复合地基沉降计算传统方法参数取值研究

针对国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-)修编工作中有关复合地基沉降计算问题的讨论,基于郑州地区较完整的高层、小高层住宅楼及河南省体育中心等14栋建筑沉降监测资料,研究了复合地基变形计算中分层总和法模型参数的取值问题.分别采用地基处理规范方法和本文分析方法对刚性基础条件下复合地基工程沉降进行了数值计算,并和实测结果进行了比较分析.研究表明,复合地基的变形计算,可采用规范的"当量模量法"和上下分别计算附加应力系数的应力扩散法,其中的下卧土层沉降变形经验系数,可通过地区沉降数据回归获取,无经验时也可参考建筑地基处理规范.     

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.     

条形基础下砂黏土双层地基极限承载力预测模型的不确定性分析

实际工程中常见砂—黏土双层地基,在这种分层地基的极限承载力问题上传统的太沙基承载力公式不再适用.工程中常用的条形基础下,砂—黏土双层地基极限承载力半经验计算方法可能会提供不可靠的预测.文中采用一种基于极限分析上限解的方法——不连续布局优化(DLO)对砂—黏土双层地基的极限承载力进行了计算.在传统地基承载力公式的基础上引入了承载力折减系数,给出了不同工况下该系数的设计图表.基于DLO的计算结果,提出了一个可适用于取值范围广泛的几何和土体强度参数的多项式回归公式.基于文献中条形基础下,砂—黏土双层地基极限承载力计算结果对所提出的简化公式进行了验证和不确定性分析.     

数据驱动建立地层原油黏度计算新方法

针对海上勘探评价阶段稠油油田地层流体取样少或无取样的问题,通过对大量渤海地区已取样稠油流体数据统计,应用数据矩阵分析探寻影响地层原油黏度的主控因素及不同参数与地层原油黏度的关系,采用非线性回归建立地层原油黏度与其他参数之间关系的经验公式,同时建立不同参数条件的地层原油黏度与地面密度的取值图版。新经验公式计算的地层原油黏度与实测地层原油黏度平均误差5.6%,同时应用经验公式和原油黏度确定综合图版对某海上稠油流体性质进行分析,两种方法研究结果相当,说明新方法的可靠性。基于数据驱动建立的地层原油黏度公式和图版成果可解决海上稠油油田地层流体取样少或无取样的问题,为油田开发方案编制、开发方式选择、采收率预测、平台设施设计及原油输送提供重要参考依据。     

以前期沉降观测反演参数预测建筑沉降

在现行规范复合地基沉降计算理论的基础上,建立与时间、施工进度有关的预测模型,并利用施工前期实测沉降资料构造方程组,反演地区经验参数及与时间有关的修正系数,可以预测建筑物在不同施工进度和不同日期下的沉降. 用工程实例验证其适用性,结果表明,参数反演法预测值误差较小,符合建筑物沉降变形一般规律.     

波纹钢管涵地基承载力分析

波纹钢管涵在我国已有大量应用,但现有计算理论及现行规范对此类涵洞地基承载力尚缺乏认识.采用理论推导与实测数据验证相结合的方法,提出了考虑波纹钢管涵-填料相互影响、管侧填料与管涵变形差引起的附加应力的波纹钢管涵地基承载力计算公式,并对比分析了现行规范、经验公式和本文公式在计算波纹钢管涵地基承载力的误差和适用性.研究表明:波纹钢管涵对地基承载力的要求远小于传统刚性管涵,且管侧附加应力对管涵基底承载力的提高有利;本文公式计算精度较现行规范和经验公式有大幅提高,且更适用于高填方波纹钢管涵的地基承载力设计;当缺乏设计资料时,也可采用路基荷载等效法对此类波纹钢管涵的地基承载力进行初步设计.     

浅基础建筑物最终沉降量分析与预测

建筑物地基的沉降对于正常使用有很大影响,应用分层总和法计算地基的最终沉降量与实测的最终沉降量往往有较大的差距,因此有必要从已有的建筑物沉降观测资料中探求建筑物最终沉降量与建筑物及地基参数的关系,并将这种关系表示为沉降经验公式,作为预测和控制建筑物沉降量的依据.本文从弹性力学半空间理论出发,提出了浅基础建筑物最终沉降量的影响因素及其预测公式,与实测资料相比较,结果表明所提出的预测公式可基本正确预测出浅基础建筑物的最终沉降量.     

