砂土中冲刷条件下三筒基础水平承载特性研究

通过开展小比尺三筒基础承载力模型试验,研究冲刷条件下三筒基础水平承载特性,建立数值模型对模型试验结果进行验证与扩展,分析水平和弯矩荷载下,冲刷率e和相对筒间距S/D对极限承载力的影响,提出三筒基础极限承载力的冲刷修正系数dhe、dme的计算方法;采用固定荷载比方法,通过数值模型计算M-H加载条件下三筒基础的破坏包络线,分析冲刷率e和相对筒间距S/D对复合加载特性的影响,提出冲刷条件下三筒基础M-H破坏包络线公式。研究结果表明:冲刷条件下的三筒基础受水平和弯矩作用直至破坏的过程,经历弹性变形—塑性变形—失稳破坏3个阶段;三筒基础的水平极限承载力随冲刷率e的增大而下降,且下降速率逐渐增大,相同长径比的三筒基础的水平极限承载力随相对筒间距的减小而降低;随着冲刷率e的提高,三筒基础的M-H破坏包络线向内移动,随着相对筒间距S/D增大,归一化破坏包络线呈上凸的趋势。

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。

考虑桩土变形协调的复合地基设计方法

目前在复合地基的设计中,由于采用桩体压缩模量计算得到的复合压缩模量偏大,造成复合地基加固区沉降被低估;另外桩和桩间土承载力发挥系数取值主观性较强,导致复合地基承载力计算结果偏大。针对上述两个问题,从复合地基形成机理出发,指出桩及桩间土共同直接承担荷载时必须保证桩土变形协调。桩土变形协调的条件是:(1)桩刺入垫层的深度不能超过垫层厚度;(2)桩宜设置为摩擦桩。在此前提下,分别计算桩及桩间土的沉降,利用桩土变形协调方法得到了桩土应力比和承载力发挥系数理论值,进而得到加固区的沉降计算方法。工程算例证实,从保证复合地基有效设计和工程安全的角度出发,应该根据桩土变形协调来进行复合地基设计计算。

高应变动测技术在如东海域大直径钢管桩基工程中的应用研究

基于江苏如东海域三根大直径敞口钢管桩的初打和复打高应变动测试验数据,提出了适用于该海域的桩端折减系数η的推荐值和承载力恢复计算公式,为该海域大直径钢管桩基础的承载力评估提供了技术依据。敞口钢管桩高应变试验数据显示,试验桩侧阻力的恢复系数都远大于端阻力的,且桩侧阻力随时间增长显著,但端阻力的增长却很小。基于此,推荐如东海域大直径敞开钢管桩的桩端阻力折减系数η取0.05进行估算。此外,通过桩基土体恢复和增长机理探讨,提出桩基承载力恢复计算公式,且验证误差在10%以内。

某高层建筑复杂地质条件下筏板基础的设计探讨

闽南地区分布有广泛花岗岩残积土,由于花岗岩残积土的土层特殊性,其承载力取值有较好的提高空间。本文以复杂地质条件下厦门某高层建筑采用筏板基础为实例,通过分析残积砂质黏性土的土层特性,同时从承载力埋深修正、沉降量和沉降差等方面论证采用筏板基础的可行性、采用筏板基础的风险预判及其可采取的加强措施,供有关设计人员在类似项目中参考。

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。

云南红河特大桥浅埋重力式锚锭基础现场试验研究

云南红河特大桥建水侧采用浅埋重力式锚碇基础,锚碇后趾区和前趾区分别坐落在中风化板岩和强风化板岩上。该工程在前趾区域采用非等长刚性桩复合地基方案解决土岩组合地基、偏心受荷等因素引起的不均匀沉降和水平变位问题。为保证方案可靠性,项目在中风化和强风化板岩区域分别进行了3组直剪试验、3组载荷试验,针对刚性桩开展了2组单桩载荷试验。试验得到了中风化、强风化板岩的地基承载力分别不小于1200 kPa、800 k Pa,与基础的摩阻系数分别为0.60、0.55;单桩承载力特征值不小于3500 kN。

铁路岩溶地区多变量作用下的桩基承载特性分析

依托汉巴南铁路某桥梁桩基础工程,采用FLAC3D软件建立岩土-溶洞-桩基础三位一体的计算模型,分析岩溶地区桩基础在溶洞跨度、顶板厚度及溶洞形态多变量共同作用下的承载特性。结果表明:厚跨比不变时,顶板厚度的变化对桩基承载力的影响更为显著;长方体和圆柱体溶洞形态条件下的岩溶桩基安全厚跨比临界值选为1,而椭球体形态条件下的岩溶桩基安全厚跨比临界值选为2/3。通过顶板厚度对桩端承力影响曲线、顶板厚度对桩侧摩阻力影响曲线进行拟合,得到修正后的影响因子,进而对桩基经验公式进行修正,由修正后的经验公式所计算出的桩基极限承载力更贴合岩溶地区的实际情况。

