上海地铁勘察基床系数的测试与取值方法研究

为获得轨道交通工程中设计亟需的基床系数,对室内固结试验、扁铲侧胀试验两种测试方法及其取值修正进行了探讨和分析.同时根据上海地区在静力触探与平板载荷试验间积累的对比经验关系,尝试采用静力触探试验快速确定基床系数,供同仁参考.最后以上海轨道交通14号线工程为例,评价了各测试方法的优劣,提出在将室内固结试验与扁铲试验、静探试验对比分析的基础上,结合规范经验值综合确定基床系数的方法.     

嵌岩地下连续墙模型试验研究和参数测定

结合润扬长江公路大桥北锚碇基础工程地下连续墙设计,进行了地下连续墙承载能力和嵌岩部分基床系数测试的室内试验以及试验设计、结果误差的分析,检测了在设计荷载作用下地下连续墙的工作性态,发现其内力和变形带有深梁的特征,同时验证了基床系数设计取值的合理性．     

基床系数时间效应的三维分析

在绝大多数基坑设计中,基床系数Ｋ是一个重要姨般通过现场试验确定,目前计算中常采用一固定不变的Ｋ值,而实际上挡土墙的变形是随着时间而增另的,对于这种情况,可以采用流变模型,但流变参数的获得较繁杂,现以金茂大厦基坑作为研究对象,采用充分考虑到窨效应的三维有元计算方法,通过对实测水平位移的反分析,提出了一个以基床系数随时间变化从而模拟基坑工程中的时间效应的新方法。     

一种分析弹性地基梁基床系数的反演方法

针对目前获得基床系数的方法存在诸多缺陷,且给出的经验值范围较为宽泛,取值存在一定困难.本文提出了一种新方法,根据非线性模型参数遗传算法估计原理,依据基础沉降数据,结合弹性地基梁有限元方法对基床系数进行反演分析.通过算例的检验,证明本文所提出的反演方法是正确和可行的,再将该方法用到实际的工程中,得出的结果也较目前应用的基床系数更能反映实际情况.     

基于承载板试验的双参数地基基床系数的获取方法和试验研究

基于Pasternak地基模型的基本理论,利用能量法建立双参数地基-刚性板系统的能量方程;根据最小势能原理,建立双参数地基基床系数、承载板尺寸、荷载和沉降变形之间的关系式.基于此关系式和已有基床系数确定规则,通过不同尺寸承载板的荷载试验,可以建立以双参数地基基床系数为未知数的方程组,从而解得双参数地基基床系数表达式.通过4块不同形状和尺寸刚性板(直径0.3m、0.6m圆板和边长0.54m、0.71m方板)的实测试验获取实际场地下砂性地基土的双参数基床系数值,验证了上述方法的可行性;结合基础沉降和相邻基础相互影响的算例说明了双参数地基的工程意义;结合已有研究成果给出了不同状态的黏性土和砂性土的双参数基床系数的建议值.本文方法为双参数地基模型的推广及工程应用提供一定的借鉴与参考.     

开挖前降水作用下基坑围挡结构-地层相互作用机制

依托天津地铁3号线某车站基坑实测资料,建立二维流固耦合有限元数值模型,研究不同基坑宽度和开挖前降水深度条件下被动区土压力、地基土水平向基床系数等参数沿深度的分布规律,并将数值分析结果与传统基坑设计中基于m法得到的结果进行对比和分析。结果表明,基坑开挖前降水时,降水深度范围内的地基土水平向基床系数相较于m法确定的值有较大幅度减小,并且基坑宽度和降水深度越大,地基土水平向基床系数就越小。这是由于降水过程中降水井旁渗流力的作用导致被动区土体发生背离围挡结构的水平位移,并进一步引起复杂的围挡结构-土相互作用。利用弹性地基梁法进行开挖前降水引发基坑围挡结构变形预测时,若采用m法来确定地基土水平向基床系数,将会低估开挖前降水引发的围挡结构变形。     

