传统设计的桩基沉降与反力分布机理及对策分析

通过深入分析桩基沉降组成、应力传递机制、附加应力分布、施工过程中上部结构刚度的形成及其架越效应，揭示了传统设计的桩基蝶形分布沉降与马鞍形分布反力形成的机理．均匀等刚度布桩是蝶形沉降的根源，桩顶反力马鞍形分布主要缘于地基蝶形差异沉降及基础和上部结构的刚度效应．有针对地提出了减轻这种不利分布影响的概念设计对策．     

无粘结预应力悬臂箱形基础的设计和试验研究

将无粘结预应力钢筋混凝土悬臂箱形基础的基底反力和沉降测试结果与理论分析进行了对比，所得任意基底形状箱形基础的基底反力，沉降及倾斜均符合工程实际。     

巨型框架结构、筏基刚度对砂卵石土地基影响的有限元分析

根据室内试验选取了土体的物理参数,从上部结构、筏基两方面通过有限元分析考虑相互作用模型施工过程中巨型框架结构、筏基刚度对砂卵石土基的沉降和应力分布影响.结果表明:巨型框架结构刚度对基础的沉降和内力以及地基的反力有比较明显影响,但结构的层数影响是有限的;随着筏基刚度增加,基础的沉降和差异沉降减小,基底反力向边缘集中,应力分布越不均匀,正应力增大.这对同类问题的研究和应用中有一定的参考价值.     

生态复合墙结构-筏基-黄土地基共同作用分析

运用有限元软件ABAQUS建立生态复合墙结构、筏板基础和黄土地基共同作用数值模型,分析了筏板厚度变化对基础沉降、筏板应力应变、基底反力和上部结构框架柱内力的影响。计算结果表明:增大筏板厚度能有效减小基础自身的差异沉降;筏基逐渐呈现出刚性基础的特性;基底反力向筏板边角部位集中;基础的不均匀沉降减小,上部结构产生的次应力减小,结构内力与常规设计越接近,中柱弯矩最为明显。     

岩基扩展基础抗剪性能影响因素分析

通过有限元数值模拟,研究不同刚度比、跨高比情况下,岩基上扩展基础的剪力分布情况,发现基础截面剪力最大位置位于柱与基础交接处所在截面,且刚度比越大,基底反力分布呈现基础底部中心反力大基础边缘反力小的特点越加突出;跨高比越小,基底反力越向基底四周扩散。同时将不同情况下的剪力与规范法剪力计算结果进行对比分析,总结刚度比、跨高比对岩基上扩展基础抗剪性能的影响规律,并通过模拟结果推导了抗剪破坏值公式。     

岩基扩展基础抗剪性能的影响因素与规范对比分析

通过有限元数值模拟,研究不同刚度比、跨高比情况下,岩基上扩展基础的剪力分布情况。发现基础截面剪力最大位置位于柱与基础交接处所在截面,且刚度比越大,基底反力分布呈现基础底部中心反力大、基础边缘反力小的特点越加突出;跨高比越小,基底反力越向基底四周扩散。同时将不同情况下的剪力与规范法剪力计算结果进行对比分析,总结刚度比、跨高比对岩基上扩展基础抗剪性能的影响规律;并通过模拟结果推导了抗剪破坏值公式。     

天然地基上的筏板基础受力及变形分析

对天然地基上采用筏板基础的两栋建筑的实测资料进行分析，总结了不同刚度的筏板基础的受力和变形特点。分析发现，筏板基础的刚度对基底土反力分布产生很大的影响，而地基土的弹性模量变化对土反力分布影响不大，但对筏板的相对弯曲及沉降影响较大；在上部结构的施工过程中，筏板的中性轴在不断上移，筏板内的钢筋应力值始终很小，因此建议设计时应减少筏板的配筋率。     

框筒结构高层建筑CFG桩复合地基基底反力及变形特征

采用有限压缩层地基上中厚板等参元共同作用分析程序,对CFG桩复合地基分区不均匀布桩模型进行数值计算,并与均匀天然地基模型和CFG桩复合地基均匀布桩模型进行对比分析.研究发现,采用强化核心筒区布桩、相对弱化外框架柱区布桩的不均匀布桩优化模型,核心筒最大沉降和筏板相对挠曲均明显小于均匀布桩模型,对控制核心筒部位的绝对沉降量和筏板相对挠曲效果明显.不均匀布桩模型的基底反力分布与均匀布桩模型具有明显区别,和复合土层模量分布相关性明显:核心筒周边外扩1倍板厚范围内基底反力最高,分布较为均匀,基本呈线性分布;核心筒荷载有效传递范围为核心筒周边外扩2.5倍板厚区域,核心筒周边外扩1倍板厚至2.5倍板厚区域基底反力逐步衰减;核心筒周边外扩2.5倍板厚范围以外的外框柱区域基底反力最低,分布较为均匀,基本呈线性分布;基底反力总体呈盆形分布.     