砂桩处理淤泥质黏土地基承载力性能研究

采用规范经验公式,计算不同桩土应力比时砂桩处理复合地基承载力,并应用有限元分析软件计算淤泥质黏土原始地基、砂桩所用中粗砂对应地层以及复合地基承载力值。对比分析淤泥质黏土原始地基承载力计算值与地勘值,以及对比有限元计算与按照规范经验公式计算得到的复合地基承载力。结果表明:采用有限元计算得到原始地基承载力与地勘值较为吻合;按照规范经验公式进行计算,不同桩土应力比对应的复合地基承载力大小有较大差别;数值计算得到的复合地基承载力特征值,与按照规范经验公式桩土应力比取为3.5计算得到的地基承载力能够很好吻合。相应研究成果可对砂桩处理软弱地基承载力的计算提供一点借鉴。     

高速公路路堤地基处治标准研究

为了研究高速公路路堤地基处治标准,确定公路地基相关设计参数,以阿荣旗至博克图高速公路为依托工程,借助Ansys有限元软件及正交试验思想,将高速公路路堤及地基作为一个整体建立有限元模型,并结合实际情况设计正交试验表,计算在地基变形模量等多因素组合情况下路表的总变形;然后通过分析路表总变形与路表工后变形的关系,从而建立了地基变形模量与路表工后变形的关系式。根据有限元计算及分析结果,基于路表工后变形为主动控制指标,提出了以地基临界变形模量作为设计参数的高速公路路堤地基处治标准。工程实例实测结果与本方法计算结果吻合较好。     

水泥粉煤灰碎石桩复合地基设计计算探讨

CFG桩复合地基是新近发展起来的一项地基处理技术。具有承载力提高幅度大、地基变形小等特点。文章介绍了CFG桩复合地基设计计算时的设计思想、主要计算方法。包括它的适用范围、承载力计算、沉降计算及计算时应注意的问题。对一些主要的计算参数的选择进行了分析,对不同的工程情况提出了不同的取值原则。对设计人员进行设计时有一定的参考意义。     

高层建筑物地基沉降监测与分析

高层建筑在施工期间,随主体荷载的增加,势必造成主体不规则下沉,其局部不均匀沉降可能导致建筑物发生倾斜。为了确保建筑物的正常施工及安全使用,对高层建筑进行沉降监测和变形趋势预测具有重要意义。结合某高层住宅的沉降监测实践,在简要介绍工程概况和场地工程地质条件及水文地质条件的基础上,叙述了工程监测的具体要求和具体的监测方案,详细地阐述了沉降监测、分析和预测的过程。在定期对某高层建筑进行了沉降监测后,对沉降结果进行了几何分析并绘制了沉降等值线图,同时利用数据处理分析软件Origin8.0对不同观测点沉降量随时间的变化关系进行了多项式拟合并开展了相关预测。监测结果表明:该建筑物的沉降变形阶段性明显,沉降速率受施工速度与场地降水影响较大。实测最终沉降量小于计算值和经验值,不均匀沉降变化远小于规范允许的变形值,说明该建筑的桩基设计方案可行,施工质量可靠。对不同观测点沉降量随时间的变化关系拟合计算结果显示:监测结束1年内,建筑物的沉降基本趋于稳定,沉降变形特征符合一般高层建筑的沉降规律。文中所提出的监测方案和监测结果说明该工程沉降监测的设计方案可行、监测方法正确,为类似条件下高层建筑的安全施工与管理提供了重要参考依据。     

砂泥岩混合填料湿化变形与沉降计算方法

在西南地区建设的各类工程中,填方区域经常将砂泥岩混合料作为工程填料。填方土料在雨季时会经受饱水作用,导致土料性质劣化,严重可导致回填区域发生变形,在其上的结构物也可能会变形甚至失稳。基于成都天府国际机场现场砂泥岩混合料,通过使用GDS三轴仪研究砂泥岩填料湿化变形特性,进一步得出考虑湿化变形时的地基沉降量。试验结果表明,湿样的应力应变曲线呈S形,干样的应力应变曲线呈软化型;砂泥岩填料在注水初期的变形增长相对较快,用不到20%的变形时间发生整体80%的变形量;通过指数拟合得到湿化变形量计算公式,并提出一种考虑湿化变形的分层总和计算法,通过数值模拟验证其公式的可靠性。可见试验结果和理论公式对于实际工程应用以及科学研究具有重大价值意义。     

钢管混凝土侧向冲击荷载下的变形分析及简化计算

通过落锤冲击试验及模拟仿真对简支钢管混凝土在冲击荷载下的跨中挠度进行了试验分析,得出了在不同冲击能量下的挠度曲线,并与ANSYS/LS-DYNA的数值模拟结果进行了比较;并应用试验结果及模拟数据得出了跨中挠度随约束效应系数和冲击能量的变化关系曲线;通过塑性和回归分析得出了在冲击荷载下的简支梁跨中挠度计算实用公式,这些结果对研究钢管混凝土其它性能及在实际防震减灾中的应用有重要参考价值。     

