深厚软土地基桩筏基础筏板厚度承载特性试验

为了获取内陆深厚软土地区桩筏基础复合地基承载特性,通过几何相似比为1∶10的物理模型试验研究和数值模拟,在试验中对基础的沉降、土压力、筏板内力及桩顶反力等数据进行采集,研究了不同工况下内陆深厚软土地基桩筏基础不同筏板厚度的承载变形特征.结果表明:桩筏基础的沉降分为3个阶段:线性阶段、非线性阶段和破坏阶段;加大筏板厚度对于筏板相对刚度具有较大影响,筏板相对刚度处于刚性状态时加大筏板厚度能有效降低总体沉降,并减少差异沉降;加大筏板厚度后,筏板和板下土体更多地承担了荷载;板下地基反力呈现四周大、中心小的趋势.     

有限条法分析双参数地基板的动静响应

以Pasternak双参数地基上的板为研究对象,用有限条法和最小势能原理建立了地基与板相互作用的控制方程,分析求解地基板在不同约束和荷载条件下的内力和位移,并将这一方法应用到双参数地基板的动力分析中.计算结果表明,随地基基床系数和剪切模量增加,自振频率增大.数值算例表明,该方法是求解弹性地基板的一个有效的方法.     

考虑水平摩阻力和大变形的刚性桩网复合地基桩土应力比计算方法

为了研究水平摩阻力对加筋垫层挠度和复合地基桩土应力比的影响,以单桩处理范围内的刚性桩网复合地基为研究对象,考虑加筋垫层的大变形效应和三维尺寸效应,运用大挠度薄板理论对加筋垫层荷载传递特性进行分析,建立其挠度控制微分方程,并结合真实边界条件和桩土相互作用,将荷载传递过程分为假定状态和实际状态,运用伽辽金法和功能原理对其挠度进行分步求解.在此基础之上,利用Winkler地基梁理论对桩土应力比进行计算.采用室内足尺试验对计算方法进行验证,并综合分析土体基床系数、桩间距、桩径和界面摩擦刚度等因素对桩土应力比的影响.研究表明:理论计算结果与试验结果较为吻合,桩土应力比随桩间土基床系数和桩径的增大而减小,随桩间距、界面摩擦刚度和桩体基床系数的增大而增大,成果可为工程实践提供参考.     

刚性筏板下群桩基础共同作用实用分析方法

为了分析实际工程中大规模桩筏基础荷载分担及沉降特性,基于桩-土-筏相互作用理论提出了在竖向荷载作用下考虑土体弹塑性的刚性筏板下群桩基础共同作用的实用分析方法.桩-土-筏相互作用包括桩-土、桩-桩、筏-土和桩-筏相互作用,土体弹塑性考虑了土体模量的双曲线型变化特性.通过对不同尺寸条件下桩筏基础现场实测案例进行分析,介绍了计算过程中相应土体参数的取值方法,并基于基础沉降及桩-土荷载分担比实测和计算值对比结果,验证了该计算方法用于分析实际工程中大规模桩筏基础的合理性.同时基于某工程桩基优化分析,其计算结果表明:考虑筏板的荷载分担能显著降低桩基用量,桩数降为原设计1/3左右时,基础沉降并不会显著增加.     

确定斜坡地基比例系数m值的模型试验研究

为研究斜坡坡度及水平荷载作用角度对斜坡地基比例系数m值的影响,设计并完成了一系列斜坡地基刚性桩水平承载室内模型试验,测得了不同斜坡坡度及水平荷载作用角度下地基比例系数m值.试验发现:斜坡地基比例系数m值随地面处桩身水平位移x、斜坡坡度α及水平荷载作用角度β增加呈非线性减小,当x10mm时,m值几乎保持为一定值,并据此建立了斜坡地基比例系数m值与坡度α及荷载作用角度β之间的拟合关系式.理论与试验对比分析表明:根据考虑斜坡空间效应影响确定的斜坡地基比例系数m值,计算得到的桩身内力、位移与实测结果最接近,最大计算误差小于10%;斜坡桩基设计时,建议取地面处桩身水平位移x=10mm对应的m值.     

