基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.     

基于改进西原模型的软土流变一维固结解析

为解决不同应力水平下饱和软土层的沉降计算问题,考虑土的流变特性,对西原模型低应力分量进行了分析和改进.通过Laplace变换与反变换,得到了瞬时加载条件下改进西原模型的一维固结解析解,在此基础上采用积分的方法推导了多级加载条件下的统一解析解,并将解析解应用于洞庭湖软土路堤试验段的沉降计算.结果表明:该解析解沉降计算值在不同应力水平下呈现不同的变化规律,均与对应应力水平下的沉降实测值吻合.在固结初期,该解析解的计算固结沉降速率大大低于相同条件下弹性模型的计算结果.因此,在计算软基沉降时,必须考虑不同应力水平对软基沉降的影响,并考虑软土流变所引起的滞后效应.     

成层土中竖向受荷桩沉降性状简化计算方法

基于应力泡形虚土桩模型和考虑桩土界面初始临界摩阻力的改进双曲线模型,提 出了一种可以考虑桩端应力扩散效应和桩土界面初始临界摩阻力影响的竖向受荷单桩沉降 简化计算方法.首先,利用该计算方法分析讨论了模型参数对单桩沉降的影响程度,并给出了 合理的取值范围;其次,将用该计算方法得到的结果与现场实测数据对比分析,验证了本文计 算方法的合理性,并进一步分析研究了不同桩顶荷载作用下竖向受荷桩的桩身压缩与桩端土 体沉降所占比重关系、桩身轴力分布规律以及桩侧摩阻力发挥特性等 .本文的计算方法参数 明确,应用简便,可以为桩基础设计提供更为准确的沉降值,具有广泛的工程应用前景.     

柔性荷载下粉喷桩复合地基变形特性试验研究

进行了粉喷桩复合地基载荷试验,在桩顶和桩周土面埋设了沉降标分别观测桩顶和桩周土面沉降.研究表明:荷载板沉降与桩间土面沉降十分接近,桩间土地面沉降明显大于桩顶沉降,主要表现为桩体部分刺入路基内,柔性荷载下桩土变形不满足等应变条件.在某一深度L0处存在等沉面,即该位置处桩体沉降与桩间土沉降相等.对此提出了一种柔性路基下水泥土桩复合地基沉降计算方法,该方法将压缩层分为3层;a.等沉面以上加固层;b.等沉面以下加固层;c.下卧层,地基沉降为3层土的压缩变形之和,a层的压缩变形可按改进应力修正法计算,b和c层压缩变形可按应力修正法计算.通过工程实例验证了所提出的计算方法.     

基于能量法柔性桩复合地基的沉降计算

为精确计算柔性桩复合地基沉降,对基于能量法的沉降计算方法进行研究。首先,以荷载传递法为基础,假设桩侧摩阻力与桩土相对位移满足弹塑性关系,推导出桩体及桩间土的能量方程,建立柔性桩复合地基的系统总势能表达式,基于最小势能原理获得桩土的荷载分担值;然后,采用修正剑桥模型计算桩间土的压缩量,同时引入柔性桩应力应变特性曲线计算桩体压缩量,其与下卧层压缩量之和即为复合地基沉降量。最后,利用该方法对室内试验和既有案例进行建模与计算。研究结果表明:复合地基沉降量计算值与实测值相吻合,验证了该计算方法的正确性。     

双向复合地基的有限差分法分析

在对双向复合地基的各组成部分及工作原理进行分析的基础上,基于薄板变形的有限差分法理论和Winkler 弹性地基模型,对水平-竖直向增强体系进行合理假定,并考虑复合地基中碎石桩的双向排水作用,提出了桩土应力比随时间变化关系式以及路基工后沉降计算方法.该方法综合反映了桩土应力比随时间变化的特性以及荷载大小、网及桩间土的刚度、复合地基置换率、散体材料桩体的双向固结作用等因素对桩网复合地基的工后沉降的影响.用文中计算方法对一工程实例进行计算,验证了计算方法的可行性.     

