高层建筑箱形基础倾斜的综合分析

依据分层地基上相邻刚性基础共同作用的迭代计算方法,提出了一种对箱形基础平均沉降、整体倾斜和地基反力进行综合分析的方法,综合考虑荷载偏心、与邻近基础共同作用、基础埋深以及建筑物荷载重心高度对箱形基础倾斜的影响,并对曾作过细致原位观测的某工程三个相邻箱形基础进行了计算分析,计算结果与已有的实测结果比较吻合．     

建筑物沉降缝宽度的确定方法

建筑地基规范中规定,建筑物沉降缝宽度的取值只与建筑物层数有关而与倾斜量无关——事实证明此说不合理.现根据相邻基础共同作用的理论,着重分析沉降缝位置、基础宽度、相邻基础及偏心荷载对沉降缝对倾的影响,建立相邻基础和偏心荷载作用下,不同地基上的刚性基础沉降与倾斜关系,提出通过计算基础沉降,预估相邻建筑的对倾量,进而确定沉降缝宽度的简化方法.最后就2个算例分别用简化方法与其他方法进行比较分析.     

砂土地基上条形浅基础破坏包络面

对于砂土地基上条形浅基础在倾斜与偏心荷载作用下承载力进行了比较系统的平面应变有限元分析.在分析中,砂土假定为纯摩擦材料,遵循基于Mohr-Coulomb破坏准则的理想弹塑性本构关系.首先对条形浅基础的竖向承载力进行了有限元计算,并与滑移线解法进行了对比,两种方法所得结果比较吻合.进而探讨了砂土内摩擦角对于基础在竖向荷载V与水平荷载H、竖向荷载V与弯矩M荷载平面内的破坏包络轨迹的影响,揭示了地基在不同荷载分量组合条件下的失稳破坏机制.计算结果表明,与不排水情况下软黏土地基上基础破坏包络面相比,砂土地基上条形浅基础的破坏包络面形状有较大差异,但V-H和V-M平面内的破坏包络面形状仍具有较好的归一化特性.基于有限元计算结果,分别建议了条形浅基础在倾斜与偏心荷载作用下的破坏包络面方程,该方程可用来合理评价复杂荷载条件下砂土地基上条形浅基础稳定性.     

相邻机器基础动力相互作用研究

将相邻基础作为一个整体,把土与基础视作一弹性共同作用体系,用大型结构分析软件对相邻机器基础进行了数值仿真模拟。分析了双台基础在水平荷载、垂直荷载以及水平摇摆荷载作用下,距离变化时的动力反应,并与单台基础时相应的荷载作用下的动力反应进行了对比;计算了双台机器正常运行,但有一个固定相位差时的动力反应,总结了相邻基础之间的相互动力影响规律。     

考虑多栋相邻高层建筑同时施工的桩筏基础-地基相互作用分析

结合实际工程,采用FLAC-3D三维数值模拟方法,通过对比单栋高层建筑与其所在的高层建筑群体两种模型的计算结果,分析了多栋相邻高层建筑同时施工对上部结构-地基-基础共同作用产生的影响,包括桩筏基础和地基的变形及受力特性.结果表明:考虑共同作用时,多栋相邻建筑同时施工,会使地基产生附加应力的叠加并向周围扩散;最大沉降区域发生偏移,差异沉降加大;筏板的压应力减小,拉应力增大;桩轴力明显增大,尤其是桩顶轴力.邻近建筑荷载同时施工对共同作用产生的影响在施工中期比在施工完成时表现更为明显.     

内含多柱的箱形基础与地基的共同作用分析

基于弹性梁理论和Boussinesq解,以及分层地基模型,将内含多柱的箱形基础视为弹性板、柱的组合结构,通过板与地基以及板柱之间的力与位移平衡协调分析,给出了内含多柱的箱形结构与地基的共同作用半解析半数值分析方法,算例表明该方法精度可靠,计算未知量少,便于实际工程计算采用。     

下卧倾斜硬层对非均布荷载下地基沉降的影响

从沉降计算的弹性理论出发,结合有限元数值分析,以地基表面到下卧硬层的深度与基础宽度之比(深宽比)和下卧硬层倾斜角(假设硬层倾向在所取分析截面内)为变量,探讨了下卧倾斜硬层对非均布荷载下地基沉降的影响。以数值计算结果为根据,得到不同形式荷载作用下的沉降(差)影响系数,并绘出图表以辅助工程实际应用,同时就计算参数对沉降的影响、最大沉降点位置随深宽比和倾斜角的变化而偏移的现象进行了参数分析。最后,给出具体应用示例,验证了该方法的可行性.     

