地基承载力特征值确定土变形模量的探讨

目前我国地基沉降计算主要采用土压缩模量来计算,再用经验系数对计算结果进行修正。这种方法对于一些结构性较强的硬土地基误差较大,主要原因是取样扰动影响。为此,探讨了变形模量与地基承载力特征值的理论联系,在笔者提出的确定变形模量经验方法基础上,总结出依据地基承载力特征值确定变形模量的方法,该方法具有理论依据,可便捷地通过岩土工程勘察报告中常提供的地基承载力特征值确定土的变形模量,能够更为准确计算地基沉降值。采用不同方法(压板试验法、压缩模量推求法、标贯击数法、承载力经验法、依据地基承载力特征值确定变形模量法)计算了若干试验案例,通过对不同方法结果的对比,初步验证了依据地基承载力特征值确定变形模量法是可行的。

真空预压-PVD排水板加固吹填土地基试验及数值模拟研究

对虎门港地区某施工现场典型吹填土开展了室内土工试验、真空预压-PVD排水板加固吹填土的室内单井模型试验,通过试验测量模型筒内的孔隙水压力、土体沉降量、排水板不同位置的真空度大小和试验排水量,并在模型试验结束后取模型筒内不同位置的土样进行直剪试验和含水率测定,对真空预压-PVD排水板加固土体效果和排水板淤堵问题进行了分析,并用Abaqus软件建立了相应的二维有限元模型,分析改变膜下真空度和改变排水板插入深度等因素对地基固结效果的影响。研究发现,土体的抗剪强度随着深度的增加而逐渐降低,土样的顶部沉降量最大,逐渐减少至中部以下土样的沉降仅有轻微差异,受淤堵层的影响,排水表现出在排水开始时排水量迅速增加,达最大值后逐渐减小,最后趋于稳定的现象;而随着膜下真空度的增大和排水板打设深度的增加,地基固结效果越好。

原位土体受力状态特征研究

目前,判定土体强度与地基承载力的理论与方法众多,但是现有的设计承载力是通过经验和统计方法以相当大的随机变化性和离散性折减极限荷载而得到的。为了规避这种不确定性的影响,揭示原位土体受力状态特征,文中应用结构受力状态理论对载荷板沉降试验数据进行土体受力状态建模。首先将实测沉降数据转化为广义力的功(GFW),形成表征土体受力状态的特征参数。然后利用Mann-Kendall(以下简称M-K)准则判定特征参数随荷载变化曲线上的突变点。最后用结构受力状态分析方法得出的土体实质承载力与现行中国规范判定结果进行对比。结果表明应用结构受力状态理论能进一步判定土体的实质强度与弹塑性分支(EPB)强度,并且可将弹塑性分支强度直接作为土体的设计荷载,在保证安全的前提下更合理地设计地基承载力。

基于地基土超固结特性的浅层平板载荷试验分析

为实现对工程地面荷载、沉降问题的深入检测,相关人员通过浅层平板载荷试验,在明确稳定沉降的基础上,着重分析不同指标下超固结特性地基土的地基承载力。基于此,文章针对地基土的超固结特性浅层平板载荷试验展开分析,采用不同形状、尺寸的载荷板科学测定地基承载力;同时,有效明确地基土变形参数,为相关工程地基高质量建设提供数据支撑。

平板载荷试验推算单层均质土地基沉降方法探讨

原位试验中的平板载荷试验是评估地基承载力和沉降特性最为可靠的一种方法,但受限于载荷板的尺寸,该试验的影响深度较小,当建筑基础的尺寸较大时,地基应力影响范围内为多层土,仅通过平板载荷试验无法反映建筑基础的实际沉降。文中旨在探讨传统土力学中地基沉降计算方法的局限性与改进方法;通过对室内侧限压缩试验曲线计算地基沉降的分析,结合现场压板载荷试验的实际沉降过程,揭示两者之间的差异,并利用平板载荷试验推算单层均质土地基沉降的适用性。

基于数值模拟分析的煤场软土地基处理

东南沿海地基软土地基处理对各类建设工程至关重要。为控制工后沉降,保障沿海大面积堆场地基稳定性和安全性,开展堆场地基处理及投产后加荷过程中沉降变形与数值模拟研究。以舟山某燃煤发电厂煤场地基处理工程为例,对天然地基、塑料排水板堆载预压法地基处理的沉降量进行了计算,并利用有限元软件PLAXIS2D对堆载下的地基稳定进行分析。研究结果表明,煤场如采用天然地基在堆煤作用下,工后沉降大,固结沉降时间长,地基处理应尽早进行;煤场采用真空联合堆载预压排水固结的方式进行地基处理,可有效改善地基沉降问题。

