FEM-DEM耦合弹塑性土体插桩过程力学特性研究

为了研究大型建筑物的大直径钢管桩插桩过程,以大桥弹塑性土体(砂壤土)插桩为研究对象,采用离散元(DEM)与有限元(FEM)耦合的方法,根据工程区土壤粘结参数建立适合的地层模型。为保证计算的有效性,选用了非线性粘结弹性塑形接触(EEPA)模型对土体大直径钢管桩插桩过程进行FEM-DEM耦合数值模拟,对插桩钢管在整个过程中所受到土体作用力的应力-应变及位移特性进行研究并分析土体运动状态变化。模拟结果表明,大直径钢管桩插桩过程中所受到的应力与产生的位移等特性与插桩的深度有着密切的关系,从土体的力学特性可以看到整个过程中土体运动的速度等变量都呈现先增大后减小的趋势,管道在底部受力较大并且沿径向变形较为复杂。研究有助于指导施工过程中及时调整插桩角度以及平整插桩土体表面。     

湿陷性黄土地基变形与处理方法研究

本文阐明了黄土湿陷的机理,研究了湿陷性黄土地区建筑物地基不均匀沉降的原因,介绍了常用的处理湿陷性黄土地基的处理方法,大厚度自重湿陷性黄土地基处理方法及新型的处理方法。     

兰州市某地铁车站深基坑开挖支护三维有限元分析

以兰州市地铁1号线一期工程五里铺车站深基坑工程为背景,采用非线性有限元软件Midas GTS对地铁车站深基坑开挖过程进行仿真模拟,研究施工过程中"钻孔灌注桩+内支撑"围护结构的内力及变形、周围土体的沉降规律及范围,桩后土体的水平位移等随基坑开挖深度的变化规律.通过施设不同位置钢支撑对基坑变形的影响和原方案进行对比分析,得出原方案在控制变形等方面有较好的效果,且桩体最大水平位移减小0.36mm.     

软土地区钢板桩振动沉桩监测及环境效应分析

钢板桩振动沉桩对周边土体和建筑物的影响一直是钢板桩应用中倍受关注的问题。选取从北向南5个沿海典型软土地区，通过三轴测振仪进行了振动沉桩监测，提取了距离振源不同距离处地表的径向、切向和竖向的振动加速度，并利用Matlab和SeismoSignal软件分析了振动峰值加速度和振动峰值速度随着测点到振源不同距离的变化趋势。结果表明，软土地区的振动响应相比硬土地区明显降低，但软土地区地表振动与土层性质和土层变化有关。在软土层上覆较好土层的地区，由于剪切带较大，地表径向峰值加速度随着测点到振源距离的增加出现先增加后减小的现象；但切向加速度由于钢板桩在沉桩过程中产生水平位移作用的附加影响而并未减小。钢板桩在软土地区的地表振动加速度和速度峰值在距离振源0～3 m范围迅速衰减，超过3 m后钢板桩振动沉桩环境效应较小。最后给出了不同建筑物类型下软土地区钢板桩振动沉桩环境效应的最小安全距离，可供设计和作业人员参考。     

湿陷性黄土地基DDC桩合理桩间距优化设计

为研究湿陷性黄土地区DDC法（孔内深层强夯法）进行地基处理时合理桩间距的控制问题，在代表性场地采用不同桩间距处理地基，对其处理前后地基土的干密度和湿陷系数等指标做了比对，并分析其挤密效果，得出当桩间距为预成孔直径d的3倍时，地基土受到挤密所产生的侧向力是相对均匀的，当桩间距〉3．0d时，三桩间土体的挤密效果明显较两桩间差，故挤密法处理湿陷性黄土地基时的有效挤密区为3．0d，即DDC处理地基时的合理桩间距为3．0d．     

基于模糊信息优化方法的黄土湿陷性评价

运用模糊信息优化处理技术中的信息扩散原理,建立黄土湿陷性评价方法。收集60组黄土湿陷性试验资料,选用与湿陷系数紧密相关的含水量等重要影响因素,运用信息扩散原理中的正态信息扩散离散回归方程得到原始信息分布矩阵,进行正规化处理,并进行模糊近似推理,采用信息集中公式求取最终结果,建立了评价指标与湿陷系数之间的模糊关系和黄土湿陷性评价的方法。通过对10组黄土湿陷性试验数据的非母体验证,均方误差较小,结果较为理想。该方法步骤清晰、易懂,结果可靠、实用,效果快速、良好,可使用在黄土高原地区区域性的城镇防灾规划、区域黄土湿陷性分析和公路地质灾害危险性评估等方面。     

