西安湿陷性黄土地区狭长深基坑变形分析

为了探究西安地铁车站深基坑开挖过程中桩体侧移、地表沉降等时空演变规律,以西安地区某地铁车站深基坑为工程背景,同时收集了该地区2#、3#、4#线20个狭长基坑的实测数据,并对其进行统计分析。结果表明:地铁基坑围护结构最大侧移δhm=0.04%H~0.10%H(H为开挖深度),平均值为0.06%H,最大侧移位置深度为0.7H;地表最大沉降值δvm=0.036%H~0.116%H,主要影响区在1.4H范围以内;高斯函数模型可以预测西安地区的地表沉降,其影响范围为3.5H;在特定范围内,提高支护桩的刚度和插入比可以有效控制基坑变形。研究结果可为西安市其他地铁车站基坑支护结构的设计与施工提供借鉴。

基于Logistic曲线和Gompertz曲线的最优组合沉降预测模型及其应用

地基的全过程沉降量与时间呈S形曲线关系,可用Logistic模型和Gompertz模型较好地描述。根据Logistic曲线和Gompertz曲线的共性和个性,引用最优加权组合建模理论,以组合模型的对数误差平方和最小为目标函数来确定最优的加权系数,建立了最优加权几何平均组合沉降预测模型。通过工程实例,验证了该最优组合沉降预测模型的可行性。对比计算结果表明,最优组合沉降预测模型的精度不仅比Logistic模型和Gompertz模型的预测精度要高,而且可靠性也优于各个单一预测的模型,是地基沉降观测资料的一种有效分析方法。

灰色-Gompertz组合模型在软土路基沉降预测中的应用

针对单一灰色预测模型或Gompertz预测模型的局限性和可靠性差的缺陷,基于灰色模型和Gompertz曲线,根据最优加权组合原理,以误差平方和最小为最优组合标准,构建出1种新的软土路基沉降组合预测模型,对某沿海高速公路软土路基的沉降变形进行预测分析。工程实例验证表明,新构建的组合预测模型较单一的灰色预测模型或Gompertz预测模型有效消除了系统误差,提高了拟合精度,避免了单一模型偏大或偏小的预测趋势,具有更强的环境适应性,是路基沉降预测的1种有效分析方法,同时将新模型的预测数值应用于改进施工进度及地基处理方法的后期评价,取得了良好效果。

Gompertz曲线模型在海堤软土地基沉降预测中的应用研究

利用Gompertz曲线模型,采用三段法求解模型参数,结合工程实例对海堤地基沉降进行预测,并将计算结果与实测值进行对比,通过曲线良好的拟合,证实了这种方法在海堤地基沉降预测中的可行。

Logistic和Gompertz曲线及其最优组合模型在沉降预测中的运用

堆载预压法处理的软土地基沉降变化规律与Logistic和Gompertz曲线的变化规律极为相似,有着明显的出生、成长和成熟的过程。通过对Logistic和Gompertz曲线参数的合理取值,能够较好地拟合S—t曲线,预估最终沉降量。同时,以平均绝对百分误差最小为目标,建立了组合预测模型,拟合结果显示,该组合模型对于S—t曲线的拟合,比Logistic和Gompertz曲线更具优越性。

基于HGWO-SVR模型的竖向受荷斜坡桩基沉降预测

采用灰色关联分析深入研究了竖向荷载作用下斜坡桩基沉降的关键因素,各因素影响程度由大到小排序为:弹性模量>临坡距>斜坡坡度>内摩擦角>黏聚力>土体密度>土体泊松比>桩长>桩径。为优化支持向量回归(SVR)模型参数,引入差分进化,建立混合灰狼算法(HGWO),提出了一种新的HGWO-SVR模型。该模型与GWO-SVR和GS-SVR模型相比,表现出更显著的预测优势,整体预测精度高,误差较小。基于HGWO-SVR模型构建了斜坡桩基沉降的预测模型,并将其预测结果与已有沉降计算公式计算结果进行对比,结果表明,HGWO-SVR模型预测结果与公式计算结果最大误差为6.55%,验证了该模型在斜坡桩基沉降预测方面的可行性。

基于Q-s曲线的大型LNG储罐桩板基础沉降计算方法

试桩Q-s曲线体现了现场桩基荷载和沉降的关系。文章以某LNG储罐桩板基础为背景,提出利用Q-s曲线求出桩端土层变形模量的方法,并考虑桩板共同作用的求解桩板基础沉降的方法。该方法将桩基模拟为非线性弹簧,弹簧刚度取自Q-s曲线,采用MIDAS进行建模求解,可得到设计需要的筏板和桩基的沉降等高线图以及轴力和弯矩图,用于指导设计。与仅考虑线性地弹簧系数的规范方法进行对比,该方法精度更高,与实际情况更加相符。该方法可针对不同位置的桩基输入不同的非线性弹簧,可用于解决复杂不均匀地层桩筏基础沉降计算的问题。