粘土地基沉降计算

将损伤理论引入到粘土地基沉降计算中，修正已有沉降计算公式。根据Duncen-Chang模型考虑了泊松比ν随应力变化而对地基沉降产生的影响。认为次固结沉降是土骨架蠕动变形的结果,用Mesri蠕变模型计算土的次固结沉降。     

考虑土结构性影响的改进EVP压缩模型

针对原有弹粘塑性(EVP)压缩模型的局限性,建立了一种考虑土结构性影响的改进EVP压缩模型,且在建模时考虑了天然沉积结构性土半对数压缩曲线的非线性特征以及蠕变随应力水平和时间的变化性状.引用了Ariake黏土在轴向应变为常速率以及不同阶段改变速率时的一维压缩试验结果,将其与改进EVP模型的计算结果进行对比分析.结果表明,该模型能够较好地描述天然沉积土的应力-应变关系对速率的依赖性,且计算结果与试验结果基本吻合.与原有的EVP模型相比,改进的EVP压缩模型采用了双对数坐标,能够反映天然沉积结构性土半对数压缩曲线典型的倒S特征.模型中引入了与应力水平和时间相关的蠕变参数,反映出天然沉积结构性土的蠕变速率随应力水平和时间的发展呈非线性递减的蠕变变形规律.     

基于修正塑性功函数的砂土硬软化本构模型

基于与应力路径无关的修正塑性功函数,提出了一个新的可以考虑砂土变形强度应力路径效应的弹塑性硬化-软化本构模型.模型所采用的与应力路径不相关的修正塑性硬化函数是基于砂土多应力路径平面应变压缩试验结果、经过数学拟合而得到的.文中建议的本构模型属于等向硬化-软化、考虑非关联流动的弹塑性模型.有限元计算结果与室内试验结果比较表明,该模型不仅可以较好地模拟砂土变形强度的应力路径效应,同时也可以模拟砂土变形强度的应力水平依存性、强度的固有结构性各向异性、初始空隙比依存性,以及砂土伴随剪切破坏的软化效应.     

复合地基沉降计算与数值模拟分析

采用数值模拟对复合地基附加应力的扩散模式进行了研究,对规范及相关文献给出的地基沉降计算方法进行了讨论,分析了承载板刚度、载荷大小、桩体刚度对应力扩散模式及扩散角的影响,在规范给出的地基沉降计算方法的基础上,考虑复合地基附加应力的实际扩散模式,提出了一种新的复合地基沉降计算模式,并给出了应力扩散角的取值建议.通过与实测数据的对比,证明该方法比其他方法计算结果更加准确.     

城市固体废弃物沉降模型研究现状及其进展

城市固体废弃物（MSW）的沉降问题是卫生填埋法处理城市垃圾中的重点问题之一，现场监测和室内试验是建立合理计算模型的首要前提．但是，无论是现场试验还是室内试验，试验设备和技术方法还不成熟，有待进一步规范化．在室内外试验的基础上，各国学者相继提出了以传统土力学理论为基础的沉降计算模型、各种经验模型、漉变模型、专门描述生物降解沉降计算模型以及综合模型．对上述沉降计算模型的提出背景及应用条件进行了简要评述．MSW特殊形成过程使其组成具有复杂性、多样性以及地域相关性等特点，造成现有模型存在一个共同问题，即模型参数的敏感性问题，这也是现有模型无法推广应用的重要原因之一．因此，沉降模型研究的重点问题之一就是模型参数随着时间、空间、应力以及生物降解、垃圾组成等因素的变化规律．考虑MSW的物理、化学、生物及力学特性建立综合的MSW沉降计算模型是今后研究的热点和难点．     

埋深组合群桩复合地基的沉降模式与模型试验验证

采用理论分析和室内模型实验相结合的方法研究埋深组合群桩复合地基的沉降.研究结果表明:具有一定埋置深度的组合群桩复合地基受压后,桩间土顶面和桩顶面产生差异沉降,桩间土顶面沉降较大,长度和强度较大的桩顶面沉降较小:桩的长度和强度越大,桩顶面沉降越小,上刺入量越大:埋深组合群桩复合地基的沉降量等于桩顶沉降与桩顶垫层的压缩量之和,也等于桩间土顶面沉降量与土顶垫层的压缩量之和.具有一定埋置深度的组合群桩复合地基的p-s曲线呈缓变型,可以采用双曲线模型拟合,然后求得切线模量,再根据现行规范计算沉降.     

