附加应力沿深度变化的砂井地基固结分析

基于等应变固结的假设,考虑附加应力沿地基深度的变化以及涂抹效应和井阻的影响,导出砂井地基固结偏微分方程,求得孔隙水压力和平均固结度的解析解.在随时间变化的预压荷载作用下,对把初始孔隙水压力和附加应力简化为沿深度梯形分布的固结性状进行比较.结果表明,对于深厚砂井地基,附加应力和初始孔隙水压力分布对固结过程具有明显影响,若按均匀分布计算,所得的平均固结度偏小.     

附加应力沿深度变化的砂井地基固结分析

基于等应变固结的假设,考虑附加应力沿地基深度的变化以及涂抹效应和井阻的影响,导出砂井地基固结偏微分方程,求得孔隙水压力和平均固结度的解析解.在随时间变化的预压荷载作用下,对把初始孔隙水压力和附加应力简化为沿深度梯形分布的固结性状进行比较.结果表明,对于深厚砂井地基,附加应力和初始孔隙水压力分布对固结过程具有明显影响,若按均匀分布计算,所得的平均固结度偏小.     

换土垫层法处理软地基的几个问题

讨论了换土垫层法的现行设计方法在下卧层承载力修正、垫层底面处附加应力计算、偏心荷载处理以及不均匀沉降等方面应注意的几个问题。     

软土地基路基不均匀沉降引起路面结构附加应力

以解析解表达式为基础详细分析了不同沉降量和路面结构参数对路面结构附加应力的影响。沥青面层的厚度增大 ,面层底面的附加压应力近线性减小 ,而基层底面和底基层底面附加拉应力却近线性增大 ;随着基层厚度和底基层厚度的增加 ,路面各结构层附加应力都呈线性增大。沥青面层模量和底基层模量对面层底面的附加应力影响明显 ,而基层模量影响不太明显 ;基层底面及底基层底面附加拉应力随着各层模量的增加呈线性增大 ,沥青面层模量及底基层模量对层间剪应力影响尤其明显。     

多种情形垂直条形梯形分布荷载下的地基附加应力推导

研究发现通过叠加原理可以得到矩形面积上梯形分布垂直荷载作用下地基附加应力公式,通过矩形边长的多种变化,可以推导出的梯形垂直分布条形荷载、梯形垂直分布半无限条形荷载、梯形垂直分布十字形条形荷载、梯形垂直分布Z字形条形荷载和无限大面积上梯形垂直分布荷载下的地基附加应力公式,其推导过程更多地体现了有限和无限的辩证关系,达到了启迪智慧的目的.     

不规则岩板受双点荷载的应力分析

应用边界元法分析了不规则岩板受双点荷载的应力分布特征。结果表明:除岩板边界部分外,不同形状岩板内主应力场的分布及沿试件荷载轴上的应力值均无显著差异。鉴于劈裂破坏是沿作用力线进行的,因此在测试中用不规则试件代替规则试件是可行的,但分析亦表明:为了减少宽高比对应力分布的影响,试验时应尽量挑选宽高比近似等于1的不规则形岩块。     

复合地基中砂垫层作用机理研究

对复合地基砂垫层建立砂、土、桩复合单元体。利用砂垫层极限平衡理论推导出砂垫层桩土应力协调方程，并应用该方程对桩土应力比、砂垫层厚度以及置换率等综合因素进行分析，且分析结果与实际情况完全吻合，很好地反映了砂垫层的作用机理。     

微孔几何特征对密封端面动压润滑性能的影响

通过建立底面形状为矩形面、梯形面、抛物面和三角形面4种均匀分布的圆微孔密封端面理论模型,利用有限差分法求解流体动压润滑方程,获得了密封端面无量纲压力分布,并考察孔半径和深度对无量纲平均压力pav的影响。结果表明:不同底面形状微孔对密封端面动压性能的影响随微孔半径及深度均呈现先增大后减小的趋势,优化后的矩形面具有最佳的动压性能,其无量纲平均压力值达到1.39,相比于三角形面提高了8.59%,最优的微孔半径为0.17mm,与其它3种型面差别不大,但最优的微孔深度值最小。     

