也会提高地基极限承载力。总体来说,规范中的推荐值是偏于保守的,会造成承载力的浪费;而在下卧层强度很小、填土深度较大时该推荐值可能高估压实填土地基承载力,存在偏于不安全的可能,在工程设计时应予以考虑。

高陡岩质临坡地基承载力试验研究与数值模拟

针对高陡岩质临坡地基开展了不同坡角、坡距下承载力试验。结合深废矿坑工程采用数值模拟对高陡岩质临坡地基承载力影响因素进行了模拟计算与分析。研究结果表明:(1)承载力系数(η)随坡角(β)的增大而逐渐减小,随坡距(B)的增大呈非线性增长,当B超过一定距离时,η几乎不再增长且接近1.0;(2)相较β,地质强度指标(GSI)对η的影响更大,二者呈非线性同步增长;(3)锚索可提高η,设置4道锚索对η的提升效果较好,继续增加锚索数量对η的影响较小。

浅论地基承载力的深度修正

为了确定修正后的复合地基承载力特征值,论述了天然地基承载力的深宽修正的理论依据,并指出《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002所给出计算方法的局限性。将复合地基分为散体桩、低粘结强度桩和高粘结强度桩复合地基三种情况予以讨论,通过理论推导,提出了复合地基承载力特征值深度修正的计算公式,并结合工程实际进行了验证。

饱和黏性土中散体桩复合地基极限承载力系数研究

埋置深度对复合地基承载力的影响规律一直缺乏深入研究,工程中采取最低程度考虑基础埋深的保守方法导致复合地基承载力被不同程度的低估。采用有限差分法建立饱和黏土中散体桩复合地基数值模型,对刚性基础下散体桩变形模式及机理进行分析,在此基础上,进行考虑桩、土为无重介质的散体桩复合地基极限承载力系数研究。结果表明散体桩复合地基破坏模式受置换率、桩长和埋深耦合作用,可能发生浅基础型、复合型或实体基础类型的破坏模式。深度修正系数随着桩长的增加而增大,随埋深的增加而减小;当桩长和埋深一定时,存在一个最优置换率使深度修正系数取得极大值。而现行规范中深度修正系数取1.0,低估了基础埋深的作用。最后基于M o h r–C o u l o m b破坏准则推导群桩复合地基的等效强度,并利用极限分析法推导了浅基础破坏模式下复合地基的极限承载力系数解答,结果与有限差分法的结果吻合较好。

考虑地基土自重影响的地基承载力系数

由于地基材料的非线性,采用传统的叠加法计算地基承载力会带来误差。基于无重土地基破坏模式的承载力系数不适用于考虑地基土重的情况,这是采用叠加法计算地基承载力会产生误差的主要原因。基于滑移线法,分析了由叠加法所带来误差的变化规律,并计算了能有效减小或完全消除该误差的承载力系数。研究表明:采用传统的叠加法计算得出的地基承载力是偏低的,且误差随地基土内摩擦角的增加而增加,随黏聚力的增加而减小。采用考虑土重影响的承载力系数计算地基承载力,能有效减小或完全消除叠加法所带来的误差。

长短桩复合地基承载力发挥系数取值研究

根据水泥土长短桩复合地基试验结果,得到了考虑荷载水平的水泥土长短桩复合地基承载力计算公式。然后,考虑复合地基中桩体、桩间土和复合地基沉降量之间的相互关系,利用现场载荷试验成果,对单桩复合地基和长短桩复合地基的桩间土承载力发挥系数和合理的s/b取值范围进行了对比研究,得到了长短桩复合地基桩间土承载力发挥系数的计算方法。结果表明:长短桩复合地基桩体先于桩间土出现破坏,桩体极限荷载点对应的复合地基s/b值为s/b的上限;当垫层模量Ec为100M Pa时,长短桩复合地基s/b上限为0.0034,对应的桩间土承载力发挥系数为0.29。

考虑应力状态的深度修正地基承载力计算公式研究

把地基分成c型土地基和φ型土地基,利用考虑地基土应力状态的临界荷载计算程序,以及考虑地基土应力状态的临界荷载近似计算公式,得出各自考虑地基土实际应力状态的地基临界荷载,二者相比即得相应的深度修正系数d_c,d_q,d_γ;分析了深度修正系数d_c,d_q对地基承载力的影响规律,给出了d_c,d_q的拟合公式,综合得出了考虑地基土实际应力状态的c-φ型土地基经深度修正后的承载力计算公式.

复合地基承载力深度修正研究

目的提出一种简单适用的复合地基承载力深度修正方法和修正参数.方法通过对复合地基的不同分类,研究加固体的工作机理和复合地基的破坏特征,探讨复合地基承载力的影响因素和深度修正相关问题.对散体桩复合地基采用Plaxis有限元软件进行数值模拟分析验证.结果散体桩单桩承载力的发挥受桩周土的应力水平约束,复合地基承载力深度修正可按桩体和地基土分别进行,桩体部分深度修正系数为土层的被动土压力系数与桩体材料被动土压力系数的乘积的1/4.结论散体材料桩复合地基承载力的深度修正包含桩体修正和桩周土修正两部分,刚性桩、柔性桩宜只对桩周土进行修正.复合地基承载力深度修正系数可根据已有规范取值,深度修正可按照笔者推导出的公式计算.