基于差异沉降的复合地基沉降计算方法研究

差异沉降是群桩复合地基的一个不容忽视的问题,目前复合地基沉降计算均为计算复合地基的总体沉降,而研究差异沉降的关键问题是如何得到差异沉降值.提出了用桩体沉降法计算复合地基沉降的一种方法.该方法可以计算群桩中每根桩的沉降值,进而计算群桩的差异沉降.同时根据单桩沉降计算出群桩的总体沉降,通过模型试验和数值模拟提出了桩体沉降法的两个重要参数,并给出了这两个参数(桩顶应力比和桩端应力比)的经验公式.通过与模型试验和工程实测对比分析表明,采用桩体沉降法计算的沉降量与实测数据相吻合,可以认为是工程设计的一种可靠方法.图6,表4,参8.     

生物反应器填埋场气体压力下沉降的预测

为了研究生物反应器填埋场中气体压力对沉降的影响,把生物反应器填埋场简化为单向气体渗流场,结合Darcy定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论,并假定生物反应器填埋场渗滤液完全回灌,在气体质量守恒的基础上,根据气体消散期间垃圾场内和大气之间的气体压力与填埋场沉降之间的变化关系,建立生物反应器填埋场在气体压力作用下沉降的数值模型.运用有限差分法进行求解.实例分析表明:该模型能够较好地预测生物反应器填埋场的沉降.     

复合地基群桩相互作用机理的模型试验研究

利用国内最新研制的三堆大型模拟试验台——中国矿业大学（北京）的城市地下工程相似模拟试验系统，进行了3组模型试验，试验研究了群桩与单桩复合地基在应力场、位移场等方面的不同．试验结果表明，群桩复合地基桩土应力比明显高于单桩复合地基；桩侧负摩阻力高于单桩复合地基，桩侧正摩阻力低于单桩复合地基；群桩复合地基沉降高于单桩复合地基；群桩复合地基存在差异沉降．所得结论可为进一步理论研究和工程设计提供有益参考。图12，表3。参10．     

Usher模型在垃圾土沉降预测中的应用

为了预测垃圾土的沉降量,以便指导填埋场的建设以及封场利用,基于线性加载情况下垃圾土的沉降变形曲线呈＂S＂型这一特征,指出可用Usher模型预测其沉降随时间的变化规律,通过分离变量法,结合初始条件对建立的Usher模型求解,得到模型解的表达式。通过分析可知,Lo-gistic模型和Gompertz模型是Usher模型的特例。采用重复二元回归法对Usher模型参数进行求解,利用该模型对某填埋场的沉降量进行了计算,通过计算可知,Usher模型的误差平方和为108.19,而Logistic模型和Gompertz模型的误差平方和分别为162.21和952.41。对比结果说明,Usher模型具有较高的预测精度,对同类工程的沉降预测具有一定的指导意义。     

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.     

复合地基沉降计算新方法-桩体沉降法

通过模型试验和数值模拟对复合地基进行研究,提出了桩体沉降法计算复合地基沉降的新方法.根据对不同参数(桩长、桩径、桩体模量、褥垫层厚度、褥垫层模量、加固区土体模量、下卧层土体模量)的复合地基的分析,提出了桩体沉降法的两个重要参数:桩顶应力比和桩端应力比,并推导其经验公式.通过与工程实测对比分析表明,采用桩体沉降法计算的沉降量与实测数据相吻合,可以认为是工程设计的一种可靠方法.     

复合地基沉降的模型预测

通过对复合地基沉降发展机理和规律的分析,结合Verhulst灰色预测模型的特点,建立了复合地基沉降的Verhulst灰色预测模型,反映了复合地基沉降 时间曲线的单调递增性、有界性和呈"S"形的特点·模型精度检验表明,利用较少的沉降观测数据,通过数学推理过程建立的沉降Verhulst预测模型具有可靠的预测精度,反映了复合地基沉降发展的长期过程·     

生物降解下垃圾填埋场的边坡稳定性

为研究垃圾体生物降解对填埋场边坡稳定性的影响，考虑垃圾体的物理和机械特性随着时间和降解程度的变化，将填埋场分为5个不同的降解区域，每个区域存在不同的黏聚力和内摩擦角.通过建立有限差分法的数值模型，利用FLAC3D求解填埋场的安全系数，分析垃圾场边坡稳定的破坏机理.通过实例对填埋场的边坡稳定进行分析，得到该数值方法的计算结果低于极限平衡法的计算结果，该方法可以预测填埋场在复杂边界条件下的局部失稳破坏和边坡位移过大导致的破坏，同时更有利于边坡稳定的应力-应变破坏机理的分析.