裂纹表面线性分布力作用下I型应力强度因子的解析解

对于I型裂纹,考虑到裂纹表面受线性分布约束应力作用,利用复变函数方法,从两个基本的解析函数出发,推导出应力强度因子(SIF)和裂纹张开位移(COD)的解析解.数值计算了3种形式的应力分布,即右梯形分布(情况I)、均匀分布(情况II)和左梯形分布(情况III).通过对3种形式的应力强度因子和裂纹张开位移进行对比,发现裂纹表面约束应力的分布形式和位置对应力强度因子和裂纹张开位移有很大影响;随着约束应力区远离裂纹中心,应力强度因子减小,而裂纹中心张开位移随之增大.     

钻阶梯形孔法测量深层平面残余应力

本文提出用钻阶梯形孔法,测量沿板厚非均匀分布时的深层平面残余应力。本文分析了由于钻孔引起的附加应力的影响,并用有限元法计算了有关附加应力的影响的系数。文中由纯弯曲试验,验证了阶梯形孔法及附加应力系数计算的可靠性。认为只要满足垂直于板平面的应力可以不考虑的条件,用这方法测量沿板厚非均匀分布的平面残余应力是可行的。     

温度荷载下半整体无缝斜桥搭板的力学性能研究

为研究半整体无缝斜桥搭板在温度荷载下的受力性能,用ABAQUS软件建立了搭板的有限元模型,并依托浙江湖州贯边桥工程的实测数据校准该模型.通过改变斜交角、基层和搭板垫层类型,对半整体无缝斜桥搭板在极端温度荷载作用下的平面内受力性能进行了研究.结果表明:当斜交角在15°~60°间,半整体无缝斜桥搭板的最大应力均发生在近桥端的顶层钝角处,建议设计时该角部位置的钢筋配筋率应大于其它角部的配筋率;在温度荷载下,基层选用沥青碎石或水泥碎石对搭板的最大应力影响很小;选用砂土作为垫层时,能较大程度地减小搭板内的应力,在进行半整体无缝斜桥的设计时,宜选用砂土作为搭板的垫层.     

复合地基的褥垫层设计

为了从理论上确定褥垫层的设计参数,桩与褥垫层的关系可以看成倒置的桩对地基土的作用,桩体上刺可能引起褥垫层产生整体剪切破坏、局部剪切破坏或刺入破坏,而能够调节应力比的合理模式是整体剪切破坏,据此提出了褥垫层内摩擦角理论上限值的迭代公式·同时根据Terzaghi滑移线理论,证明了对数螺旋滑移线与基础底板相交时褥垫层的厚度为最小设置厚度,低于最小设置厚度,调节桩土应力比能力减弱·褥垫层的宽度设置应按照应力扩散原则,防止褥垫层失效·     

换土垫层地基处理法的应用与研究

结合工程实例，介绍了砂石垫层法的技术特点，并对砂石垫层的设计过程进行了分析计算，阐述了砂石垫层的施工过程，实践表明，砂石垫层法在软弱地基处理中的应用效果良好，同时经济效益也得到了提高．     

筏板上路基箱下铺砂土垫层分压性能研究

大型起重机在筏板上行走或作业时,经常采用路基箱分压。在筏板等刚度较大的地基上采用路基箱时,分压能力往往达不到预期效果。为优化路基箱在刚度较大地基上的分压效果,可采用在路基箱下铺设砂土垫层的措施。运用Ansys有限元软件,模拟不同厚度砂土垫层的分压情况,得到不同厚度下的基底反力分布及路基箱的竖向位移。分析结果表明铺设砂土垫层可以显著提高路基箱的分压效果,分压效果随垫层厚度的增加而有所提升,同时会增加路基箱竖向沉降;不同荷载等级下路基箱分压效果不同,较大的荷载等级下分压效果较好。通过分析,得到最佳的砂土垫层参数,兼顾经济性和结构安全性。研究结果对相应工程的施工安全有一定的参考意义。     

