基于双侧破坏模式的临坡地基承载力简化分析方法

为探讨临坡地基破坏模式,提出了相应的承载力计算方法.首先,考虑临坡地基各滑块几何尺寸和形状的非对称性,建立了临坡地基双侧破坏模型;其次,基于极限分析上限定理及虚功率方程,并引入强度发挥系数考虑远离坡面一侧的土体强度发挥程度,提出了临坡地基承载力的简化计算方法;最后,通过某工程实例的数值计算结果,验证了理论分析模型及计算...     

斜坡基桩水平动力响应解析解

随着江河岸边斜坡地段的桩基础日益增多,斜坡基桩桩-土水平耦合振动问题也 日益受到重视.本文基于现有平地基桩水平动力响应理论,考虑斜坡效应,提出适用于斜坡基 桩水平动力响应解析解 .首先借助微分变换、亥姆霍兹分解和分离变量法等手段解耦土体三 维波动方程,并引入桩-土边界连续条件,求解了平地基桩的桩周土体水平动抗力;在此基础 上,引入折减因子考虑斜坡对临空面一侧土体抗力的弱化效应,并忽略一定深度范围内的浅 层土体提供的水平动抗力,推导出斜坡段基桩的桩周土体水平动抗力解析解.此外,利用Euler 梁模型推导斜坡段基桩自由段、入土段的水平振动控制方程,获得了基于传递矩阵法的基桩水 平动力响应解析解,包括基桩动力阻抗以及桩身内力和变形解析表达式;然后通过与已有平地 动力阻抗解析解,斜坡段基桩静力内力变形数值解进行对比,验证了本文解析解的合理性.     

基于模型试验的陡坡段基桩水平循环响应特性分析

为探究陡坡段桥梁基桩水平循环响应特性,设计并开展了不同循环次数、荷载幅 值和坡度条件下的水平循环受荷陡坡段基桩模型试验. 通过对比实测弯矩推导的地基反力分 布与实测地基反力分布,验证了实测数据的可信性,进而分析了桩顶水平位移、桩顶偏转角、 桩身弯矩及地基反力分布的演化规律. 结果表明：桩顶水平位移由弹性变形和塑性变形组成, 弹性变形基本保持不变,塑性变形随循环次数的增加而非线性增大,增加率逐渐减小,即塑性 安定;桩顶无量纲位移和桩顶转角均随循环次数的增加而非线性增大,且桩顶无量纲位移的 上包络线均可用幂函数y0/D=An0.11拟合;陡坡段基桩的单向水平循环响应主要受前100次循环 加载影响;桩身最大弯矩和最大地基反力均随荷载幅值和坡度的增大而增大,二者的位置均 随坡度增大而下降,但几乎不受荷载幅值影响.     

陡坡段桥梁桩基研究现状及展望

随着我国山区高速公路、铁路建设的高速发展,桥梁桩基建造在陡坡地段的现象日渐增多,且陡坡段桥梁桩基承载机理复杂,故其设计计算逐渐引起广泛关注和重视,成为当前的研究热点之一.在其工程设计中,不仅要考虑桥梁上部结构传递的倾斜偏心荷载,还应考虑桩-坡非对称体系引起的附加土压力以及地基水平抗力折减效应.本文通过对国内外相关领域文...     

考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递

研究剪切面粗糙体退化对桩岩界面剪切过程中荷载传递机理的影响.将桩身混凝土与钻孔地层之间的粗糙面抽象为一系列相同的等腰三角形,并用半波长和剪胀角定义单个粗糙体的尺寸,引入Patton模型来描述粗糙体的宏观剪切响应与相对剪切位移之间的关系,并考虑到孔壁地层与桩身混凝土的相对刚度比,基于能量原理,引入了一个粗糙体退化系数来定义在剪切过程中所产生的粗糙体表面磨损及体积压缩的行为.据此,修正了经典的Patton模型,进而推导了考虑孔壁粗糙体退化的灌注桩竖向荷载传递方程,该方程不仅可以考虑剪切面的粗糙程度(半波长及剪胀角)对桩身荷载传递行为的影响,而且该解答中所包含的参数物理意义明确.采用有限差分法对荷载传递方程进行求解,并与工程实例进行了对比验证.结果表明,本文理论预测方法的结果与现场实测结果吻合较好,对灌注桩的初步设计有一定参考价值.     