层状砂土地基静力变形性状测试

结合工程实测,分析了大型基础下层状砂土地基基底有效附加应力、基础钢筋应力以及基底竖向变形的变化过程与分布规律.研究结果表明,受基坑降水影响,基底上覆土层有效应力增量对基底沉降的贡献不可忽略;基底压应力不能简单假设为均布荷载,基底最大荷载作用点不一定是最大沉降发生点,且基础中心点的沉降值也不一定就是最大沉降值;基底平面上沉降分布不均匀,最大沉降值只有14.22 mm;基础内钢筋应力处于交变状态,应力最大值不超过钢筋设计强度的22%.研究结论可为层状砂土地基及其上大型基础设计提供直接参考依据.     

柱下十字交梁基础的优化选型

柱下十字交梁基础是多高层建筑结构常用的一种浅基础形式,其受力状态较为复杂,工程中根据经验进行两方向基础的选型,常导致两方向基底支反力不相等,易造成地基基础的不均匀沉降。本文以两方向基底反力相等为优化目标,研究分析了柱下十字交梁基础的优化选型问题,并计算总结了工程设计中的实用选型原则,对此类基础的合理设计具有重要的理论价值。     

一种新型基础的基底反力及内力测试

用GYH-2型单膜式压力传感器和GJL-2型钢筋计测试了一种被称为“构造板扩展基础”的新型基础基底反力及内力,掌握了第一手动态监测数据,总结出该种基础基底压力的分布规律和基础内力的实际状态.测试结果表明,构造底板能承担30%左右的上部荷载,钢筋受力处于交变应力状态,最大拉应力出现在柱上板带跨中处,应力最大值不超过钢筋设计强度的22%.这一结论可为构造板独立基础的设计提供直接参考依据.     

构造板独立基础地基反力测试

针对构造板独立基础地基反力的分配情况不明确，设计该种基础较为困难，进行了工程实测，掌握了第一手动态监测数据，确定出地基反力分配比的实测值和谈种基础基底压力的空间变化特点及分布规律。测试结果表明，构造底板能承担3096左右的上部载荷，地基反力分配比应根据最不利组合原则选取．确定地基反力分配比范围以后还可以找出上部载荷与基础内力的相关性，从而为构造板独立基础的设计提供了直接参考依据。     

考虑时间效应的刚性基础计算程序实现

基于解析方法建立考虑时间效应的刚性基础计算方法,编制相应的计算程序.该程序可对考虑时间效应的刚性基础进行计算,分析其内力、变形等随时间变化的规律.在整个加载过程中,沉降随时间对数的变化曲线均呈＂S＂形;刚性基础基底反力呈现边缘大、中间小的分布形式,刚性基础加桩以后＂架越作用＂减小.通过算例分析,验证了计算方法的正确性和程序的可靠性,有益于深入认识土体的时间效应.     

构造板独立基础地基反力的数值模拟

为了研究构造板独立基础与地基土共同作用问题,通过建立上部框架结构,下部构造板独立基础和地基土的整体模型,分析了构造板独立基础的受力变形特点,给出了基础薄弱点的位置及地基反力的分布规律,并进一步研究了各种因素对地基反力分配比的影响。结果表明:构造板的受力类似四角支承的双向板,构造板与独立基础的交界处是受力薄弱部位;基底反力分布呈波浪形,独立基础下反力最大,构造板跨中反力最小;构造板能分担一部分上部结构载荷,底板越厚,刚度越大,分担的载荷相应增加;地基刚度越大,底板分担的载荷越少。该结果对此类型的结构设计问题具有一定的参考价值和指导意义。     

砂土地基箱形基础基底反力试验研究

通过对砂土地基上箱形基础模型试验的研究分析,整理出砂土地基上不同长宽比的箱形基础基底反力分布曲线,并计算出基底平面的反力系数表,为今后修订和补充规程JGJ6—99积累了砂土地基上的有关资料,并为工程设计人员提供了设计参考依据,促进了箱形基础设计理论的进一步完善.     

