广义Gibson地基中单桩-土-承台共同作用简化分析

基于广义Gibson地基中单桩桩顶支承刚度和地基土支承刚度,结合单桩与承台间等效相互作用系数,建立了单桩–土–承台共同作用方程,提出了广义Gibson地基中单桩–土–承台共同作用简化分析方法。算例分析表明:简化分析结果与有限元分析结果、Butterfield解之间具有良好的一致性,验证了简化分析方法的合理性。参数分析表明:当桩的长径比l/d≥30,且承台与桩的半径比n≤4时,承台分担荷载较小,承台对带台单桩基础整体支承刚度的影响可忽略不计;弹性模量增加系数kE对带台单桩基础性状的影响比较明显,基础整体支承刚度与kE近似成线性增加关系。

Gibson地基半透水边界一维固结分析

针对单层Gibson地基模型,研究了半透水边界饱和土层在各种荷载作用下有效应力以及固结度的变化.运用Laplace变换求得了频域内有效应力在任意荷载作用下的解,并结合数值Laplace逆变换,对几种常见荷载作用下的固结进行了讨论,通过具体算例研究了各土性参数对固结的影响.结果表明,半透水边界Gibson地基的一维固结与传统固结理论有一定的差异.

Gibson地基的一维固结解

针对单层Gibson地基模型,运用Laplace变换,求得了单层Gibson地基的一维固结问题,得到了频域内的通解。通过Laplace逆变换,即可计算单层Gibson地基在任意荷载下的一维固结特性。此外,结合工程实例,对解进行了探讨,揭示了单层Gibson地基的固结特性。

成层Gibson地基中单桩沉降的非线性分析

针对成层Gibson地基模型,研究了轴向荷载作用下单桩的非线性沉降响应。利用最小势能原理求得桩土体系的控制方程,获得了土体位移的解析解及桩身沉降的差分方程式。将土体看作线弹性理想塑性材料,分析了土体的非线性对桩身位移的影响,提出了考虑非线性的单桩沉降响应计算方法,利用Maple编制了相应的分析程序。通过算例研究了土性参数及桩长径比对端承单桩沉降的影响。将研究结果应用于桩基静载荷试验成果的分析,结果表明,两者吻合较好,证明了该方法的合理性。

成层Gibson地基半透水边界一维固结解

针对成层Gibson地基模型,研究了半透水边界饱和土层在各种荷载作用下有效应力以及沉降的变化.运用Laplace变换求得了频域内有效应力在任意荷载作用下的解,并结合数值Laplace逆变换,对几种常见的荷载作用下的固结进行了讨论,通过具体算例研究了各土性参数对固结的影响.在实际工程计算中,应根据土层和垫层的具体情况,确定边界条件属于完全透水、半透水或不透水,从而得到更为准确的结果.循环荷载作用下成层Gibson地基固结,其有效应力和变形都呈振荡增长,由于水的存在,两者的变化步调不与荷载同步,这一点与弹性单相介质在循环荷载作用下的规律不同.对于双面排水地基,靠近土层上下表面处应力振荡幅值较大,滞后时间较小;本文计算模型中假设压缩模量只随深度变化,不随时间变化,因此有效应力及变形振荡较大,而实际工程中,由于压缩模量随加载过程的顺延有增长趋势,故可以想像随时间增长,时间有效应力和变形的振荡幅度将减小.

基于广义Gibson模型的大面积荷载下地基沉降计算方法

随着经济的快速发展,我国大型建(构)筑物、围海造地和场地形成工程日益增多,大面积荷载下的地基沉降问题日益突出,因此开展大面积荷载作用下地基的沉降计算理论研究具有重要的理论价值和现实意义。基于广义Gibson地基模型,考虑地基参数随深度变化的非均质性,求解出大面积荷载作用下地基中心点的竖向位移解析解,利用解析分析对"大面积"荷载进行了讨论与定义。最后,通过上海某大面积场地形成工程实例和三维数值模拟验证了该方法的可行性。结果表明,该计算方法能够较好地反映大面积荷载作用下地基的沉降规律,对于实际工程中预测大面积荷载下地基沉降具有应用价值。

一种基于Gibson土的改进Vlasov地基模型

对 Gibson土中的 Vlasov双参数地基模型进行了改进 ,导出了相应的特征函数 ,并就集中及均布条形荷载下土中内力及地面位移进行了分析 .结果表明 ,土体的非均匀性对其内力与位移影响较大 。

广义Gibson地基上刚性圆板的扭转特性(英文)

