基于应变梯度非局部Biot理论的饱和土地基动力特性研究

为探究孔隙尺寸效应(非局部参数表征)和介质局部非均匀效应(尺寸因子表征)对饱和土地基动力响应的影响,基于应变梯度非局部Biot理论,采用无网格法编制循环荷载下饱和土地基动力响应计算程序,验证无网格法程序的正确性。结果表明,尺寸因子为定值时,随着非局部参数的增加,观测点位移及孔压起始响应的时间有所延迟;而非局部参数为定值时,随尺寸因子的增加,观测点位移及孔压起始响应时间有所提前;说明考虑孔隙尺寸效应会减小系统的宏观模量,而考虑土体结构的非均匀效应则会增加系统的宏观模量。研究提出采用无网格法求解饱和土动力问题的方法和思路,可为今后研究饱和土动力学问题的研究提供借鉴。

基于非局部Biot理论的循环荷载下饱和土地基动力特性研究

为探究循环动荷载下,孔隙尺寸对饱和土地基动力特性的影响,利用虚位移原理及Newmark积分法对非局部Biot模型进行了空间及时间离散,并采用有限单元法编制了循环荷载下饱和土地基动力响应的计算程序。将该程序计算得到的饱和土一维固结结果和二维单相弹性地基的动力响应结果与已有文献对比,验证了该程序的正确性。研究了循环荷载下孔隙尺寸效应对一维饱和地基,二维饱和地基及饱和路基动力特性的影响。结果表明:荷载频率较高时,随着非局部参数的增加,饱和土地基的动力响应明显滞后,孔隙尺寸效应对饱和土地基动力响应的影响明显,即荷载频率较高时,孔隙尺寸效应不可忽略。

简谐荷载作用下非饱和土地基中波阻板隔振效果研究

鉴于非饱和土地基振动问题的普遍性和复杂性,环境振动下非饱和土地基振动控制已成为土动力学的研究热点。基于单相弹性介质和非饱和多孔介质理论,对简谐荷载作用下非饱和土地基中设置单相固体波阻板的隔振效果进行了研究。考虑地表排水排气的边界条件,利用Fourier积分变换和Helmholtz矢量分解原理,建立了动荷载作用下地基动力响应的计算列式。分析了非饱和土地基中土体饱和度、荷载频率、波阻板的埋深、厚度以及弹性模量对其隔振性能的影响规律。结果表明:非饱和土地基中设置波阻板能够取得很好的隔振效果。地表位移幅值随饱和度和波阻板埋深的减小而显著降低,随荷载频率、波阻板的厚度和弹性模量的增大而明显减小。

强夯技术处理饱和土地基的试验研究

根据强夯加固饱和土地基的机理 ,依托一工程实例 ,以及强夯效果检测的实测数据 ,系统研究了饱和粘性土地基强夯后的强度特征 .在强夯检验中 ,采用了原位和室内试验测定强夯后土的强度和压缩性 ,并对试验数据进行了统计分析 .原位试验指标的随机特性采用左截尾正态分布的概率密度函数来描述 .根据结构可靠性分析原理成功地提出了地基土失效点概率的概念 ,并将其应用于强夯加固效果的综合评定 .最后 ,对强夯加固饱和土地基失败的原因进行了分析 ,并对强夯地基强度随时间的增长而增长 ,即时效性这一新的领域进行了初步探讨 .

胶济客专非饱和土地基沉降特性试验研究

研究目的:由于非饱和土的复杂性,目前非饱和土理论还不完善,尚未形成成熟的非饱和土固结理论和沉降计算方法。地基沉降已成为高速铁路客运专线路基的主要控制因素之一,在掌握非饱和土物理力学特性基础上,揭示非饱和土地基沉降特性,对于在其上修建高速铁路客运专线根据工期情况选择更加合理、经济的地基处理措施具有重要意义。研究结论:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46%～80%;路堤在填筑期可完成总沉降的75%以上,经过3～5个月的放置,可完成总沉降的90%左右;非饱和土应力-应变、应变-时间关系均符合双曲线模型,沉降预测推荐双曲线法;非饱和土地基上一般地段修建有砟轨道客运专线地基不处理,修建无砟轨道客运专线只对地基浅层5～8 m采用复合地基处理,对于高填方及过渡段加大复合地基处理深度。