四参数Logistic模型在软土地基沉降推算中的应用

地基的沉降变形是反映工程(如建筑物、公路和铁路等)安全性的重要指标,也是岩土工程领域的热门研究课题。为进一步加深对软土地基沉降发展规律的认识和提高软土地基沉降推算的准确性,采用了四参数Logistic模型对软土地基沉降-时间曲线进行模拟推算,并基于实例计算结果将四参数Logistic模型与地基沉降推算方法中常用的三参数Logistic模型、Gompertz模型和双曲线模型进行了比较研究。计算结果表明,四参数Logistic模型作为软土地基沉降发展规律的模拟描述是适合的,比三参数Logistic模型推算沉降精度更高;相比于常用的三参数Logistic模型、Gompertz模型和双曲线模型,四参数Logistic模型推算后期沉降发展趋势效果更好;四参数Logistic模型在软土地基沉降推算应用方面具有更好的可靠性和实用性,值得推广应用。

长径比与桩侧土体模量变化对灌注桩竖向承载特性影响分析

为研究桩基长径比与灌注桩成孔开挖过程引起的桩侧土体弹性模量弱化效应对桩基承载特性的影响,采用数值分析方法构建了15组竖向受荷单桩模型,以分析桩顶荷载-沉降曲线、桩身轴力变化曲线和桩端荷载-沉降曲线的变化特征。结果表明,在同一桩长和桩顶竖向荷载下,桩顶竖向位移随着桩径的增大而减小,而在同一桩顶竖向位移下,桩顶竖向荷载随着桩径的增大而增大;在同一桩径和桩顶竖向荷载下,桩顶竖向位移随着桩长的增大而减小,而在同一桩顶竖向位移下,桩顶竖向荷载随着桩长的增大而增大。存在一临界长径比,使得桩端阻力发挥比例和桩顶竖向位移变化率的影响达到最大。当桩侧土体弹性模量大于某一定值时,桩侧土体弹性模量变化对桩承载特性的影响可忽略;随着桩侧土体弹性模量减小且达到某一定值时,桩侧摩阻力开始不发挥的位置逐渐向上移动。

软土地基高速公路桩基沉降量预测方法

结合软土地基高速公路桩基工程概况,设计现场桩基沉降监测方案。拟合沉降值与沉降监测时间关系曲线,参照太沙基一维渗透理论,初步获得桩基沉降量预测结果。构建桩基应力分布函数,对桩基沉降量的初步预测结果进行校正,提高预测精度。结果证明:设计的预测方法可实现对沉降量的预测,同时可保证预测的沉降结果的准确性。

长短组合桩复合地基沉降预测研究

采用理论计算与现场实测数据分析相结合的方法,研究长短组合桩复合地基的沉降预测问题。按照规范方法中的分层总和法把组合桩复合地基沿竖向依次划分为垫层、加固Ⅰ区、加固Ⅱ区和下卧层4个区域,分别计算各层压缩量,最后通过叠加得到了长短组合桩复合地基沉降计算公式。选择GM(1,1)灰色模型和双曲线拟合的方法分别对组合桩型复合地基的工后沉降进行预测,通过对比分析2种方法预测的工后沉降与实测结果,提出灰色模型预测方法能较好地预测深厚软土中组合桩型复合地基的工后沉降量。

利用桩底沉渣的桩基室内模型试验研究

针对桩底不可避免存在沉渣而造成桩基础承载力下降的现状,设计并开展利用沉渣的桩基室内模型试验,通过一系列桩基模型分析荷载传递特性,对桩底有沉渣的桩基受力性状展开试验研究。试验结果表明,沉渣的存在对无承台单桩的工作性状影响较大,但压缩沉渣后,桩端阻力逐渐发挥,表现出的真实荷载-沉降曲线与正常的曲线相似,说明增大荷载压实沉渣,单桩仍然可以恢复正常的承载性能。对于带承台单桩,虽然桩底沉渣的存在也会令桩产生刺入变形,从而使其荷载-沉降曲线产生差异,但由于承台板的存在,使得承台底土分担大部分荷载,即使桩端阻力发挥缓慢,也不会产生类似于无承台单桩的荷载-沉降曲线突降段;在压缩沉渣过程中,沉渣刚度慢慢变大,桩端阻力逐渐正常发挥。另一方面,土体产生的大沉降量使得承台底土受到预压,其承载潜力充分发挥,以至于带承台单桩的承载力逐渐变大,待压实沉渣后,各组桩端阻力正常发挥,承载力恢复;虽然各组试验过程中的荷载传递特性有所不同,但最终的承载力相近。由此提出利用沉渣的复合桩基初步设计概念,利用沉渣的易压缩性使桩基充分向下刺入,保证桩和地基土的变形与承载潜力同步协调发挥,进一步提高承载力。