考虑地基为饱和的且下卧基岩,研究了广义Gibson地基上刚性圆板在简谐扭转荷载作用下的动力响应问题。从饱和地基Biot理论出发,建立了剪切模量随深度线性变化的饱和地基动力微分方程,结合扭转振动的特点,通过Hankel变换求解了此微分方程,给出了Hankel变换域内的剪应力和切向位移。然后根据饱和地基与基础接触面处为混合边界条件、饱和地基与基岩接触面处应力和位移连续等边界条件,建立了描述扭转振动的对偶积分方程,借助数学方法求解此对偶积分方程,并给出了基础的动力柔度系数和角位移幅值的表达式。最后通过数值算例研究了地基的非均质性和渗透性对基础扭转特性的影响。

Gibson地基模型参数的一种实用确定方法

Gibson地基在理论上可以考虑土体模量沿深度的变化,但工程应用中一直存在相关参数难以确定的问题。基于压缩试验成果和魏汝龙割线模量法双曲线模型,探讨提出确定单层和成层Gibson地基参数的实用新方法。该方法对压缩性状服从双曲线模型的土体较为适用。通过对浙江沿海地区若干典型工程的试验结果分析,结果初步表明地表处剪切模量为零的狭义Gibson地基在实际工程中几乎不存在。结合真空堆载联合预压加固软基的工程实例,对比分析了成层Gibson地基模型在沉降分析中的应用。新方法确定的成层Gibson地基模型不仅应用简便,而且可以显著地提高地基沉降预测结果的精度。在地基有效加固深度不是特别深厚的情况下,Gibson地基模型能较好地改进不能考虑模量随埋深变化的传统模型。

埋置简谐扭转荷载作用下广义Gibson饱和地基动力响应

考虑地基为饱和半空间,研究了广义Gibson饱和地基内作用简谐扭转动荷载时地基的动力响应问题。从Biot饱和地基固结理论出发,结合扭转振动的特点,建立了剪切模量随深度线性变化的饱和地基扭转振动的动力微分方程,通过Hankel变换求解此微分方程,给出了Hankel变换域内的切向位移和剪应力关于待定系数的表达式。根据饱和地基表面为自由表面,荷载作用面位移连续、剪应力差等于动荷载大小,波的辐射条件等边界条件求解出待定系数,借助Hankel逆变换给出地基内的位移和应力的表达式。通过数值算例研究发现:在同一水平面内,地基内的切向位移和剪应力曲线的实部和虚部都呈现出非常明显的波动变化规律;在竖向平面内,动荷载作用面上部区域内随深度逐渐增大时,地基内切向位移和剪应力曲线的实部逐渐增大,而在动荷载作用面下部区域则正好相反;扭转动荷载的影响范围主要是荷载作用面上下2倍半径区域。

广义Gibson饱和地基中刚性圆板的扭转柔度系数

考虑到地基在竖直方向上的非均匀性,结合扭转振动的特点,建立了简谐扭转动荷载作用时剪切模量随深度增大的广义Gibson饱和地基的动力方程,通过积分变换求解了动力方程。考虑到半空间地基表面处应力自由、埋置圆板所在平面为混合边界和无穷深度处为波的辐射边界等条件,得到了广义Gibson饱和地基中刚性圆板扭转振动时的对偶积分方程,通过合适的变换转化成了一个第2类Fredholm积分方程,求解了相应的动力响应问题。对比静扭距作用时的荷载-位移关系,给出了动力柔度系数和扭转角位移幅值的表达式,并把所研究的问题进行退化且与前人成果进行了对比。数值研究表明:当基础的埋置深度小于5倍基础半径时,广义Gibson饱和地基中埋置基础的扭转振动存在明显的边界层现象,且埋置深度越小,边界层现象越明显。

Gibson土体非线性大变形固结方程的解析解

探讨了土体一维非线性大变形固结问题的解析解法,给出了土体在单面排水和双面排水条件下、以孔隙比为变量的G ibson土体一维非线性大变形固结简化控制方程的解析解.利用该解析解分析了土体一维非线性大变形固结的性状,将土体一维非线性大变形固结理论解与Terzagh i一维小变形固结理论解进行了比较.研究结果表明,该解析解可用于土体一维非线性大变形固结问题其他数值解的验证.