两种新型超前止水沉降后浇带性能的对比

目的分析两种新型超前止水沉降后浇带性能,找出影响差异沉降的主要因素.方法利用有限元软件ABAQUS建立分析模型,从后浇带两侧柱间间距、基底反力系数、底板厚度、伸出翼缘宽度、混凝土等级、筏板伸出宽度等影响因素分析两种超前止水沉降后浇带对控制差异荷载引起的差异沉降的效果.结果超前止水沉降后浇带的差异沉降并不随沉降后浇带两侧柱间间距的增加而简单变化;基底反力系数对差异沉降影响较大,但基底反力系数不易确定;伸出翼缘宽度与筏板伸出宽度的增加会减小超前止水沉降后浇带两侧差异沉降;混凝土等级对超前止水沉降后浇带两侧差异沉降的影响可忽略不计;对于设置在裙房一侧距主楼边柱的第一跨内的沉降后浇带底板厚度的增加反而会增加后浇带两侧的差异沉降.结论虽然第二种超前止水沉降后浇带利用止水钢板取代了第一种的橡胶止水带,相比第一种超前止水沉降后浇带在控制差异沉降性能改善很多,但仍有混凝土损伤过大开裂等问题存在,仍需改进.     

加筋泡沫轻质土路基施工过程应力变形模拟分析

加筋泡沫轻质土对于治理软土路基病害有着重要作用,因此研究泡沫轻质土在路基施工应力变形规律对我国公路工程有着重要意义。本文通过使用FLAC3D软件,对以砂土和泡沫轻质土作为填料的软土路基上在施工过程中的应力以及位移变化规律进行了模拟和研究,得到了泡沫轻质土对路基的沉降、回弹和有效应力变化的影响情况。结果表明：使用泡沫轻质土进行填筑的路基,泡沫轻质土路基比普通填土路基在施工过程中产生的最大沉降有所降低,施工沉降显著减少。而使用加筋泡沫轻质土作为路基填料,可以在普通泡沫轻质土的基础上更加有效减小路基基底竖向应力,同时有效减小路基基底应力分布不均匀的问题。经过研究发现,在加筋率达到0.75%时,泡沫轻质土路基产生的最大基底沉降量最小。针对这一现象,本文分析了加筋泡沫轻质土的加固机理,提出了计算最佳加筋率的方法,完善了软土路基加固理论。     

浸水型病害引起黄土地基沉降的离心模型试验及修正双曲线估算法

采用离心模型试验研究不同基底压力下,地基浸水病害对黄土地基变形的影响规律.结果表明,浸水时,黄土地基的最终沉降量随着基底压力的增大而增大,基础外的点的沉降量随着位置远离基础中心而逐渐减小.地基的最终沉降量和基底压力之间呈线性关系.根据离心试验结果提出了基础中心和基础外点的修正双曲线估算参数.双曲线估算法的2个参数某级压力下的地基最终沉降量和该级压力下的经验参数都随着基底压力的增大而增大,但是基底压力增大引起的某级压力下的地基最终沉降量的增加幅度明显大于该级压力下的经验参数的变化幅度.沉降的实测值和双曲线估算值之间的相关系数为0.96～0.99,表明双曲线估算法的可靠性和高精度.     

砂土地基中五个扩展基础加载试验成果的分析

采用修正弦线模量法对Briaud和Gibbens所做的一系列砂土地基中的基础加载试验成果进行比较分析.首先对不同基础加载试验曲线进行归一化处理,获得不同基础荷载与相对沉降的归一化曲线,该曲线与计算曲线相吻合;其次,对基础加载后分层土随深度变化的应变规律进行总结,修正弦线模量法计算结果除基底附近浅部土层外,其余土层大致吻合,其应变值随深度增加而减少,基底附近浅部土层例外的原因在于基底粗糙度对地基的侧向变形.分析结果表明:修正弦线模量是一种地基的等效模量,采用该模量按分层总和法预测地基在各级荷载下的总沉降比较可靠,但预测每一分层土的沉降还不够准确,原因在于修正模量法未考虑基础底面粗糙度对地基土侧向变形的约束作用.     

砂土中桩筏基础承载力的模型试验研究

本文设计一个试验模型来研究桩筏基础的承载力,对桩身轴力和桩顶反力、桩侧摩阻力、桩筏基础的沉降和承载力进行了细致的研究。试验结果表明：桩顶反力中心桩最小、边桩稍大、角桩最大;桩侧摩阻力的强化效应和退化效应同时存在;群桩基础的承载力一般由沉降控制。