采用修正弦线模量法预测基础的非线性沉降

提出在无粘性土地基中依据载荷试验测试数据反求不同应力水平条件下地基土的修正弦线模量,然后采用该参数预测地基非线性沉降的计算方法,并采用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验证.验证时首先根据1m×1m小基础的荷载沉降观测资料反求地基土的修正弦线模量,然后采用分层总和法计算1.5 m×...     

基于有限元的桩体承载环境对复合地基性能影响分析

基于有限单元法,创新地建立了可以考虑刚性桩和砂井联合处理复合地基模型,分析了有无排水和有无桩帽等不同桩体工作环境下处理后复合地基的性能.结果表明:袋装砂井的存在可以有效改善地基固结效率,减小工后沉降;刚性桩对于地基沉降控制更为显著;桩帽的存在可以有效带动表层土协同作用,降低桩土应力比,从而减小路基的不均匀沉降.     

机场刚性道面接缝传荷能力的评价

基于ABAQUS有限元软件,按照"贡献面积"刚度分配原则,通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元,建立了考虑接缝传荷能力的机场刚性道面3维有限元分析模型.以重型落锤式弯沉仪(HWD)弯沉测试为基础,针对不同地基强度上的典型道面结构,考虑基层对接缝传荷能力的影响,应用有限元模型,分析了HWD承载板、单轴双轮起落架、双轴双轮起落架和三轴双轮起落架等荷载形式作用在接缝一侧板边中部时道面结构的板边应力和挠度,建立了HWD承载板测试得到的挠度传荷系数与接缝刚度之间的相关关系,以及与不同荷载形式作用的应力折减系数之间的相关关系,成果可用于评价机场刚性道面的接缝传荷能力,以及道面板边应力分析.     

PHC管桩单桩水平静载荷试验研究与分析

结合PHC管桩水平静载试验结果,研究了PHC管桩的水平承载性状,确定了单桩水平临界荷载、水平极限荷载和地基土水平抗力系数的比例系数m,并分析了m值与水平荷载和水平位移的关系.     

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。     

黄土中联合板索基础的抗拔承载力变化规律及其影响因素

 假设黄土为符合Mohr-Coulomb 屈服准则的理想弹塑性材料且锚板为刚性体, 采用有限差分模拟软件FLAC^3D建立三维数值模型, 利用接触面单元分析联合板索基础锚板上拔过程中黄土变形破坏机理, 研究了锚板抗拔承载力的变化规律及其影响因素。结果表明, 锚板的抗拔承载力随着锚板埋置深度的增加呈现近似线性增大, 但当埋深超过临界深度时锚板抗拔承载力趋于定值;增大锚板面积能够提高总承载力, 但单位面积承载力会下降;相同面积条件下, 圆形锚板抗拔承载力最大, 方形锚板次之, 矩形锚板抗拔承载力随着长宽比的增大而逐渐减小;锚板抗拔承载力随土体抗剪强度的增大而增大, 提升地基土体的抗剪强度指标(特别是黏聚力), 能够有效提高联合板索基础的抗拔承载力。     

Vlazov地基上Reissner板相互作用的加权残值分析法

以Vlazov双参数弹性地基上Reissner中厚板为研究对象,建立地基与中厚板相互作用的控制微分方程,运用B样条函数为试函数的加权残值法进行了分析求解,并结合Matlab软件编制程序进行算例分析.算例表明,对于Vlazov地基上四边简支的Reissner板,板的弯剪刚度比的增大可有效地减小板的挠度,亦即减小地基的变形;考虑地基的横向连续性可合理地修正板的挠度和弯矩的值,使其与工程实际更相符.本方法只需划分稀疏的离散网格,便可得到与精确解吻合较好的数值结果,其计算效率与精度均优于全域离散的有限元法.     

