联合明德林解和布辛奈斯克解计算复合地基沉降方法的推导

路基在施工与使用过程中产生的沉降变形会造成路面裂缝、桥头跳车等工程缺陷.在路基施工中经过长短桩复合地基处理能够同时增加承载力并降低沉降大小.但是,针对长短桩复合地基沉降理论计算的研究较少,难以满足实践要求.对比分析了传统计算方法的优缺点与各自的适用性,并基于长短桩复合地基的应力应变特性通过公式推导将明德林解与布辛奈斯克解相结合用于路基沉降值的理论计算,最后对影响长短桩复合地基的沉降理论计算的因素进行了分析的影响因素,为实际工程中长短桩复合地基沉降计算的精确性提供了理论依据.

复合桩基明德林解(Mindlin)任意空间域四维积分及程序实现

针对复合桩基Mindlin课题,利用"求积仪"数值积分计算技术,编制相应Fortran程序,采用将承台及桩尖力离散为半空间面力,桩侧摩擦力离散成为空间域体积力原理,实现不用布置桩,而快速计算多工况复合桩基计算技术,使得复合桩基方案设计效率大大提高,大量用于工程实践。并针对上海地区地基基础设计规范进行编程验证,结果对比验证满意。

软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变

软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力,引起周边土体的位移,对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响,并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解,隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析,并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型,考虑了软土变形的时间效应,因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论,通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析,隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。

桩基沉降计算的明德林(Mindlin)解法探讨

以具有完整实测沉降数据的上海某工程为例,分别利用《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)的"考虑桩径影响明德林(Mindlin)解"和《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)的"不考虑桩径影响明德林(Mindlin)解",对该工程主楼和裙楼A、B的桩基沉降进行计算,并将计算结果与实测结果进行了对比分析。分析结果表明,利用"考虑桩径影响明德林(Mindlin)解",当经验系数取为1. 0时,沉降计算结果偏小,工程上偏于不安全;利用"不考虑桩径影响明德林(Mindlin)解"时,计算结果与实测结果较吻合。

深置矩形基础的沉降计算

根据明德林 (Mindlin)的垂直位移公式 ,导出了柔性矩形基础角点和中心点的沉降公式。将这些公式与基于布辛奈斯克 (Boussinesq)垂直位移解而导出的相应沉降公式作比较 ,求出两者的比值。计算并制定了这个比值与泊松比、矩形基础长 宽比和基础埋深 基宽比的关系表 ,以供工程应用。文中对深置矩形柔性基础的平均沉降量及深置矩形绝对刚性基础的沉降量 ,亦建议了计算方法。

基础相对埋深对地基中竖向附加应力的影响

基于明德林解,给出了圆形面积均布荷载作用下,便于制定应力系数表格的竖向附加应力实用理论计算公式。讨论了基础相对埋深对地基中竖向附加应力的影响。所得结论,对改进现行地基应力与变形计算方法具有重要的理论意义和长远的实用价值。

考虑施工角度影响的盾构施工地表变形计算方法

针对既有方法计算盾构掘进施工引起的地表变形时没有考虑盾构俯仰角、隧道轴线倾角等施工角度影响的问题,基于修正源汇法公式和明德林解,推导建立考虑施工参数、地层参数的盾构掘进过程中地表变形的修正计算方法。以武汉地铁6号线工程实例为背景,将该方法与既有理论计算和数值模拟结果进行对比;在证实该方法有效性的基础上,进一步探讨施工角度对地表变形的影响规律。结果表明:随着掘进距离增大,来自施工角度的影响逐渐明显;不同施工角度下,地表变形主要差别出现在沉降槽最低部位;施工角度越大,隧道轴线上方地表变形越大,且最大沉降位置出现于开挖面后方约25 m处;不同施工角度下盾构掘进地表变形不同,施工角度分别取0°与3°时的地表变形最大相差约5 mm。修正计算方法考虑了施工角度对地表变形的影响,从而完善了盾构掘进施工中的既有计算方法。

基础埋深对地基附加应力的影响

以圆形面积均布荷载作用为例,将基于布辛奈斯克解和明德林解所得附加应力相比较,讨论了基础埋深及泊松比对地基中竖向附加应力的影响。所得结论,对改进现行地基应力与变形计算方法具有重要的理论意义和长远的实用价值。

顶管施工引起的土体变形分析

详细分析了在顶管施工过程中引起地面变形的原因,建立了应用明德林解计算顶管施工中顶推力以及摩擦力引起的地面变形的计算模型,并探讨了模型中相关参数取值的确定方法.运用建立的模型对一个具体的顶管施工问题进行了应用研究,结果表明,所得结论符合工程实际.