分级加荷时饱和土地基的固结分析

论述了外荷载分级施加时，饱和土地基一维固结的微分方程及其在给定的边界条件和初始条件下的解析解，分析了土中一点的孔隙水压力的变化规律，提出了分级加荷时地基中一点的固结度的定义方法。

胶济客运专线非饱和土地基原位试验研究

地基原位试验作为客运专线地质勘察工作中常用的试验方法被广泛应用,然而各试验方法侧重点各有不同。根据工程性质和现场具体情况,在胶济客运专线青州取直段选择8个特征断面以进行包含钻孔取样在内的标准贯入试验、平板载荷试验、预钻式旁压试验、静力触探试验等地基原位试验方法。综合考虑各试验方法适用性,对比相关试验结果,确定该区域地基强度、变形特性,以便确定经济、合理、有效的非饱和土地基处理改良方法;最终通过现场沉降观测以验证改良方法的合理性和确保施工安全。

有限厚度各向同性饱和土地基上无限长梁的动力响应研究

以Boit弹性饱和多孔介质理论及Euler-Bernoulli弹性梁理论为基础,应用Fourier变换,采用逐次去耦消元方法,求解了各向同性饱和土地基动力响应基本微分方程组;建立了有限厚度各向同性饱和土地基与无限长梁动力相互作用的控制方程,给出了方程的解;通过数值计算,研究了简谐荷载作用下梁的动力响应,分析了地基厚度及地基与梁的参数对梁挠度动力响应的影响.

既有房屋饱和土地基极限承载力增长的探讨

饱和土地基在既有房屋长期荷载作用下,地基土强度参数值随着地基土的排水固结和压密而提高,地基极限承载力也同时增大,如何估算此提高值而挖掘其潜力,传统方法只是借助于统计回归讨论了设计承载力。本文从土力学基本原理出发,借助Prandtl假定,对既有房屋饱和土地基极限承载力的增长进行了探讨。

基础-饱和土地基耦合系统分析的微分求积单元法

研究了基础-饱和土地基耦合系统的动力学特性.首先根据多孔介质理论,在小变形的假设下,分别建立了耦合系统中不可压流体饱和土地基和弹性基础的运动微分方程以及相应的边界条件,连接条件和初始条件;然后在空间域采用微分求积单元法对基础-饱和土地基的控制方程进行离散,并提供了正确处理耦合系统界面之间连接条件和间断性条件的方法,从而得到时间域内的一组代数-微分方程;接着运用隐式二阶向后差分格式处理了代数-微分方程组;最后利用牛顿迭代法数值求解了该方程组,得到了耦合系统的数值解,考察了所布节点数和参数对数值结果的影响.

强夯法施工技术在非饱和土地基处理中的应用

文章以强夯法施工技术在具体工程中的应用为实例,阐述强夯法施工技术在非饱和土地基处理工程中的应用机理,提出施工工艺流程和质量检测与施工操作要点,并通过实践运用分析,阐明该技术在非饱和土地基处理施工中的可行性和优越性。

强夯法处理饱和土地基的应用

通过对普通强夯法工艺进一步改良,在饱和粉土、粉质粘土地基上铺垫1.5 m厚含水量较低的素土,然后采取主夯+复夯+满夯的方法,对地基土进行加固处理,根据处理效果,饱和土地基通过强夯处理得到改善,提出在大面积饱和土地基中可考虑采用强夯处理的观念。

浅谈动力固结法加固饱和土地基的适用条件

随着科学技术的发展,现代建筑工程中出现了很多先进的施工技术以及施工理论,动力固结法在加固饱和土地基中得到了广泛使用。现代建筑工程中动力加固法的使用,大大提升了基础工程的性能与质量,同时也有效的提高了基础工程的施工效率,还节省了社会资源。但是,动力固结法在加固饱和土地基中会受到一些限制,就实际情况来看,问题主要是动力固结法加固饱和土地基的适用范围,为了提升加固饱和土地基动力固结法运用的实用性,要对动力固结法加固饱和地基的适用条件进行分析。

