考虑模量变化与三维应力影响的地基沉降分析方法

鉴于三维应力作用下土变形模量变化的根本原因在于体积变化,首先视地基土是由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质,将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用Walsh公式及体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型,在此基础上,考虑地基土变形模量变化的非线性特征,引进分级加载思想,建立了增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,然后,考虑三维应力影响,联合引进分层总和与分级加载的思想,利用前述地基土增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,建立了新的地基沉降分析方法.该方法不仅能反映三维应力及变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线的使用.通过工程实例计算,并与现有同类分析方法进行比较分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性.     

采用修正割线模量法分析地基的非线性沉降

提出了一种考虑时间因素的地基非线性沉降计算新方法,即修正割线模量法．该方法的计算原理是利用反馈修正技术依据地基载荷试验曲线反求各级荷载下地基土不同附加应力水平区段的修正割线模量,附加应力计算采用Boussinesq弹性理论解,采用分层总和法计算地基沉降．采用修正割线模量法对Briaud和Gibbens（1993）所做的一系列砂土地基中的基础加载试验成果进行分析．通过对不同基础加载试验曲线进行归一化处理,获得不同尺寸基础的荷载与相对沉降的归一化曲线,该曲线与计算曲线相吻合;采用修正割线模量法计算得到的不同尺寸基础对应于沉降25mm及150mm的荷载Q25及Q150与实测结果的误差在10％以内,根据南侧及北侧3m基础30min加载试验确定的蠕变指数m分别为0．036和0．030,计算得到2014年（20年后）2个3m基础所发生的总沉降分别为39．6mm和36．7mm．     

地下连续墙-桩-箱(或筏)复合基础沉降分析

提出了由地连续墙－桩－箱筏所构成的复合基础的沉降计算方法,该方法定义为二阶沉降计算方法,进一步论述了在考虑地基上补偿性状的前提下,可用分层总和法计算第一阶段沉降,用变形总和法计算第二阶段沉降。     

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.     

基于理论和实测的路基沉降混合预测方法

为了准确的预测路基沉降,基于土基的固结理论,引入平均附加应力系数的概念,对路基沉降计算传统的分层总和法进行了改进;提出了考虑路基施工过程的路基最终沉降量计算理论与计算公式;建立了基于改进的分层总和法及实测的沉降量预测新模型;编制了基于改进的分层总和法和实测数据的路基沉降预测计算程序Settlement_Calculation;采用新的计算方法和计算程序,对安徽省某二级公路试验路段进行路基沉降观测和理论计算,得到的沉降预测值和实测值相对误差小于2.0%。     

一种预测基础沉降的实用算法

用参数拟合法预测基础沉降过程。考虑了土的加载过程、排水条件、非线性的本构关系、孔压的产生和消散等因素的影响。通过实例计算,取得了较好的预测效果。     

框架结构逐层加载的基础沉降数值研究

应用ANSYS程序建立了框架结构-独立基础-地基共同作用的数值模型,并借助其单元生死功能实现逐层加载。通过研究发现,逐层加载和一次加载对基础最终沉降量影响不大;基础沉降曲线并不随施工层数的增加而线性增长,而是当增加到一定层数时才表现出明显的非线性,且层数越多,非线性关系越明显;进而提出了基础沉降值非线性累积与相邻基础间沉降差非线性累积的概念。为进一步研究基础沉降的非线性规律具有一定的指导意义。     

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.     

膨胀土地区高速铁路路基的沉降计算

根据路基沉降的分层总和法、指数法和Asaoka法,计算了膨胀土路基和地基的最终沉降量和工后沉降,并对这几种方法进行了比较,为工程建设提供参考。     

基于Mindlin应力解的分层土中群桩基础沉降计算方法

为了考虑地基土的分层特性和桩端下卧层计算深度对群桩基础沉降的影响,基于Mindlin竖向应力解用分层总和的思想建立群桩的土体竖向位移柔度矩阵,参照弹性理论法的分析过程,建立了分层土中群桩基础沉降的计算方法.与工程实例对比表明,对于工后沉降量不大的群桩基础,本文方法可以给出较合理的沉降计算值.     