水下抛石基床动态形成过程数值模拟研究

水下抛石基床是重力式码头和直立式防波堤经常采用的基础形式,基床抛石的结构组成与密实程度对介质承载力具有决定性的作用。在水下抛石基床形成过程中,抛石受绕流阻力作用,影响基床堆积形态,从而对基床的受力特性有重要影响;而绕流阻力的大小与抛石的几何外形、重量等因素有关。根据流体动力学,建立了抛石在水中运动的计算模型,研究了相同质量不同形状及形状相似不同质量等工况下抛石在水中的运动规律。运用离散元方法建立抛石基床模型,将阻力模型施加于水下运动的抛石。分析了不同因素控制下抛石基床的堆积情况,为大量抛石在水中自由运动产生沉积分层现象提供理论依据。研究结果表明:水下抛石的运动过程受水流阻力的影响,基床的最终形态将产生分层,抛石下落高度越高,分层越明显,符合实际的工程。该结果可为抛石基床力学特性研究提供理论依据和设计参考。     

半刚性防水结构层厚度对膨胀土路堑 基床动力响应的影响

在分析膨胀土地区路堑基床病害特点的基础上,开展了半刚性防水层的路堑基床动力特性研究.在基床中设置了一层半刚性防水结构层后,这种基床结构在列车循环往复动荷载作用下,其动力特性与普通基床结构相比发生了显著的变化.本文研究了半刚性防水层铺设厚度的改变对膨胀土路堑基床动力响应的影响,结果表明:随着防水层厚度的增大,基床内的动应力变化不大,路基面动位移呈线性减小.     

抛石基床承载力及夯击密实特性

抛石基床因其承载力高、地基变形小,在港口、码头等工程领域得到越来越广泛应用。通过室内试验结合离散元数值模拟方法对抛石基床承载力进行分析,在此基础上针对不同质量重锤夯击特性进行研究,结果表明:随着抛石基床深度的增加,所监测到的抛石基床夯击应力逐渐减小; 16. 2 t重锤在抛石基床底部夯击应力大于6. 5 t重锤夯击时在抛石基床0. 5 m深度处的夯击应力,通过增大重锤的质量增加抛石基床分层厚度的思路可行。所得研究结果可为工程实际施工提供借鉴。     

斜交框架地道桥的参数分析

基于平面杆系模型和空间板壳模型,对斜交框架双孔地道桥进行受力特性分析,探讨了两种计算模型的适用性。基于空间板壳模型,对结构宽跨比、斜交角度、地基的基床系数进行参数分析,得出结构参数对整体受力的影响规律。     

地基土受横向挤密和纵向压密作用的量化分析

探讨了加固地基对地基土的横向挤密和纵向压密效果,建立了地基处理后土的各种物理力学参数和地基承载力的计算公式,提出了土的损伤参数和弹性模量、变形模量、压缩模量之间的关系,并利用某工程实例,检验了文中公式的正确性和实用性。     

碎石桩复合地基复合模量极限值分析

针对复合地基的复合模晕是计算复合地基沉降的关键参数,但求解出完全符合实际的精确解较困难的情况,在分析碎石桩复合地基复合模量现有计算方法及计算中存在的问题基础上,将复合地摹看成由桩和土组成的复合材料,从整体上考虑,避免了桩与土之间复杂的相互作用机理分析,并采用弹性理论中最小势能原理和最小余能原理计算复合模量,推求出复合模量上、下限值计算公式.此外,对影响复合模量上、下限值的几个主要参数如桩土压缩模量、土体泊松比和置换率等进行分析.研究结果表明:碎石桩复合地基复合模量极限值随着土体模量和置换率的增大而增大,并且上限值是下限值的1.1-1.4倍,工程实例验证了所求极限值范围的合理性.     