抗滑桩加固边坡的稳定性分析及最优桩位的确定

为合理分析抗滑桩加固后的边坡稳定性及确定最危险滑动面和最优桩位、桩长,基于有限元极限分析软件OptumG2建立抗滑桩加固前后的边坡数值模型,通过与已有研究中的边坡算例进行对比,验证了本文数值分析方法的合理性;然后,基于算例验证的对比结果,讨论了OptumG2的2种分析类型(重力乘数与强度折减)的区别并认为基于强度折减极限分析得出的安全系数偏于安全;最后,探讨了边坡坡度及抗剪强度(内摩擦角与粘聚力)对安全系数、最优桩位及桩长的影响,分析了抗滑桩加固后的最危险滑动面变化规律,根据参数分析结果拟合出安全系数公式,得出一些规律性的结论并总结了4种常见的滑动面形式及其形成条件,可为后续边坡稳定性分析理论研究提供参考,具有一定的理论及工程应用价值.     

冰雹作用下土质边坡模型试验方法

为研究冰雹灾害对土质边坡稳定性的影响，自主设计了一套冰雹降落装置，采用自制冰球对模型边坡进行加载. 共进行了3组试验，通过高灵敏度动土压力监测系统获得土压力，拟合冲击力；通过摄影测量技术（PIV）监测冰球冲击坡面时的速度向量，计算法向和切向恢复系数，同时监测加载过程中位移变化规律；通过含水率监测系统监测坡体含水率，分析试验前后的水分迁移规律. 试验结果表明：在加载密度和加载次数较大时，冲击会使边坡产生浅层滑动，落于坡顶面的冰球重新分布形成堆积，逐渐融化，向下形成渗流；加载瞬时形成冲击荷载，可将其拟合为衰减的半正弦波形；法向恢复系数较小，切向恢复系数较大，冰球在冲击过程中倾向于沿坡面运动；含水率传感器从上到下依次响应，边坡后端融水渗流速度比前端更快，融水主要影响坡顶平台，坡顶平台中层水分迁移速度最快；静土压力与坡顶堆载和冰球融化渗流有直接联系；坡体整体变形较小，最大变形位于坡顶转角处；试验结果反映了冰雹降落对边坡稳定性影响的3个方面：冲击作用、堆载作用、渗透作用，可为冰雪极端灾害条件下的边坡安全预警提供参考和依据.     

基于有限元极限分析的桩基础荷载下边坡稳定性

为探讨桩基础荷载作用下边坡稳定性变化的一般规律，提出相应的稳定性系数计算方法. 首先，概述有限元极限分析方法，并引入某陡坡段桩基础工程实例，验证了该数值分析方法的合理性；其次，通过对桩顶水平荷载、黏聚力、桩坡相对位置等因素进行归一化处理，给出了不同工况时桩基础荷载下边坡稳定性系数计算方法，并将其以表格形式表示；然后，在探究桩基础荷载下边坡破坏模式的同时，引入荷载影响因子表征桩顶水平荷载对边坡稳定性系数的影响，并提出了桩基础荷载下边坡稳定性系数半理论半经验方法；最后，探讨了桩顶水平荷载、边坡坡比、内摩擦角、黏聚力及桩坡相对位置对边坡稳定性系数的影响. 结果表明边坡稳定性系数与内摩擦角及黏聚力正相关，与桩顶水平荷载负相关.以上分析可为陡坡段桥梁工程设计提供参考，具有一定的理论及工程应用价值.