曲线顶管施工中地表沉降规律数值模拟研究

利用通用的有限元分析软件ABAQUS对大直径矩形顶管的顶进过程中周围土体的扰动情况进行数值模拟,总结了周围土体在顶管施工的影响下产生的应力和位移的规律。建立的有限元单元主要包括顶管隧道单元,上覆土层单元,验证了该单元模型的合理性。分析影响地表沉降的主要因素有泥浆套的摩阻力、机头压力、土体抗力等,在此基础上,对顶管施工引起的地表沉降进行了动态预测,给出了曲线顶管情况下地面沉降的计算公式。     

湿陷性黄土厚回填区内长钻孔灌注桩施工研究

兰州新区位于湿陷性黄土区域,拟建建筑物场地属典型的黄土堆积和侵蚀作用形成的黄土丘陵、梁峁地貌,原地貌已破坏,现为人工回填整平场地,回填土层最大厚度约为28.00 m,黄土状粉土层底埋深最大约为38.70 m。黄土状粉土具有很严重的湿陷性,湿陷等级为Ⅳ级。通过某疾控中心综合楼工程案例,阐述了湿陷性黄土地区超厚回填土内超长钻孔灌注桩施工过程中的施工控制技术要点,为湿陷性黄土地区超长桩基施工提供借鉴经验。     

湿陷性黄土地基基础方案比选研究

【目的】基于EPC项目设计阶段，分析湿陷性黄土地基基础采用的2种技术方案。【方法】以钻孔灌注基础和强夯法2种处理方案进行技术和经济方面比较，比较两种方法在处理本项目湿陷性黄土地基的适用性。【结果】经对比分析发现，钻孔灌注桩基础不用考虑消除湿陷性黄土的湿陷性且能满足上部结构承载力要求，沉降变形小，但造价高、工期长；强夯法能够消除土层的湿陷性，提高土层的承载力，而且造价低、工期短。【结论】综合比较本项目确定强夯地基处理方案，强夯法在处理非自重湿陷性黄土轻微～中等湿陷等级土层有良好的处理效果，可消除湿陷性，提高土层地基承载力，使得满足设计要求，便于施工、节省工期、降低成本。     

振动沉管碎石桩加固软弱地基

振动沉管碎石桩是近十多年来发展起来的一种地基处理方法,它是在振动机的振动作用下,把套管打入规定的设计深度,套管入土后,挤密了套管周围土体,然后投入碎石,再排碎石于土中,振动密实成桩,多次循环就成了碎石桩.     

振动沉管碎石桩加固软弱地基

振动沉管碎石桩是近十多年来发展起来的一种地基处理方法,它是在振动机的振动作用下,把套管打入规定的设计深度,套管入土后,挤密了套管周围土体,然后投入碎石,再排碎石于土中,振动密实成桩,多次循环就成了碎石桩。下面就热运动沉管碎石桩加固粘性土的加固机理、设计计算、施工方法方面做一些具体阐述。一、对粘性土的加固机理1郾置换作用。由于土的粘粒含量较多,粘粒间结合力强,渗透河南科技2004.10上性低,在振动或挤压力的作用下,土中水份不易排走,所以碎石桩的作用不是使地基挤密,而是置换。2郾排水作用。碎石桩在粘土地基中开成一个良好…     

黄土湿陷性对西白地裂缝的影响

渭河盆地位于黄土高原南部,该盆地广泛分布黄土,到2017年已发现252次裂缝。以西白村地裂缝为例,通过钻探和槽探等一系列地质调查,查明了西白地裂缝的平面展布特征和剖面结构特征;通过黄土湿陷实验分析了由黄土湿陷性对地裂缝所造成的影响,并推测了西白地裂缝的成因发展过程,得出了西白地裂缝的产生是由于污水坑的侧向渗漏和黄土的湿陷性所造成的地面不均匀沉降所造成的。研究揭示了黄土湿陷性地裂缝的发育特征,探讨了其成因机理,为黄土地区地裂缝的防治提供了理论指导。     

灰土桩复合地基有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究了灰土桩复合地基受力机理.结果表明:在固结作用最大位移发生在布桩的位置,沿着桩径的增大,位移逐渐减小;桩顶附近的超静孔隙水压力比较大,桩端下地基上中的超静孔隙水压力较小,且沿着桩身长度方向孔压值呈现一种递减的趋势;下卧层和加固层间水压力差逐渐减小,桩间土的有效应力明显小于桩和桩下端土体的有效应力;荷载作用下整个复合地基桩的位移比桩间土位移小,桩左右边界附近均有一定量的隆起,但是隆起量不大,对工程不会造成太大的影响,在地基稳定性的模拟与计算中,桩左右的隆起所产生的影响也是不可忽视的;在荷载作用下桩的有效应力明显大于桩间土的有效应力,在桩头和桩端有明显的应力集中现象,最大有效应力发生在桩端与土体接触的界面附近.     