基础变形模量不确定条件下拱坝最大有限元等效应力分析

为研究基础变形模量的不确定性对拱坝应力的影响,建立以基础变形模量为设计变量、以坝体应力为目标函数的计算拱坝最大应力的最优化模型;利用均匀试验设计法构造拱坝最大有限元等效应力与基础变形模量之间的二阶多项式响应面。工程实例分析表明,所建立的响应面模型具有较高的精度,当已知基础变形模量变化范围时可以较好地确定拱坝的最大有限元等效应力。     

复合地基复合模量的理论修正

复合模量是计算复合地基沉降的关键指标,目前主要采用面积加权公式计算复合模量,实践证明沉降计算值与实测值有较大误差·在考虑桩长、桩端土性质对复合模量的影响后,利用复合地基桩体的承载机理对复合模量面积比公式进行修正·通过与实际工程进行对比,利用修正后的公式计算的沉降值比利用面积比公式计算更接近实测值·分析表明复合模量随着桩长的增加呈线性增长,桩土模量比越小,变化幅度越大·同样,随着桩端土刚性的增长复合模量也逐渐增大,但桩土模量比越大,变化幅度越大·因此应把桩土模量比作为复合地基类别的判据·     

高速公路路堤地基处治标准研究

为了研究高速公路路堤地基处治标准,确定公路地基相关设计参数,以阿荣旗至博克图高速公路为依托工程,借助Ansys有限元软件及正交试验思想,将高速公路路堤及地基作为一个整体建立有限元模型,并结合实际情况设计正交试验表,计算在地基变形模量等多因素组合情况下路表的总变形;然后通过分析路表总变形与路表工后变形的关系,从而建立了地基变形模量与路表工后变形的关系式。根据有限元计算及分析结果,基于路表工后变形为主动控制指标,提出了以地基临界变形模量作为设计参数的高速公路路堤地基处治标准。工程实例实测结果与本方法计算结果吻合较好。     

散体材料桩复合地基桩土应力比计算新方法

针对现有桩土应力比计算方法存在的局限性与不足,研究了基于桩土相互作用机理的散体材料桩复合地基应力应变关系,并在考虑桩、土体孔隙率随加载而不断变化的基础上,建立了面积置换率与桩、土体变形模量及泊松比的确定方法.引进分级加载和分层计算的思想,建立了散体材料桩复合地基桩土应力比计算新方法.该方法适用于不同布桩方式下桩土应力比的求解,且能够反映桩、土体变形模量和面积置换率随加载而不断变化的特点.工程实例计算与分析并与其他计算方法比较表明了该方法的合理性与可行性.     

滩涂地区预压作用下人工硬壳层对桥梁桩基的影响分析： 以浙江省十一塘高速为例

滩涂地区深厚的软土地质条件给现浇箱梁的施工带来了较大挑战,依托浙江省十一塘高速公路一期工程,研究了预压荷载作用下人工就地固化硬壳层对桥梁桩基的影响。基于土体硬化模型建立了三维数值计算模型,对比不同硬壳层深度下桩身轴力、侧摩阻力和水平位移的变化规律,结果发现：当硬壳层厚度为2 m时,桩身轴力减少约16%且硬壳层的厚度会改变负摩阻力的传递深度,表现为硬壳层厚度越厚桩侧阻力中性点越往上移。此外,在一定深度影响范围内,硬壳层能够有效控制桩顶和不同深度处桩身水平位移,硬壳层厚度越大,桩顶水平位移越小。最后通过分析土体模量对桩身水平位移的影响发现,桩身水平位移会随该层土压缩模量的增大而减小且Eur的影响将高于E50及Eoed的影响。     

粘弹性地基上四边自由矩形中厚板的非线性自由振动分析

为了解决中厚板与粘弹性地基共同作用下的非线性振动问题,在Reissner-Mindlin一阶剪切变形板的理论基础上,运用pb-2瑞利-里兹法分析双参数粘弹性地基上四边自由矩形中厚板的非线性自由振动,探讨了板的尺寸参数、横向剪切因子、粘滞系数以及地基反应模量对板的振动特性产生的影响及其变化规律。并对数值算例进行编程求解,与文献实测数据进行对比,结果十分接近,证明了该方法的可行性。     

复合桩基沉降计算的可靠度研究

从复合桩基的沉降计算方法出发，提出了按压缩区域分解法计算复合桩基的可靠度计算模型，并在此基础上提出了沉降可靠度的简化计算方法。结合一个工程实例对比分析了简化计算法的实用性，并在此基础上分析了土模量变异系数对沉降可靠性的影响。