基于横观各向同性的土工格栅增强地基力学特性研究

【目的】土工格栅加筋地基在水利、建筑、交通等工程应用广泛,其竖直方向和水平方向的力学特性是值得关注的焦点。为研究不同加筋间距、层数对土工格栅加筋地基竖向和水平向承载特性的影响,【方法】通过物理模拟浅层平板载荷试验,将土工格栅加筋地基视为横观各向同性介质,结合复合材料力学理论推导出了弹性参数的求解方法,同时考虑地基横观各向同性特征计算了竖向附加应力及沉降量。【结果】结果显示:400 kPa可作为地基极限荷载值,加筋5层、7层、16层在相同沉降位置的地基承载力分别提高了26%、39.2%、63.5%;在相同挡墙高度107 cm处,加筋5层、7层、16层工况相比无加筋工况水平位移减少了59%、66%、85%。【结论】结果表明:土工格栅加固地基后对土体的变形模量、剪切模量增强作用显著,而竖向泊松比变化较不明显;加筋地基的水平、竖向变形模量分别与加筋率之间存在较好的线性关系,采用横观各向同性模型推导计算的附加应力值接近试验值,计算的沉降量与试验值误差较小。研究成果可为类似实际工程设计提供一定的理论依据。

深层平板载荷试验检测方法分析

文中以漳州市东山县某工程一期二区1号楼建筑为例,对该项目3个试验点试验土层碎块状强风化花岗岩进行深层平板载荷试验检测。检测结果显示,地基土在最大试验荷载作用下,沉降未出现明显增大,均能满足设计要求。

路堤荷载下双向增强复合地基荷载分担比及沉降计算

针对路堤荷载下双向增强复合地基受力变形特性,以单桩有效影响范围内的路堤与复合地基为分析对象,引入大挠度环形薄板考虑加筋垫层的"柔性筏板效应"与"拉膜效应",同时通过假定桩土相对位移模式,考虑地基成层性,从而建立了路堤、水平加筋体、桩体、桩间土协调变形三维模型,获得了路堤荷载作用下双向增强复合地基的荷载分担比及沉降计算方法。采用某工程试验数据对该计算方法进行验证,同时分析了路堤高度、桩帽宽度、筋材抗拉模量对中性点位置、桩土差异沉降以及复合薄板中面最大拉应力的影响,结果表明该方法所求得的荷载分担比及沉降与实测值较为接近,证明了其合理性。

基于载荷试验的青藏铁路试验路堤沉降监测设备可靠性验证

青藏铁路成败的关键在路基工程,而路基工程的关键是冻土问题。为研究填土分选重组试验路堤的承载力状况以及冻土沉降钻孔监测设备的性能和监测结果的可靠性,进行了基于平板载荷试验的冻土沉降监测设备可靠性验证,估算试验路堤的承载力。试验结果表明,将试验路堤土体视为各向同性弹性连续介质模型是合理的;冻土变形监测设备测试结果与利用土介质的各向同性弹性连续介质模型的计算结果相吻合,显示出冻土钻孔变形监测设备具有较高的可靠性。

岩溶地区高层建筑筏板基础的实践

介绍岩溶地区一高层建筑群采用天然地基上筏板基础设计的实践。该建筑群共7栋,楼高16层,其中1层地下室,基础底板置于标贯击数为9～11击的可塑粉质黏土层,土层以下为岩溶发育区,岩面高差达15m。原桩基方案实施困难较大,故考虑采用筏板基础。为合理确定地基承载力和计算沉降的变形参数,对其地基承载力采用原位压板荷载试验确定,较大于原地质报告提供的承载力。变形参数采用原位压板试验所确定的变形模量,变形模量为压缩模量的6倍。根据原位压板试验确定的强度和变形参数计算筏板基础下地基的承载力,并采用集中力弹簧模型计算筏板各点的沉降。同时筏板基础采用有限元等方法计算其内力和沉降,并进行设计。监测结果表明,实测沉降值与原计算值较一致。

地基非线性沉降计算原状土切线模量法的推广和应用

根据原状地基的载荷试验曲线,对于试验曲线为任意形式的情况下,提出了直接应用实测压板试验的P-S曲线,依据应力水平确定原状土切线模量的一般方法,建立了应力水平与原状土切线模量的关系。用该切线模量对地基沉降进行分层总和法计算,反映了原状地基土的特点和土的非线性,可以用于较准确地进行地基的沉降计算,且可以计算地基的非线性沉降过程,同时可以克服原切线模量法中假设压板试验曲线为双曲线方程的限制,使原状土切线模量法能应用于更广的范围。通过实例说明了方法的可行性。