DEM中砂土制样方法对浅基础承载力计算的影响

离散元数值模拟中,不同的制样方法会导致土体孔隙比和均匀性存在差异,进而对浅基础承载力的模拟计算结果产生影响,因此需要分析不同制样对浅基础承载力影响的问题.本文分别使用粒径放大法、Distribute法、GM(grid method)法和欠层压实法对无黏性砂土进行制样,且试样在10g的重力场下进行地应力平衡;利用测量圆对不同位置土体孔隙比、水平应力和竖直应力进行监测,得到试样平均孔隙比e和小于1的侧向土压力系数K0值;通过在试样表面放置刚性墙体并以相同的速度加载来模拟浅基础承载力试验,研究不同制样方法对浅基础承载力的影响.研究结果表明:GM法与欠层压实法生成的试样,其孔隙比接近最初设置的目标孔隙比,误差约为3.5%;而粒径放大法与Distribute法生成的试样,其孔隙比会小于目标孔隙比,误差为20.0%左右;在试样整体均匀性方面,GM法得到的试样均匀性最好,随后依次是欠层压实法、Distribute法和粒径放大法;由于不同制样方法所得的试样孔隙比和K0不同,在浅基础承载力模拟计算中不同制样方法得到的承载力关系为:GM法<欠层压实法<粒径放大法<Distribute法.

14000 kN·m超高能级强夯处理晋南地区湿陷性黄土的效果分析

为评价14000 kN·m超高能级强夯处理晋南地区湿陷性黄土地基的效果,在山西省临汾市翼城县某工业园区场平工程中开展了试夯试验,并进行了地面高程观测、探井取样、室内试验、动力触探试验和地基承载力检测。试验结果表明,单击夯沉量随着夯击次数的增加而逐渐降低,随着夯击遍数的增加,夯沉量趋于平稳所需击数减少;地基土夯后较夯前干密度提高约9.3%,压缩模量提高约106.3%,孔隙比降低约20.1%,压缩系数降低约48.1%,检测深度9 m范围内,黄土湿陷性全部消除;强夯处理后地基承载力特征值均不小于200 kPa,不同深度土层的动力触探击数介于3~13击,平均击数6击。试夯试验成果可以为晋南地区湿陷性黄土的强夯处理设计和施工提供参考。

广西航运枢纽工程新近系泥岩岩土参数取值

由于第三系泥岩地层时代新、成岩差、岩性软弱、模量低、强度低、承载力不高,特别是在卸荷或开挖暴露后易受环境条件影响,岩体的工程地质性质变化大,常规的岩石试验方法得到的指标往往比真实值低。依托广西航运枢纽工程,现场开展岩体载荷试验、钻孔声波速测试和旁压试验,研究广西新近系泥岩的地基容许承载力。采用SPSS数据分析软件,对地基容许承载力、钻孔纵波波速、岩体完整性系数的相关性进行分析,最终得出相关公式,可通过钻孔声波速测试间接获取新近系泥岩的地基容许承载力。研究可为类似工程提供借鉴和参考。

复杂地层大型污水处理构筑物沉井实施方案优化研究

以某沿海大型污水处理构筑物沉井为例,通过对比分析沉井初沉前不同预制高度(第一节)条件下的基底压力、地基承载力及不同刃脚下沉深度的阻力,对沉井施工过程中可能发生的问题进行预测;提出了基于基底压力、修正地基承载力分别与砂垫层厚度的曲线及交点进行沉井预制前临时基础铺设砂垫层厚度优化,基于地层界面处刃脚下取土和刃脚下留土两种取土方法的下沉系数与合理区间[1.05,1.25]的关系进行沉井实施方案优化的方法。以计算结果和变化规律为基础预测可能发生的问题,与现场实际基本一致;对实施方案进行合理优化,确保了沉井的顺利实施。

黄土湿陷性对桥梁桩基承载力的影响

为了研究黄土湿陷性对桥梁桩基承载力的影响,基于弹性理论,建立了黄土湿陷性影响下桥梁桩基承载力的力学模型,推导了湿陷性黄土中桥梁桩基承载力的计算公式,利用编制的计算程序,分析了不同湿陷系数、不同湿陷厚度下黄土区域桩基承载力的变化性状。公式计算结果与现场实测结果对比分析表明,其相对误差最小为5.2%,最大为6.7%,表明本文公式具有较好的实用性。