建筑物地基不均匀沉降的防治措施

建筑物荷载不仅使建筑物地基土产生压缩变形，而且由于基底压力扩散的影响，在相邻范围内的土层，也将产生压缩变形。若建筑物的地基土质为软土地基．当两建筑物之间距离较近时，常常造成邻近建筑的倾斜或损坏。本文从设计与施工两方面探讨了产生地基不均匀沉降的因素及防治措施，并列举了相邻建筑物荷载对基础影响的因素厦处理措施。     

考虑固结流变的软土地基单桩下拉荷载计算

为研究大面积堆载作用下软土地基中单桩下拉荷载计算方法,基于非达西流动定律引入软土流变模型,建立了拉格朗日坐标系中考虑固结和流变共同作用下软土地基大变形长期沉降非线性计算模型.模型中考虑了固结流变过程中孔隙比与渗透系数随孔隙水的排出而发生变化.进而以荷载传递法为基础,重点研究了固结流变土体中桩土相互作用时界面抗剪强度的时间效应,提出了软土地基在大面积堆载作用下考虑非达西流动固结与流变耦合效应时单桩下拉荷载理论计算方法,通过假定桩顶变形进行迭代求解,获得了桩身下拉荷载分布与中性点长期变化规律.最后与传统固结计算方法进行比较,并分析了平均固结度、非达西流固结参数、流变参数以及堆载大小对下拉荷载变化的影响.研究结果表明,基于传统土体固结理论的计算结果偏于保守,考虑固结流变共同作用对单桩受力的不利影响极为必要.     

桩-梁基础共同作用分析

考虑基础梁的刚度贡献、地基土对基础梁的支承作用，以及桩间土对桩的影响，建立桩-基础梁-地基土共同作用刚度方程．采用有限单元法建立整体分析模型，对其进行共同作用分析．将桩基受力情况分解为3种荷载工况的叠加，给出计算桩自身沉降量的计算公式(考虑了桩间土对相邻桩沉降的相互影响)．建立共同作用方程时，采用先通过计算柔度系数(沉降系数)形成柔度矩阵，由柔度矩阵求逆获得刚度矩阵的方法，使计算大为简化．     

基于埋深效应与宽度效应的高填方涵洞地基承载力计算

为探明上埋式涵洞侧填土荷载对地基承载力的影响,基于普朗特尔-赖斯纳与太沙基极限承载力理论,研究了涵洞基础深度效应与宽度效应下涵洞基底粉质黏土、黏性土与砂土地基承载力变化规律与曲线特征。此外,基于涵洞地基的实际受力情况与涵洞地基承载力计算图示,修正了太沙基地基承载力计算方法,并将用修正方法计算得到的涵底地基承载力结果与数值模拟计算结果、太沙基方法计算结果进行了对比分析。结果表明:(1)涵洞基础深度效应与宽度效应对高填方涵洞地基承载力的提高作用明显,随着基础埋深系数的增加,粉质黏土、黏性土与砂土的地基承载力值随之增加,粉质黏土与黏性土地基增加的幅度较小,砂土地基增加的幅度较为显著;(2)当基础宽度系数k≥5时,黏土与砂土地基承载力增长幅度减小,而粉质黏土地基承载力增长幅度较大;(3)填土高度为6 m时,改进方法计算得到的地基承载力值比有限元法大8.78%,比太沙基计算公式法大18.72%,改进方法比太沙基方法更接近涵洞地基极限承载力值。     

圆(环)形基础下附加应力计算

在垂直点荷载作用下，从J·布辛奈斯克(Boussinesq)地基应力基本公式出发，通过数学处理、数值积分，求出圆形面积上作用三角形分布荷载时基础附加应力系数，制成表格.从而可查表计算圆形基础、环形基础自身沉降，以及对其他各种相邻地基的沉降影响.填补了有关数表的不足.     

成层地基中倾斜受荷群桩的非线性有限元分析

针对轴、横向荷载共同作用或倾斜荷载作用下群桩基础受力问题的复杂性，引入无厚度型接触面单元和“无拉力”分析方法，采用非线性有限元法对倾斜受荷群桩的受力变形特性进行探讨，开发考虑材料非线性、桩-土-承台共同工作机理、桩周地基土体的分层性及不同桩项荷载形式等因素的计算程序，并由此讨论初始应力场及桩项荷载大小、倾角变化对桩身内弯矩与轴力分布的影响曲线。研究结果表明：刚性承台顶的荷载不变而倾角增大时，中桩桩项的弯矩逐渐增加，边桩的弯矩则逐渐减小；当荷载倾角不变而荷载增加时，承台下各基桩的弯矩变化规律则随荷载倾角的不同而变化。     