移动荷载下下卧基岩Gibson地基的动力响应

针对G ibson地基模型,研究了在移动荷载作用下土体的动力响应。基于弹性方程,通过傅立叶级数展开将偏微分方程转化成常微分方程求解,得出了下卧基岩G ibson地基在移动荷载作用下土体中各点的响应,并讨论了在参数变化时土体各点响应的变化。从分析结果来看,表面土体的剪切模量G0的增大、剪切模量变化率α的增大、荷载移动速度c的减小和层厚H的减小都使土体中各点的竖直方向位移减小,当层厚到一定厚度时,可以忽略下卧基岩的影响,简化为半空间模型来考虑。

广义Gibson地基上的路堤稳定性数值分析

介绍了广义Gibson地基上的路堤稳定性数值计算方法,通过大型有限元软件ABAQUS对其进行了分析,提出了广义Gib-son强度折减数值计算在ABAQUS中的实现途径,并对地基非均质性系数m取不同值进行数值计算分析,得到该地基上的路堤边坡稳定安全系数的变化规律,其分析结果对路堤边坡的设计具有指导意义。

Gibson地基波阻板隔振分析

采用薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法,对Gibson地基三维波阻板(WIB)隔振设计进行了详细的参数分析。结果表明Gibson地基内采用WIB隔振有较好的隔振效果;应保证WIB具有合理的宽度和较小的埋深;增加WIB的厚度和模量是提高隔振效果的最有效的两种措施;此外地基竖向模量变化对WIB隔振效果也具有一定的影响。本文的研究成果对于WIB隔振设计的推广使用具有重要意义。

Iterative technique for circular thin plates on Gibson elastic foundation using modified Vlasov model

In this paper, to investigate the influence of soil inhomogeneity on the bending of circular thinplates on elastic foundations, the static problem of circular thin plates on Gibson elasticfoundation is solved using an iterative method based on the modified Vlasov model. On the basisof the principle of minimum potential energy, the governing differential equations and boundaryconditions for circular thin plates on modified Vlasov foundation considering the characteristics ofGibson soil are derived. The equations for the attenuation parameter in bending problem are alsoobtained, and the issue of unknown parameters being difficult to determine is solved using theiterative method. Numerical examples are analyzed and the results are in good agreement withthose form other literatures. It proves that the method is practical and accurate. Theinhomogeneity of modified Vlasov foundations has some influence on the deformation andinternal force behavior of circular thin plates. The effects of various parameters on the bending ofcircular plates and characteristic parameters of the foundation are discussed. The modified modelfurther enriches and develops the elastic foundations. Relevant conclusions that are meaningful toengineering practice are drawn.

均质弹性地基的埋深基础沉降计算

首先分析了埋深基础的5个效应:Gibson效应、壕沟效应、边墙摩擦效应、挡土墙效应以及浮基效应;然后给出了简单实用的考虑埋深的基础沉降计算方法,最后对埋深折减系数进行讨论,得出了一些有意义的结论。

有限深度Gibson地基上梁的稳定性

采用变分原理,给出了地基弹性模量呈线性变化的Gibson地基上梁稳定性的解析方法。将非均匀地基以改进Vlasov双参数模型模拟,并对地基-梁系统的最小势能取变分,得到梁稳定性计算的控制微分方程,然后建立了特征参数γ与失稳模态的相关关系。梁的失稳荷载可通过求解特征值得到,采用简单的迭代程序可求得失稳荷载与失稳模态。结果表明:地基土表层特性对地基模型的竖向弹性和连续特性影响较大,地基下部的影响有限。地基非均匀性将影响梁的失稳荷载和失稳模态,上硬下软地基上梁失稳将需要更大的失稳荷载。

非均质地基受荷问题解析的分层系数法

现有成层地基受荷问题求解方法尚不完善,传递矩阵法经常会出现病态矩阵和数据溢出,而解析层元法或刚度矩阵法存在高阶矩阵求逆很困难等缺陷。首先依据三维弹性静力学基本方程和Fourier正变换,推导得到含待定系数的土层状态变量矩阵形式解;然后结合成层地基边界条件、土层状态变量的待定系数转化关系以及Fourier逆变换,求得成层地基状态变量的已知系数解;最后针对均质半无限地基、三层不等厚地基及广义Gibson地基等算例进行方法验证及参数分析。结果表明:相较于传递矩阵法和解析层元法,提出的方法不仅合理且准确,同时具备数值计算稳定、求解速度更快、可自我校核以及适用土层数无限制等优点;层间接触面相对位移与界面滑移系数成正比,且与荷载作用面距层间接触面的尺寸成反比,界面相对位移变化值是荷载分布宽度变化值的2倍;广义Gibson地基分析时划分40层以上可满足计算精度要求,不同泊松比和荷载作用深度下土体体应变、位移均随非均质参数m的增大而减小;m对土体竖向状态变量的影响较为显著且m取值0.0~0.5时更值得关注。