半空间地基中虚土桩模型的精度分析及应用

对虚土桩模型求解半空间地基上刚性圆板垂直振动特性的精度及应用进行研究.首先将刚性圆板正下方直到基岩的圆柱形土体看作虚土桩,通过求解桩土耦合振动,得到了简谐荷载作用时刚性圆板下均质滞回材料阻尼土体振动位移解,进一步利用该解,根据桩土接触面的边界条件来考虑桩土耦合作用,求解虚土桩的动力平衡方程,进而得到了桩土体系的定解.然后将虚土桩模型得到的刚性圆板的动力特性与现有精确解进行对比分析,结果表明本文解与现有精确解较吻合,具有足够高的精度.最后讨论了主要参数对虚土桩顶复刚度的影响.     

大型基础下含软弱夹层的层状砂土变形计算

基于饱和土的相关理论,推导了大型基础下层状地基的沉降计算模型.考虑不同的土性,根据修正剑桥模型和摩尔-库伦模型,推导了K_○0条件下且能够考虑其塑性变形的压缩模量.基于平面网格子域法结合分层总和法建立了一个完整的、更加贴近工程实际的大型基础下含软弱夹层的层状砂土地基沉降计算模型.研究结果表明:该模型的计算结果与模拟结果很贴近,且能够突出体现出软弱夹层的变形特性.研究结论可为含软弱夹层的大型基础地基沉降计算提供直接参考依据.     

载荷板尺寸效应的试验研究

在试验室模拟路基现场的工况,建立平板载荷试验模型,进行了地基系数与载荷板尺寸的相关性试验,并与理论公式进行了对比。根据试验成果归纳出不同载荷板尺寸的地基系数间的换算公式。     

弹性地基上非线性弹性材料矩形薄板的弯曲

平板的非线性问题,除几何上的非线性效应外,还有物理上的非线性.探讨了弹性地基上矩形薄板的物理非线性问题.以整幂次多项式应力-应变本构关系为基础,根据Kirchheff-levy薄板理论和Iliushin小弹塑性形变理论,建立了非线性弹性材料矩形薄板的总势能表示式,得出用Ritz法求解所需的含待定参数的线性方程组,并以弹性地基承受均布荷载的四边简支矩形板为例,计算出总势能,进而得出所承受的荷载与板中间挠度的关系式.研究结果表明,物理非线性对挠度的影响可用1个3次方程表达,这对某些设计工程是不容忽视的.     

基础沉降与其尺寸非线性关系的有限元分析

现行规范根据载荷试验确定地基承载力时所依据的是线性变形理论,沉降计算结果与工程实际颇有不符,导致承载力使用的保守.对中、低压缩性的砂性土和黏性土2种地基进行了变直径的非线性数值模拟计算与分析.结果表明,随着基础宽度B的增大,基础沉降s非线性地增大,并逐渐趋于平缓,沉降宽度比s/B快速减小并趋于0,表现出显著的非线性.此外,还给出了考虑荷载水平的拟合公式,并结合工程实例,验证了其正确性.     

地基板与地基相互作用的非线性力学响应分析

利用有限元分析软件ANSYS,建立了地基板—地基土相互作用体系的三维有限元模型,比较真实的模拟了地基板与地基相互作用状态.在板边受集中荷载作用下,分析了地基土的材料非线性、地基板—地基土之间的状态非线性、地基板的长宽比以及厚度等因素,对地基板非线性响应的影响.最后,通过与实验数据的比较,结果表明,该模型可以比较真实地反映地基板—地基土相互作用的非线性响应状态.     

刚性路面设计中两种地基模型刚度指标的关系研究

基于弹性簿板有限元理论，本文较全面地分析了刚性路面设计中两种地基模型刚度指标的关系，得到了一系列的Ｅｓ－Ｋ换算关系式，对两种地基模型的合理性进行了综合评述，利用Ｅｓ－Ｋ关系式和已有的试验验证资料，提出了采用Ｅ地基时确定几种临界荷位情况下地基计算回弹模量的实用公式。     

考虑双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基的抗剪能力和梁的剪切变形影响,建立了双参数地基Timoshenko梁的平衡方程,导出了初参数解和传递矩阵法,利用初参数解建立了有限元列式.当地基的抗剪劲度为0时,双参数地基可退化成Winkler地基,当梁的抗剪劲度无穷大时,Timoshenko梁可退化成Euler 梁.利用本文有限元法分析了双参数地基倒T形Ti...