桩长对L型带裙房高层建筑的结构-基础-地基共同作用的影响

建立了某实际工程L型带裙房高层建筑三维分析模型,采用分层地基模型模拟地基土,引入缝连接单元,对不设缝带裙房高层建筑进行了上部结构-桩筏基础-地基共同作用分析,主要讨论主楼和裙房的桩长变化对桩筏基础的影响,研究表明：随着主楼桩长增加,主楼与裙房基础的平均沉降以及它们之间的沉降差减小,减小趋势趋于缓慢,对于基础底板弯矩,总体上随桩长的增加而增加,增加趋势变缓;裙房桩长增加,主楼沉降量变化不大,裙房沉降量减小,裙房分担主楼荷载的比例增加,裙房倾斜先增加后变化趋于平缓,而主楼倾斜减小.     

带地下室的非箱形基础框架结构简化计算模式探讨

在工程中，由于建筑功能和人民防空的需要，常设地下室或半地下室，这种建筑在基础设计时采用箱形基础是比较合适的；但是在进行结构布置时常达不到箱形基础的设计要求，结构计算时常把地下室也作为上部结构的一层来考虑．这样在抗震设防区进行结构抗震设计时，就忽略了地下室外墙的作用及外墙与土体之间的相互作用，相对夸大了地震的作用．事实上，地下室外墙和土体之间的相互作用是客观存在的，由于它的影响，将减少上部结构的动力作用，减轻震害．但是由于地基、基础与上部结构共同作用的机理十分复杂，影响因素较多，要综合考虑这些因素，还有待于进一步研究．本文根据工程设计经验，提出了考虑这种有利影响的简化计算模式     

基于能量法的基桩变形P-Δ效应模拟分析

复杂荷载下基桩受力分析是桩基设计计算重要内容之一.引入能量原理,针对基桩荷载倾斜与偏心的特殊情况,并考虑土体的成层特性,建立了三维基桩-土体系统能量控制微分方程.在此基础上,结合不同边界条件及桩土位移条件,基于有限差分方式得出了倾斜偏心荷载下基桩位移的半解析解答,该解答可充分考虑轴向与横向荷载共同作用对基桩变形的P-Δ放大效应.而后,开展了倾斜偏心荷载下单桩的室内模型加载验证试验.对比结果表明,本文理论解答与试验测试结果吻合较好,较好地模拟了组合荷载下基桩变形P-Δ放大效应.最后,对影响基桩P-Δ放大效应的主要因素进行了分析,结果表明,轴、横向荷载相对大小、桩顶自由段长度、桩身刚度及浅层地基土刚度等都对P-Δ放大效应有较大影响.     

柔性基础下刚性桩复合地基的力学性状研究

通过有限元的方法对路堤荷载作用下刚性桩复合地基的力学性状进行了研究,主要考虑了路堤的高度、宽度以及压缩模量,以及桩体的压缩模量与复合地基置换率等因素的影响。利用ABAQUS通用有限元程序建立路堤荷载作用下刚性桩复合地基的力学模型,重点研究了以上几个主要因素对桩土荷载分担的影响和对桩身应力的影响,对比了柔性基础下和刚性基础下复合地基力学性状的差异。     

地基极限承载力计算式的改进

通过对现有地基承载力系数Ｎγ计算式的比较分析和大量计算,提出取有限差分法为基础并计入荷载倾斜影响的承载力系数Ｎγｉ归一化表达式,由此得出的地基承载力计算结果与已有的试验结果吻合较好。     

路堤高度和加筋对软土地基累积塑性变形的影响

运用有限单元法对交通荷载作用下软土地基进行隐式动力分析,基于累积塑性变形的计算和影响因素分析,研究路堤高度对交通荷载引起的软土地基累积塑性变形的影响,在此基础上,从地基中动偏应力分布的角度,揭示了土工格栅加筋对于减小交通荷载引起的软土地基累积塑性变形的意义和机理.分析结果表明:当路堤高度1 m左右时,在交通荷载作用下,地基中会产生显著的累积塑性变形;随着路堤高度的增加,地基中由交通荷载引起的累积塑性变形迅速减小.对于受交通荷载影响显著的软土地基,土工格栅加筋改善地基表面的压应力分布,减小传递到地基表面的剪应力,加筋后地基土累积塑性变形明显减小,主要是由于加筋减小了地基土的上部由交通荷载引起的动偏应力.     

考虑桩-土-垫层共同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

分析了刚性单桩桩复合地基的荷载传递机制,针对单桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立了刚性单桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的单桩复合地基沉降计算方法。结合现场单桩复合地基静载荷试验进行对比分析,结果表明,所建立沉降计算方法的计算结果与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,可为工程计算提供一定的参考。