扣件式钢管模板支架稳定承载力修正系数研究

通过分析6种单榀试验模型得出扣件式钢管模板支架的稳定承载力修正系数。利用有限元软件ANSYS对单榀试验模型进行模拟,分别得到扣件式钢管模板支架节点为完全刚性和半刚性的稳定承载力,进而得到由有限元计算所得稳定承载力修正系数。试验所得的稳定承载力修正系数和有限元计算所得的修正系数具有较好的一致性。因此,采用稳定承载力修正系数,能够较方便地得出扣件式钢管模板支架节点为完全刚性和半刚性的稳定承载力之间的关系。

地基承载力的广义强度安全系数

基于太沙基假定的地基滑动面 ,分析了地基土单元的平面应变应力状态 ,并引入SMP三维强度准则和变换应力空间 ,将变换应力空间内等平均主应力条件下的强度包线半径与偏应力半径平均值的比值定义为广义强度安全系数。通过工程实例 ,解释了地基承载力安全系数和广义强度安全系数的相互关系。

浅基础宽度修正对黏性土地基承载力的影响

通过沈阳市黏性土地基不同压板尺寸平板载荷试验结果的对比分析,提出了承载力考虑尺寸效应的基础宽度修正的新方法.然后分析了各种压板(基础)尺寸的沉降计算值和试验值,指出黏性土地基承载力取值应以变形作为控制指标.对于中、高压缩性土,地基的实际沉降一般大于按分层总和法计算的沉降,尤其是基础宽度愈大,其差异愈明显.针对目前设计中存在的问题,对地基承载力设计取值进行了全面分析,提出了基础工程的概念设计.试验结果表明,随压板宽度增加,黏性土地基承载力呈幂函数规律衰减.

参数变化对多元复合地基承载力发挥系数的影响

结合室内模型试验和理论研究成果,考虑土的弹塑性和桩、土接触的高度非线性行为,建立了比较合理的多元复合地基数值模型;通过改变设计参数(主桩桩径、次桩桩径、次桩桩长、主桩模量、次桩模量、褥垫层厚度、褥垫层模量),对多元复合地基承载力发挥系数作了较系统的研究,得出了有利于多元复合地基工程设计及理论研究的一些结论.

基于综合变异系数的地基承载力可靠性分析

采用一次二阶矩法,考虑岩土参量变异系数的试验及历史数据,提出了基于综合变异系数的地基承载力简化可靠性与风险分析方法。利用提出的简化可靠性与风险分析方法,可在传统确定性分析的基础上,采用合理的变异系数,分别得到与地基承载力有关的可靠度、破坏概率和平均期望损失的最可能值及其变化范围,为提出优化的地基基础设计方案和工程决策奠定基础;相对于土重度和黏聚力,地基承载力可靠度对于内摩擦角的变化更加敏感;设计时可以综合考虑所需的安全系数、可靠度和破坏概率,确定合适的基础宽度或基底面积。当地基土的场地勘察统计结果的变异系数权重逐渐增加时,综合变异系数不断减小,其相应的地基承载力的可靠度逐渐增加,而相应的破坏概率逐渐减少。

复合地基桩间土承载力折减系数的分析与取值

在多项工程的单桩和复合地基静载荷试验对比资料基础上,经过理论分析计算,针对不同地基土质条件,提出邯郸市区粉喷桩复合地基桩间土承载力折减系数的取值标准,可为复合地基设计提供参考。

地基承载力的确定和修正

从地基承载力特征值的确定入手,然后从理论上对承载力特征值的深宽修正进行探讨,提出了不同地质条件和基础形式下的承载力修正方法。

求解多元复合地基承载力发挥系数的新方法

多元复合地基是将复合地基中的三种桩型中的两种或三种联合应用于加固软土地基,从而大幅度提高地基承载力,减小地基沉降。但是多元复合地基的设计理论和计算方法并不成熟,承载力发挥系数无法精确选取。从单桩型复合地基关于桩间土承载力发挥系数与桩土应力比的关系式出发,并在得到多元复合地基桩土应力比的解析解的基础上,推导出多元复合地基次桩和桩间土承载力发挥系数的一般求解法。通过实例,证明了求解方法的可行性。

地基稳定和承载力验算中分项系数的确定

主要论述了《港口工程地基规范》(JT J250-98)在地基稳定和承载力验算中采用综合分项系数(在规范中称为抗力分项系数)的原因和确定方法,在地基稳定和承载力验算中,采用此方法确定分项系数并结合工程经验,可以方便设计人员进行地基稳定和承载力设计。