桩承土工格栅加筋垫层复合地基力学变形特性三维数值分析

桩承土工格栅加筋垫层复合地基作用机理复杂,设计计算主要以经验为主,给设计与施工带来盲目性。采用有限元分析软件Ansys,建立群桩三维模型,对其力学变形特性进行了分析,结合工程实例,将数值模拟结果与现场监测结果进行比较分析,两者较为吻合。结果表明：桩与桩端土均具有最优弹性模量;桩土最大应力比在桩顶下某一深度,桩身最大轴向应力在桩顶下中性点,由于应力集中,在桩端处两者均突然减小;桩端土刚度在离桩底某一深度范围对桩土应力比产生影响;加筋垫层刚度仅在其下某一深度范围内对桩间土应力产生影响,刚度较小时对应力比的调节作用更明显;加筋垫层尺寸对桩身轴向应力和桩侧摩阻力都产生显著影响,桩顶下0.3倍桩长处最显著。     

基于DUNCAN-CHANG模型的刚性桩复合地基沉降变形分析

为研究影响刚性桩复合地基沉降的影响因素,对刚性桩复合地基进行室内压缩试验,基于DUNCAN-CHANG模型利用有限元软件对不同桩长、不同桩径、不同褥垫层厚度和不同桩数(相同置换率)等影响刚性桩复合地基沉降的主要影响因素进行数值模拟.结果表明:随着桩长和桩径的增加,刚性桩复合地基沉降减小,控制桩长比控制桩径对刚性桩复合地基沉降影响效果更加显著,桩侧正负摩阻力的分界点大致在0.4～0.6倍桩长范围内变化,桩土应力比则是在15～17之间变化;当褥垫层厚度较小时,对桩侧摩阻力和桩土之间的受力调节效果不明显,而褥垫层厚度较大时,造成的总体沉降增大,在实际工程中应对褥垫层厚度进行合理设计,建议采用30～50cm.     

桩土荷载分担比量化的概率模型

运用随机理论,基于二维模拟实验,对刚性桩复合地基褥垫层材料中应力场的分布规律进行了细观研究。结果表明:桩体刺入时,褥垫层在不断的自组织搭拱中产生了一个应力转移的过程;垫层的刚度、材料各向异性的程度与桩土应力比成正比,来源于搭散粒拱、应力的横向转移,力链伸向桩体。探讨了一个简化的量化荷载分担比的概率模型,为更好地研究刚性桩复合地基的可预测性以及其它多种材料组合系统结构的预报研究提供了参考和借鉴。     

水泥粉煤灰碎石桩的室内模拟试验研究

通过CFG桩复合地基的室内模拟试验研究，分析并得出了桩长、褥垫层、桩土应力比之间的关系．该试验模型操作方便、省时省力，能实现多种试验功能，可予以推广．由于此模型试验结果与现场试验结果的一致性，所以可对CFG桩的实际工程设计提供一定的参考．     

复合地基中褥垫层的极限下限分析

作为复合地基的重要组成部分,褥垫层影响着路堤下复合地基的桩、土承载力的发挥,所以有必要对其承载与变形特性进行研究。根据极限分析下限法,在满足应力边界条件和摩尔一库伦屈服条件下,通过构建应力场、应力叠加计算等步骤,分别推导出褥垫层在厚度无穷大和厚度较小时的极限承载力下限解,以及桩土应力比计算公式。通过对算例进行分析,揭示了褥垫层存在压密和塑性流动两个受力变形阶段;桩土应力比随着内摩擦角的增大而增大,随着褥垫层厚度的增大而减小等规律;以及桩土应力比试验值与理论计算值偏差的原因。     

重力坝常态混凝土垫层裂缝成因分析

混凝土大坝垫层一般坐落在基岩上,且长厚比很大,施工期开裂很常见．针对单个浇筑块长度40m、层厚2．0m的重力坝垫层混凝土的施工期开裂现象,采用混凝土温度场和应力场的仿真计算方法,考虑水管冷却和表面保温措施,对实际施工过程进行模拟．结果表明,在两个缺陷槽之间的垫层厚度最薄,并受到薄层长间歇、基岩约束大、廊道附近应力集中、局部表面流水等因素的不利影响,导致廊道附近垫层易裂．