土体自重固结压缩对地面沉降影响研究

以南通市为例,建立了土体自重固结压缩、地下水开采与地面沉降三维全耦合模型。在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了南通市在地下水停止开采,仅在土体自重固结压缩影响下,自2010年12月31日—2025年12月31日各含水层组地下水流场变化和地面沉降的发展趋势。结果表明,在此期间,南通市由土体自重固结压缩引起的最大地面沉降量为2.42 mm,最大地面沉降速率为0.16 mm/a,土体自重固结压缩对南通市地面沉降的影响极为有限。

饱和多孔土固结引起的桩负摩擦力分析

根据Biot固结理论,采用Laplace和Hankel变换方法得到了半空间饱和土体内受垂直载荷作用下的变换域内基本解,再根据虚拟桩法,得出了单桩的第二类Fredholm积分方程,最后通过对积分方程的数值求解得出了在圆形载荷作用下,单桩桩侧的负摩擦力以及桩的孔压消散变化的情况.数值结果表明,圆形载荷半径越大,负摩擦力的中性点逐渐上移的程度越大,而且孔压随载荷半径增加而增加.

真空预压法加固软土地基的数值模拟

对真空预压法加固软土地基的效果进行了数值模拟分析,采用大型通用有限元程序Abaqus进行实际工程的模拟计算及分析,采用剑桥模型来模拟真空预压下土体的固结变形过程,说明真空预压法加固软土地基效果明显。

比奥固结全耦合模型参数灵敏度分析

为了准确研究比奥固结全耦合数值模型中水力学参数和土力学参数对地面沉降的影响程度,针对南通兴益大厦深基坑场地,以比奥固结理论为基础,引入黏性土流变理论,将模型中应力应变关系推广到黏弹塑性,同时考虑了土体相关参数随应力应变状态的动态变化,建立了地下水开采与土体变形的三维全耦合数值模型。在此基础上,选取相关水力学参数和土力学参数,进行局部灵敏度分析和Morris法全局灵敏度分析。结果表明:土体的弹性模量、黏聚力和重度对地面沉降的影响最大,此外,土体的内摩擦角和泊松比也分别对地面沉降有较大影响。

土石坝超深混凝土防渗墙变形与受力分析

我国病险土石坝已开始应用超过60 m的超深混凝土防渗墙进行加固。受库水变化和帮坡加载等作用、基岩嵌固条件及墙体材料性能等影响,防渗墙受力复杂多变。结合花凉亭水库大坝除险加固工程,采用Biot固结理论和南水双屈服面弹塑性模型,对混凝土防渗墙在坝体内的变形与受力情况进行三维仿真分析。成果表明:坝体混凝土防渗墙受老坝帮坡加固和库水上升的影响较小;超深混凝土防渗墙建议适当提高抗压强度、降低弹性模量,以满足其受力和耐久性要求;对于非直线型大坝拐弯处的混凝土防渗墙,底部墙体应力会增大,可考虑增设钢筋等措施。研究成果可为超深混凝土防渗墙的设计提供借鉴。

上海地区第三硬土层间粉土夹层抽水沉降效应分析

现场对上海第三硬土层间粉土夹层即第(10)夹层承压含水层实施抽水试验,对水位、地表沉降及深层沉降进行观测,采用三维渗流及比奥固结理论模拟,分析了深层承压水抽水过程中的地层垂向变形与地下水水位变化之间的关系,为超深基坑地下水控制提供了依据。