桩侧土非线性软化时单桩荷载-沉降曲线分析

基于桩身竖向荷载传递的微分方程,并考虑了桩侧阻力的非线性软化行为,推导出桩身轴力和桩土相对位移关系的增量形式表达式.通过该表达式并依据位移协调法的原理编写的程序,计算出了桩身的荷载沉降曲线.结果表明:计算出的荷载沉降曲线与试验曲线吻合较好,并能反映桩的渐进破坏过程.     

厚冲击覆盖层岩溶区桥梁钻孔灌注桩优化设计

结合静载试验,对厚冲积覆盖层岩溶地区钻孔灌注桩持力层顶板厚度和嵌岩深度开展研究,对其进行优化.首先,利用相关地质资料,对上部土层侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度进一步分析,估计土体中桩身极限摩擦阻力和桩端极限承载力;其次,利用静载试验所获得的桩身侧阻、嵌岩侧阻和桩端阻力的分布和发挥程度,估计作用在嵌岩段侧阻力,对嵌岩深度进行计算,力图使桩身摩擦阻力、嵌岩段侧阻力和桩端阻力都得到有效地利用     

潮汐环境堆填速率对桩土作用性状影响研究

堆填预压法加固软土地基过程中,土体固结过程及桩侧摩阻力变化与堆填速率有关。对不同堆填速率下的桩土作用性状的研究具有重要意义。基于比奥固结理论,结合某沿海围垦工程,建立了三维弹塑性有限元模型,模拟了土体固结过程。在此基础上,对桩侧摩阻力沿深度方向的分布、中性点位置变化及桩身下拉荷载的变化过程进行了分析,并对桩基础稳定性做出评价。研究过程中,考虑了海岸附近潮汐环境的影响及渗透系数在固结过程中随着土体孔隙比变化而产生的动态变化,认为潮汐环境影响下桩侧摩阻力存在双中性点,而双中性点的存在,将一定程度增加桩基础的稳定性。     

CFG桩加固软土路基参数敏感性数值分析

交通建设中对路基工程要求较高,选择满足交通建设需求的路基设计参数是工程建设的重要环节.为此,该文设计了CFG桩加固软土路基参数敏感性数值分析方法.以某处于剥蚀丘陵间丘间谷区域的公路工程为目标,采用弹塑性有限元法,以四节点实体单元模拟土体,依据土体弹塑性蠕变现象塑造其本构模型,且土体屈服条件选择服从摩尔-库伦准则,利用结构单元和线弹性模型模拟CFG桩、桩帽和路基填土、垫层,在动力荷载条件下分析CFG桩加固软土路基参数敏感性数值.分析结果显示:路基竖向速度均出现降低趋势,不同区域降低幅度有所差异;CFG桩结构刚度与填土荷载下路基沉降之间呈反比例相关,刚性结构柔性结构相比,路基沉降降低45%以上;利用CFG桩加固后,土体沉降主要为蠕变导致的次固结沉降.     

西安地铁盾构施工引起地表沉降规律分析

结合黄土地区的特殊性对西安地铁施工引起的地表沉降影响因素进行了初步探讨,根据有关勘测资料,采用三维数值模拟软件FLAC3D对盾构推进过程进行了模拟,以西安地铁二号线工程为背景,对开挖引起的地表沉降规律进行了研究.分析了隧道纵向沉降分布规律、黄土特性对盾构法施工中地表沉降的影响、地表沉降与黄土层覆土厚度的关系以及黄土特性对盾构法施工中土体变形的影响,从而得出了黄土地区地表沉降的一般规律.     

深基坑开挖对邻近住宅楼的变形影响分析

【目的】深基坑工程中土体的开挖卸荷会导致土体位移变形，可能引起周围建筑物变形，因此有必要对深基坑开挖对邻近宅楼的变形影响进行分析。【方法】本研究以郑州某深基坑工程为例，在采取上部土钉墙、下部桩锚支护的联合支护方式下，使用FLAC3D对基坑的开挖过程进行数值模拟，探究不同工况下基坑开挖对周边土体和邻近建筑物的影响。【结果】研究发现：沉降量随着距基坑边缘距离的增加而减小，最终降低为零；沉降量和围护体的水平位移随着基坑开挖深度的增加而增大；邻近建筑物的沉降随着基坑开挖的加深而增大，随着距基坑边缘距离的增大而减小。【结论】本研究验证了该支护方式的可行性。     

复合载体夯扩桩承载性状分析

根据复合载体夯扩桩承载力及沉降计算理论,针对具体工程实例中的桩基检测试验对该桩型的承载及沉降特性进行分析,认为桩端载体的存在使得相同条件下复合载体夯扩桩的承载力提高了50%~200%,且桩端土体的不同对该桩型的沉降影响很大。之后采用ABAQUS有限元软件对单桩的承载力进行模拟计算分析,并与现场试验结果进行对比,证明了模型的可行性,在桩长较短的情况下可以将侧摩阻力作为承载力设计的安全储备。