考虑多层软土地基固结的路堤整体稳定性分析方法

针对多层软土地基上填筑路堤的梯形荷载作用模式,基于Boussinesq理论确定地基中附加应力以及多层地基的边界条件、连续性条件及初始条件,求解多层地基竖向一维固结方程,进而根据有效应力原理与库伦强度定理,建立地基中任意点处抗剪强度与点固结度的关系,并将其引入边坡稳定性分析的极限平衡条分法中,给出了基于Fellenius法、简化Bishop法和Morgenstern-Price法的考虑地基固结的路堤-地基整体稳定系数及最危险滑面计算方法。结果表明:随着地基固结度的增大,稳定系数呈非线性增大,最危险滑面切入地基深度逐渐变小,本文基于简化Bishop法的稳定系数计算值比FLAC 3D软件计算结果平均小6%~7%;在较低的地基固结度时,本文算法计算结果大于现行铁路规范方法,当地基固结度达到90%后,二者较为接近;规范法计算结果偏保守的主要原因在于其计算地基固结致滑面强度增长时,忽略了滑面切入地基段相应的地基土自重。

多层软土地基中桩基水平承载计算研究

针对目前JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》关于桩基水平承载力计算中存在的水平抗力系数比例系数m取值模糊、未考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响等问题,根据常微分方程的幂级数解法,在考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响下,通过数学推导给出了双层土地基中的桩基水平承载力及变位计算解析通解。基于通解,利用Matlab软件给出了半刚性桩桩顶水平位移及转角的半解析计算式;同时,推导了由地基土抗剪强度指标c、φ计算其水平抗力参数的解析式,推求了新的桩基水平承载力计算式;在此基础上,给出了桩身最大弯矩处深度及最大弯矩值的简化计算式。依托于浙江省一桩基工程案例,运用研究的计算方法,对桩基水平承载力进行了计算,同时将计算结果与现场试桩的水平承载力检测值进行了验证对比。验证结果表明:根据地基土抗剪强度指标推求出的桩基水平承载力计算方法具有较强的工程应用价值。

强夯垫层法对河谷区软土地基加固效果研究

软土地基因其承载力低、压缩性强、沉降量大、稳定性差等不利特点,常常给道路路基工程施工和运营造成很大危害。针对云南省某高速公路河谷区复杂沉积环境多层软土地基采用强夯垫层法处理的加固效果与沉降变形进行了研究,在地基处理及路基填筑期间,获得了不同观测断面布设的沉降管、土压力盒、孔隙水压力计等的监测数据,分析了不同类型软土地基土体的变形、应力和孔隙水压力等数据随时间的变化规律,揭示了强夯垫层法处理不同类型软土地基的加固效果、有效加固深度和范围,提出了强夯处理后静置期的合理时间及填筑速率等控制参数等。

基于分数阶黏弹性地基模型的群桩时效行为研究

基于有限单元法,将群桩划分为有限个2节点单元,从而构建了竖向受荷群桩的有限元求解方程;为了模拟饱和软黏土的流变特性,通过Laplace变换,推导了分数阶导数Merchant模型中的应力–应变关系;引入弹性-黏弹性对应原理,得到横观各向同性分数阶黏弹性饱和软土地基的边界元解答;考虑桩-土界面处的位移协调,将群桩有限元求解方程和地基边界元解答进行耦合,推导出群桩-土相互作用方程;再根据群桩承台的位移协调条件,求解得到群桩基础状态量的时变解答;基于以上理论,设计了数值算例,以验证方法的正确性,并分析了分数阶次对群桩时效行为的影响。