多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析

通过两组四桩多桩型刚性桩复合地基现场载荷试验,分析了多桩型刚性长短桩复合地基桩–土应力、荷载分担及其发展变化的工作性状;基于复合地基桩土应力及加载过程中深层土体水平位移实测结果,讨论刚性桩复合地基的应力扩散角理论;讨论了多桩型刚性长短桩复合地基承载力采用应力复合法计算参数的取值方法。相关成果将有助于复合地基特别是多桩型刚性桩复合地基的理论研究和工程应用,同时表明进一步进行多桩型复合地基现场试验研究与工程实测的必要性与紧迫性。

软质岩石地基承载力试验研究

利用改进的深层平板载荷试验装置对岳阳市城区典型的强风化、中风化和微风化软质板岩岩石地基进行8个场地26个试验点的现场岩基载荷试验,得到了相应的p-s,s-lgp和lgp-lgs曲线。试验结果表明:(1)p-s曲线均属缓变型,比例界限载荷不明显,但s-lgp曲线的第二拐点比较明显,可依此确定软质岩石地基的极限承载力;(2)强风化板岩岩石地基极限承载力较小且离散性极大,相应的最大沉降值较大且变化也大,而中风化板岩岩石地基极限承载力较大且较为稳定,对应的最大沉降值较小且变化也小,是桩基础良好的持力层;(3)卸载试验所获得的回弹值均较小。由此说明,软质板岩岩石地基在载荷作用下弹性变形阶段很短,其变形一开始就表现出非线性弹塑性特征,因而在对软质板岩岩石地基承载力进行理论计算或数值模拟时,采用非线性弹塑性本构关系更为合适。室内岩石试验结果表明,按岩石饱和单轴抗压强度乘以折减系数确定的岳阳市城区中风化软质岩石地基的承载力远低于岩石地基的实际承载力。根据规范提供的方法进行反算,得出了实际折减系数的建议值。

铁路路基复合地基承载力验算方法研究

铁路路基复合地基应进行承载力验算,但工程实践表明铁路路基复合地基承载力验算标准偏严格,限制了搅拌桩等柔性桩复合地基的应用范围。基于理论分析和工程案例,对地基承载力与稳定性关系、地基承载力与沉降关系、复合地基承载力验算的必要性及验算方法进行探讨和研究。研究结果表明:从检验地基处理效果、覆盖桩体破坏模式及确保工程安全的角度出发,铁路路基复合地基的承载力验算和检测是十分必要的。铁路路基复合地基稳定性和基底压应力之间存在对应关系,与最小稳定安全系数相对应的基底压应力可作为路基下地基容许承载力。地基稳定性是决定铁路路基地基容许承载力的最主要因素,适当放宽对铁路路基的地基承载力要求是合理的。考虑加筋垫层作用后,铁路路基复合地基承载力修正系数k可根据地基稳定性要求适当提高并细化:地基稳定安全系数取1.2时,k值取1.5~1.8;稳定安全系数取1.25时,k值取1.35~1.7;稳定安全系数取1.3时,k值取1.2~1.6。

土性参数概率特性对地基承载力可靠度的影响

对地基承载力的不确定性进行了分析 ,提出了针对土性的不确定性的地基承载力的可靠性分析方法 ,最后结合工程实例作了具体的分析计算 ,并重点分析了土性参数特性对地基承载力可靠度指标的影响规律。结果表明 ,用可靠度分析结果和用定值分析结果有其一致性 ,但用可靠度分析更为科学合理 。

现浇X形群桩竖向抗拔特性及影响因素分析

结合南京某污水处理厂软基处理工程,开展了现浇X形钢筋混凝土桩(简称X形桩)单桩竖向抗拔承载力现场试验,测得了荷载-位移关系曲线;基于FLAC3D软件建立了竖向上拔荷载作用下X形单桩、群桩特性分析的数值模型,并与现场单桩抗拔试验结果进行对比分析;比较研究了与等效圆形截面桩抗拔承载力的差异,并分析了基桩长度、桩-土摩擦因数以及基桩位置等因素对X形群桩力学特性的影响规律。研究结果表明:X形桩竖向抗拔承载力与其等外包直径的圆形截面桩承载力相近,较等混凝土用量的圆形截面桩承载力提高了近17.4%。

CFG桩复合地基承载力公式β参数取值分析

根据桩土共同作用机理,对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基承载力计算公式进行了分析,探讨了承载力简化计算公式中影响桩间土承载力折减系数β取值的各种因素;由北方地区17个工程静载试验资料反分析β值,并依据结果,给出了折减系数β的建议值。研究结果表明,在诸多影响因素中成桩工艺是主要影响因素,现行规范中β取值较低,还有提高的余地,至少对北方地区而言可以提高一些。

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。