移动荷载作用下非饱和土地基动力响应分析

基于非饱和多孔介质理论的研究成果,考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性及各相物质间的黏性、惯性耦合作用,建立了移动荷载作用下非饱和土地基的动力控制方程。结合坐标变换,采用Fourier变换和Helmholtz矢量分解原理,获得了地表透水透气边界条件下频域内非饱和土位移、孔隙水压和孔隙气压的表达式。通过数值算例,分析了荷载移动速度、饱和度以及边界条件等因素对非饱和土地基动力响应的影响规律。结果表明:该边界条件下地表竖向位移随饱和度与荷载移动速度的提高而增大;孔隙水压和孔隙气压在透水透气时沿深度方向先增大后减小。

饱和土地基的单质点模型参数解答

基于饱和土动力柔度系数的解析解,计算了相应的实用化质—弹—阻参数,结果表明,饱和土参数与相同条件下非饱和弹性半空间的数值有明显差异,宜乘以提高系数予以修正。

地下动荷载作用下非饱和土地基中双层波阻板隔振性能研究

为了探究非饱和土地基中波阻板的隔振性能以及提升传统均质波阻板隔振的频宽。基于单相弹性介质理论和非饱和多孔介质理论,对地下动荷载作用下非饱和土地基中双层波阻板的隔振效果进行了研究。利用Fourier积分变换和Helmholtz矢量分解原理,建立了地下动荷载作用下非饱和土地基动力响应的计算列式。分析了双层波阻板各层弹性模量、密度、板厚、埋深、土体饱和度及荷载频率等物理力学参数对双层波阻板隔振性能的影响规律。研究结果表明:通过设计波阻板各层的弹性模量和密度可获得双层波阻板的最佳隔振效果,同等厚度下,双层波阻板的隔振效果要优于均质波阻板。双层波阻板提升了均质波阻板减振的频宽,其对低中高频振动(5 Hz≤f≤80 Hz)均有良好的隔振效果。双层波阻板的埋深越靠近振源处隔振效果越好,并且存在临界厚度,当波阻板厚度超过其临界厚度时,隔振效果随厚度的增大而减小。土体饱和度对双层波阻板隔振效果影响显著,在低饱和度时双层波阻板可以取得更好的隔振效果。

饱和土地基中桩周土固结模式的分析及其级数解

该文对沉桩后桩周土的固结模式进行了讨论。在考虑了沉桩引起的超孔隙水压力的初始分布和边界条件后,通过MATLAB对该固结模式进行了级数求解,分析了各种参数变化对超孔压消散的影响。

充水预压法处理非饱和土地基

软弱非饱和土地基 ,常采用复合地基加固 ,但费用较高 ,采用充水预压加固可达到提高地基强度、减少工后沉降的目的 ,并可有效降低工程造价。该文简单阐述非饱和土地基充水预压的加固机理 ,结合油罐工程实例介绍充水预压荷载分级。

循环荷载下饱和粉土地基单桩水平承载特性试验研究

在饱和粉土地基中进行了单桩水平静力和循环加载室内模型试验,实测得到静载和循环荷载下桩身弯矩与深度的关系、桩身最大弯矩与循环次数之间的关系等,推导出静载和循环荷载下粉土的p-y曲线,并结合API规范给出了针对粉土地基的相关参数。单桩循环加载试验结果表明,在一定深度内随着循环次数增大,粉土极限抗力显著减小,文中给出了不同循环次数和深度下粉土地基极限抗力的折减系数建议值。

繁华城区饱和软土地层过街通道浅埋暗挖施工关键技术

文章以杭州某人行地道工程为例,介绍了在繁华城区饱和软土地层条件下,采用浅埋暗挖法施工地下通道的若干关键技术。在掌子面超前预加固方面,TSS工法具有注浆压力易控制,浆脉分布均匀的特点,同时注浆管对土体存在加筋效应;在开挖工法方面,采用CRD六部开挖,宜先中间后两侧,预留核心土长度应结合土体注浆预加固和锁脚锚管控制侧墙变形效果加以综合确定;在临时支撑拆除风险控制方面,可通过加密纵向连接筋和设置全断面径向小导管来提高结构刚度和土体强度,并控制地层沉降。