土质路基荷载下地基沉降的修正计算方法

地基沉降分析中如何获取准确的应力分布和变形参数的问题尚未很好解决,为了提高土质路基地基沉降计算的精度,提出一种利用压板载荷试验成果求解地基沉降的修正切线模量法。首先,结合考虑路基高宽比b/h影响的地基反力分布和Boussinesq理论,得到了土质路基荷载下的修正附加应力,再根据原状土地基压板载荷试验曲线,建立切线模量与修正附加应力的关系方程,最后,基于分层总和法进行地基的非线性沉降分析。通过两种中等压缩性土地基沉降计算结果表明,修正切线模量法的计算值接近于实测值,可作为以沉降变形为控制目标的高速铁路地基沉降计算的参考方法。

用链杆法求解中厚度地基上圆板

给出了环形均匀荷载作用下刚性下卧层上中厚度地基的沉陷系数和圆板挠度计算公式,使得一般中厚度地基上圆板的计算简单易行。用链杆法求解中厚度地基上圆板,大大地减小了求解问题的规模,计算效率显著提高。文中算例说明,半空间地基和文克勒地基都是中厚度地基的特殊情况。

尖点突变模型在平板荷载试验中应用及预测研究

根据静力荷载试验曲线的特点,定性地分析了利用尖点突变模型表达荷载-沉降曲线的可行性.通过坐标变换导出平板荷载试验的荷载-沉降曲线方程在沉降量、施加荷载及承载力因子三维空间中的表达式.根据土的破坏条件,确定出相应参数并建立其尖点突变模型.利用该突变模型对已有的试验进行了预测,预测结果和试验结果吻合较好.

基于地基载荷板试验的弦线模量探讨

介绍了弦线模量提出的学术背景、弦线模量的定义,说明如何获取弦线模量,并就弦线模量所蕴藏的学术意义展开了深入挖掘和分析,认为载荷板试验曲线可视为一种本构关系;从地基附加应力和地基模量的角度出发,说明弦线模量在地基沉降计算上是合理的.分析了载荷板试验曲线与室内压缩试验曲线异同点,并说明这是导致两种地基沉降计算结果差异的根本所在.阐明了弦线模量和其他几种模量的关系,说明弦线模量与弹性模量不同,它既与材料的性质有关,又与应力水平有关,反映了材料的非线性性质.结合自己的研究工作,说明弦线模量可用于高速铁路地基沉降计算,且精度很高;最后就弦线模量所引发的问题进行讨论,指出了原位土力学是今后的一个新的发展方向.

现代地基设计理论的创新与发展

主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是传统的半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量E_(t0),黏聚力c和内摩擦角φ。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量E_(s1-2)求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量E_(s1-2)即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的E_(s1-2)为2~4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。

郑武客运专线地基土沉降与变形规律的试验研究

研究目的:获取郑州至武汉铁路客运专线沿线地基土的沉降与变形规律。研究结果:选取代表性地区进行多组平板载荷试验,获得了沿线广泛分布的粉质黏土的变形特性及时效关系,分析了温度和前期固结压力对沉降的影响,最后提出了加固建议措施。

筒桩桩承式加筋路堤工作机理分析

用大直径现浇薄壁筒桩代替预制桩形成筒桩桩承式加筋路堤在工程应用中是一种新的尝试,是近年来发展的一种新的路堤加固形式。结合一具体工程实例,通过对比分析带盖板的筒桩桩承式加筋路堤和无盖板的筒桩桩网复合地基的三维有限元模型,重点阐述了桩盖板及三角形布桩形式对路基沉降、桩土最大不均匀沉降、填土土拱效应以及土工格栅的拉膜效应等的影响。计算结果表明:桩盖板能为路堤填土形成压实壳体提供趾脚,因此能够更大程度地发挥填土的土拱效应,更有效地控制路基沉降、侧向变形及最大不均匀沉降;同时由于桩盖板的存在,一般使土工格栅的强度发挥较小,据此在设计中应优先考虑采用低应力条件下就能较高程度发挥其抗拉强度的格栅。另一方面,由于筒桩采用几何非对称的三角形布桩形式,致使桩间土内的土拱效应系数曲线沿路堤横断面呈波浪状,同时导致土工格栅在桩盖板两侧受力不均匀。分析结果揭示了筒桩桩承式加筋路堤的工作机理,为工程应用提供了理论基础。

地基承载力确定标准的研究

现行规范根据载荷试验确定地基承载力时所依据的是线性变形理论，存在着保守的倾向。《工程地质手册》中的经验公式表明基础沉降与基础宽度之间为非线性关系。对砂性土和粘性土地基进行的多工况变直径的非线性数值模拟计算与分析，结果表明，随着基础宽度B的增大，基础沉降s增大的趋势迅速平缓，相对沉降s／B最终将收敛于零，表现出显著的非线性。据此，按照变形控制，结合工程实例，对规范中s／b的取值规定，按荷载板面积提出了初步的修改建议，一般可将承载力特征值提高20％-40％。