高速铁路CFG桩筏复合地基沉降变形特性研究

选取京沪高速铁路CFG桩筏加固软土地基的典型断面,采用ABAQUS有限元程序建立了三维数值模型。考虑高速铁路路堤分级填筑施工过程和长期荷载作用,对CFG桩加固后路基填筑期和运营期的沉降进行计算模拟,分析CFG桩筏复合地基沉降变形发展规律。研究结果表明:计算结果与实测值相一致,数值模型可以较好地反映路基填筑过程和后期沉降过程。基于该方法预测了高速铁路运行10a后的沉降,桩筏复合地基技术可以有效地控制京沪高速铁路(凤阳段)的工后沉降,可为类似工程提供参考依据。

地基沉降预测模型和方法研究

地基沉降预测是岩土体稳定性研究的一项重要任务。基于邓英尔和Gompertz等已有预测模型的特点,提出一种新的地基沉降预测模型——邓英尔-Gompertz曲线模型,并提出了求解此类模型的新方法——规划求解法,解决多变量非线性方程的极值问题;同时探讨了测量点数目及其所处阶段对预测精度的影响,即:测量点越多预测效果越好。测量点处于发生阶段时预测结果一般偏小;测量点达到发展阶段时预测结果一般偏大;测量点达到成熟阶段时预测结果与预测模型、工程沉降特点有关;测量点达到极限阶段时预测结果符合实际情况。实例分析结果表明:与邓英尔、Gompertz等模型相比,新模型预测的结果更准确。

软土中桩基工后长期沉降的预测模型

基于软土中桩基工后长期沉降的机理,采用理论分析和工程实际相结合的方法,提出适用于软土中桩基工后长期沉降的预测模型。研究结果表明:提出的预测模型和简化预测模型均可综合考虑地基土体的固结和蠕变,能很好地反映沉降发展的实际情况;但基于土体固结和蠕变对桩基工后沉降的影响程度,对非挤土桩基工后40 d后的实测沉降,可考虑选用简化预测模型进行预测,在其他情况下则宜采用未简化的预测模型进行预测。

变权组合模型在沉降预测中的应用

为探讨变权组合预测模型在沉降预测中的应用,以某大楼实测等时距沉降观测数据为研究对象,根据实测建筑物沉降数据所呈现的规律性,选取Logistic和Gompertz曲线模型对实测沉降数据进行了拟合;求取曲线模型的参数后,建立预测模型并进行预测。在此基础上,利用最小二乘法原理建立变权组合预测模型。根据各模型的预测结果及其计算出的模型精度显示,变权组合预测模型的拟合精度比Logistic和Gompertz曲线的拟合精度高,更适合于作为建筑物的沉降预测模型。

超长桩承载力的灰色优化-马尔柯夫预测模型

为了提高模型预测的精度,根据灰色理论,建立超长桩承载力的非等步长灰色微分方程,得到了微分方程的精确解。基于优化理论,建立误差目标函数。利用最小二乘法,直接求得微分方程的系统参数,得到灰色优化模型。以此模型为基础划分n个状态,应用Markov原理,通过计算状态的一步转移概率矩阵,建立了灰色优化-马尔柯夫预测模型。使用该模型预测超长桩的承载力,预测值和试验值吻合较好,与GM(1,1)模型、灰色优化模型相比,预测精度进一步提高,为超长桩承载力的预测提供了新的方法。

高速铁路桥梁桩基沉降预测模型研究

科学、合理地预测桥梁桩基工后沉降量是高速铁路建设的关键环节。鉴于京沪高速铁路桥梁桩基沉降曲线在多级荷载作用下呈明显阶梯形基本特征,而常规沉降预测模型不能反映全过程的沉降与时间的关系,引入荷载系数的概念,建立了变形过程指数模型,介绍了模型的求解过程及参数的确定方法。并结合沉降实测资料,运用指数曲线模型和Logistic模型进行对比分析。结果表明,变形过程指数模型能将架梁前期的观测数据纳入分析时间段内,其预测精度高,误差小,预测结果与实测数据基本吻合。进一步对模型参数的计算值进行粗差分析及归类,给出了不同地基土层、不同荷载作用下参数β的建议值。

指数曲线法在软土地基沉降预测中的优化与应用

从"确保沉降预测精度、简化沉降观测工作"的角度出发,根据软土地基固结沉降特性,分析了指数曲线法现行计算方法的应用特点,对指数曲线法的计算过程进行了优化.以湖南省岳阳市城陵矶(松阳湖)进港道路K2+850断面为例,分析了沉降预测结果的精度变化规律.研究结果表明,正确应用指数曲线法,不仅可使软土地的沉降预测精度高,还能大大降低沉降观测频率,节省沉降观测投入,具有积极的应用价值.

泊松曲线法在填海造地道路软基沉降预测中的应用

结合某填海造地道路地基处理工程实例,以软基沉降监测数据为依据,采用泊松曲线法对软土地基沉降进行预测,并与双曲线法、三点法预测结果及现场实测数据进行对比分析。研究结果表明:泊松曲线法所得预测曲线与实测曲线较为吻合,是一种实用且精度较高的地基沉降预测方法,可为类似工程提供借鉴。