砂土地基中五个扩展基础加载试验成果的分析

采用修正弦线模量法对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比较分析.首先对不同基础加载试验曲线进行归一化处理,获得不同基础荷载与相对沉降的归一化曲线,该曲线与计算曲线相吻合;其次,对基础加载后分层土随深度变化的应变规律进行总结,修正弦线模量法计算结果除基底附近浅部土层外,其余土层大致吻合,其应变值随深度增加而减少,基底附近浅部土层例外的原因在于基底粗糙度对地基的侧向变形.分析结果表明:修正弦线模量是一种地基的等效模量,采用该模量按分层总和法预测地基在各级荷载下的总沉降比较可靠,但预测每一分层土的沉降还不够准确,原因在于修正模量法未考虑基础底面粗糙度对地基土侧向变形的约束作用.     

银川地区建筑地基沉降计算经验系数取值研究

为获得适合银川地区的建筑地基沉降计算经验系数,选取银川地区的多处工程场地,采用分层总和法和有限元软件ADINA分别计算地基最终沉降量,对比沉降计算结果并分析两种方法的差异;将理论计算的结果对比建筑地基实测平均沉降量,得出沉降计算经验系数,在置信度为95%的条件下,采用Bootstrap法推断出两种方法对应的沉降计算经验系数的置信区间分别为[0.090, 0.142]和[0.055, 0.092],该沉降经验系数置信区间的获得可为银川地区岩土工程技术人员提供参考和借鉴。     

离散灰色DGM（1,1）模型在高层建筑物沉降预测中的应用

针对高层建筑物沉降观测数据序列的特性,结合西昌市某工程沉降观测项目,重点阐述离散灰色DGM(1,1)模型原理及特性,以Matlab为仿真平台,将DGM(1,1)模型运用于高层建筑物沉降预测,并对其预测性能进行检验。结果表明,该方法能较好地模拟沉降发展趋势,且误差小,能达到精度要求,为后期工作提供数据支持。     

双向偏心矩形扩展基础底面尺寸的直接计算法

根据柱下偏心矩形扩展基础设计方法,利用基底最小反力Pkmin=0的条件给出了双向偏心基础底面尺寸的直接计算方法.与现有计算方法相比,该法能避免反复试算和解一元三次方程,具有经济合理、计算简单的优点。     

双曲线法在高速公路软基沉降预测中的应用

路基沉降预测与控制是软土地区高速公路建设中的一个主要问题.由于各种理论计算方法本身的局限性,以及工程地质条件的复杂性,地基沉降完全依靠理论计算是不可能或不精确的.因此,实际工程中经常采用根据软基沉降监测结果来预测工后沉降的方法.结合广东省某高速公路软基现场监测结果,介绍双曲线法原理,由实测数据得到拟合曲线,并进行预测分析.研究结果表明:双曲线法具有较高的预测精度,可以为软基路段的养护提供决策依据.     

路基沉降的灰色理论预测及其应用

运用灰色理论,对铁路高填方路基的沉降进行预测,建立了GM(1,1)预测模型.以相同观测时段的GM(1,1)模型为原型,考虑荷栽变化,针对地基土体均匀的情况,提出了GM(1,1)修正模型.通过具体实例,对模型的预测结果进行分析.分析表明,用修正模型预估下一级加载后的沉降,选取适当的沉降变化比进行计算,预测值与实测值之间误差小于6%,方法简单可靠,对类似高填方路基工程有一定参考价值.     

浅层顶管施工引起地面沉降的预测

在软土地层中顶管施工所引起的地面沉降常常会造成邻近建筑物和地下管线的移动甚至破坏－ 通过对土与顶管的受力及变形的分析,在施工前预测特定顶管工程可能引起的地面沉降的幅度及其形态－ 理论分析和现场实测显示,顶管施工时管节周围土的运动是三维的－ 建立了处理上述三维问题的简便计算方法－ 基于半解析元法将顶管施工中三维土运动问题转换成一维数值计算－ 在轴向离散而在环向和径向取解析函数,建立了半解析单元的位移函数－ 给出了包括位移函数、刚度矩阵和荷载矩阵在内的理论分析过程－ 计算结果表明,半解析元法对于计算顶管施工中的地面沉降是行之有效的方法－ 根据分析与计算结果得到一些有价值的结论,包括结构与土的相互作用而言,顶管管节相当于隧道的衬砌－ 虽然顶管施工引起的地面沉降的沉降槽也近似于误差曲线,由于土的粘塑性变形,地面沉降的幅度在施工过程中是变化的－