花岗岩残积土地基沉降计算的新方法

地基的变形计算是地基基础设计的一项重要工作内容,地基的变形可以通过各种方法进行计算,本文以附加应力的明德林解为基础,以花岗岩残积土地基为切入点,提出了考虑基础埋深影响的地基沉降计算方法,更加适合高层建筑沉降变形计算;制定出了与之相应的无量纲系数表;通过具体的工程实例,与以布西涅斯克解为基础的地基沉降计算方法进行比较,此方法所得结果与实测沉降值更加吻合,既保证了安全性,又经济合理,验证了此方法的合理性和科学性。

劲性搅拌桩芯桩荷载传递规律理论研究

劲性搅拌桩是一种典型的复合材料桩,基于复合材料力学原理及明德林位移解,对劲性搅拌桩中芯桩轴向应力、水泥土桩-芯桩界面剪应力进行理论分析,得到了劲性搅拌桩芯桩轴向应力、界面剪应力的分布规律,并与现场试验结果进行对比分析,结果表明:该理论分析结果与现场试验结果规律是一致的,可与试验结果互为验证,对于分析劲性搅拌桩的工作机制具有一定的理论价值。

通径系数法边坡面层破坏敏感性分析

边坡开挖后面层土体发生破坏受多种因素影响,不考虑外力作用以及几何参数,就边坡本身而言主要受制于黏聚力、土体重度和内摩擦角等因素。首先在各因素可行的范围内,采用明德林解计算土体物理参数中单个因素变化的情况下该边坡的破坏范围。参照边坡稳定性敏感分析,采用通径系数法对上述曲线进行分析,以水平破坏距离之比作为评价指标,得到影响边坡的因素敏感性由大到小依次为:黏聚力、内摩擦角、土体重度。

关于桩基“刚性角”问题的讨论

在桩基施工完后成,勘察单位针对桩基验收时,勘察单位往往会提到要满足刚性角的问题,这里的刚性角要求即相邻的两颗桩,其中任何一颗桩桩底荷载按扩散角扩散,不得传递到隔壁桩身上去,这里的扩散角一般取为45度。在贵州及西南地区,这个理论是行业间普遍认可的一种桩基验收规则。但是在西南地区岩溶现象较为普遍,如果严格按照这个理论来验收桩基基础,会照成桩身过长,资源极大浪费,因此针对这个理论的合理性,有必要进一步讨论,看看是不是有必要严格执行。

变形总和法对群桩分析的适用性

以明德林公式应力解及浅基础中的变形分层总和法理论为基础，推导出桩－台－土共同作用方程，经计算验证，此方法适用于群桩的分析．

基于ANSYS的悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应影响因素研究

基于水平集中力作用下的明德林应力解,推导出了相邻两桩桩前土体某一深度平面内任意点的附加应力表达式,运用MATLAB计算得到应力等值线的分布,分析了被动土拱效应随桩间净距、桩宽和桩前距离的变化规律。并通过ANSYS对被动土拱效应的影响因素进行了数值模拟分析。计算结果表明:在一定桩身水平位移和桩间距下,相邻两桩桩前会产生被动土拱效应,且随着桩间距的增加,被动土拱效应减弱,土拱范围先增大后减小;随着桩前距离的增加,被动土拱效应减弱。

水压影响下煤层底板采动破坏深度弹性力学解

准确预测采场底板破坏深度是承压水上采煤的一个关键问题,而目前常用的解析解公式没有考虑底板水压力的影响。为此,将底板视为各向同性均质弹性体,支撑压力和水压力作为均布条形荷载分别作用在底板上下面,依据弹性半空间理论的符拉芒和明德林解,推导出采场底板的应力表达式。在此基础上,分析了水压力对底板应力分布规律的影响。根据应力计算结果,利用带拉伸破坏的Mohr-Coulomb准则对底板破坏深度进行计算,并探讨了水压力和隔水底板厚度对计算结果的影响。算例显示,水压力对底板垂直应力和剪应力影响较小,而对水平应力影响较大,使其出现应力扩散现象。底板剪切和拉伸破坏深度和范围随水压力的加大而明显增大,随着隔水层厚度的增大只略微降低,表明加大隔水层厚度并不能有效降低底板破坏深度。实例应用表明,水压力影响下的底板破坏深度计算值与实测值基本吻合,较不考虑水压力的计算精度要高。

边坡面层破坏敏感性分析

边坡开挖后面层土体发生破坏受多种因素影响,不考虑外力作用以及几何参数,就边坡本身而言主要受制于黏聚力、土体重度和内摩擦角等因素。首先在各因素可行的范围内,采用明德林解计算土体物理参数中单个因素变化的情况下该边坡的破坏范围。参照边坡稳定性敏感分析,采用单因素法对上述曲线进行分析,以水平破坏距离之比作为评价指标,得到影响边坡的因素敏感性由大到小依次为:黏聚力、土体重度、内摩擦角。