基坑卸荷回弹变形计算的一种简化分析法

为了有效地计算基坑坑底隆起变形,以基坑坑底所在的平面为基准参考面,把开挖隆起变形看作是坑底土体在上覆土重作用下固结稳定后的卸荷回弹过程,结合土力学中求解地基附加应力的Boussinesq解和“角点法”分析的叠加原理,并考虑残余应力的影响,建立了坑底以下任一深度处土体的卸荷应力和残余应力表达式。同时基于基础沉降计算分层总和法的思路推导了坑底土体回弹量的简化计算公式,从而可用土体的压缩性指标来确定其回弹变形。通过工程实例的对比分析,该简化公式是合理的,且在一定程度上反应了基坑开挖的空间效应。     

粉土地基液化后变形预测方法研究

基于粉土动三轴液化及液化后试验,提出了一个计算粉土地基在地震作用下发生侧向变形的关系式.引用了由液化后试验推导的液化后变形式,结合经验计算法进行了液化后侧向变形预测方法的探讨,对于粉土地基液化引起的侧向变形预测具有重要指导意义。     

基于厚壁圆筒模型的筋箍碎石桩沉降计算

为解决现有方法难以考虑加筋材料实际受力状态而低估筋箍碎石桩复合地基沉降的问题,假设桩土等应变且均为线弹性材料,选取单桩有效加固单元整体作为分析对象,其中碎石桩同时受到加筋材料和土环的约束作用,而土环则可以考虑为同时受到单桩有效加固范围外土体的静止土压力和内部碎石桩鼓胀压力共同作用的厚壁圆筒,再结合广义胡克定律得到应力应变关系,进而导出了筋箍碎石桩复合地基沉降计算的新方法.采用工程实例验证并与已有方法进行比较,同时分析了外荷载水平、置换率对复合地基总沉降和桩土应力比的影响.与已有方法相比,该方法可以使上部荷载和筋箍碎石桩侧向受力变形联动进而调整加筋材料内力,从而更符合筋箍碎石桩实际受力变形情况,计算值与实测值相对误差为+5.70%,与现有保守计算方法相比误差最小.参数分析表明:置换率对于控制复合地基总沉降具有重要作用,外荷载一定时复合地基总沉降与桩土应力比均随着置换率提高而减小.     

软岩大变形隧道锚喷支护的力学效应及失效原因分析

目前隧道锚喷支护设计仍采用以经验为主的工程类比法,由此造成支护参数与围岩地质条件不能完全匹配,在软弱岩体隧道中常引发围岩失稳大变形现象。以油坊坪隧道为例,首先对现场围岩失稳及破坏特点进行了分析,运用剪切滑移理论对锚喷支护系统的力学效应进行计算分析。计算结果表明,设计的锚喷支护参数具有足够的安全度,现场围岩失稳主要是由于施工扰动,促使本来较为软弱破碎围岩进一步恶化,造成锚喷支护体系无法达到设计的支护抗力,加上远超过计算值的实际形变围岩压力最终形成剪切破坏;据此提出施工方面的建议,为类似条件下隧道施工避灾减灾提供参考。     

腹板开洞工字型钢梁的挠度研究

工程中常常会有在工字型钢梁腹板上开洞的情形,腹板开洞会影响钢梁的变形性能.就此问题进行了研究,将腹板开洞钢梁的挠曲变形视为完整的未开洞钢梁的挠曲变形和由于开洞引起的附加挠曲变形的叠加.对洞口处的应力应变进行了分析,得到了腹板开洞钢梁弹性挠曲变形的计算公式;同时,利用有限元分析软件ANSYS建立模型计算出腹板开洞钢梁的挠度,绘制挠度曲线.通过ANSYS进一步验证了计算公式的正确性.     

考虑基坑开挖空间效应的邻近建筑物沉降预测方法

通过工程监测数据统计,分析了基坑开挖引起的墙后土体变形特性,再结合建筑物变形响应研究提出了一种考虑空间效应的紧邻基坑建筑物沉降简化算法.重点研究了土体变形空间分布规律,发现可以采用高斯函数对墙后土体变形空间效应进行定量描述,结果表明,基坑短边处变形空间效应不明显,长边上拐角处变形明显小于中部变形.坑后土体可划分为3个区域,不同区域空间效应分布不同,而且建筑物短边刚度对土体变形空间分布影响不大.建筑物沉降简化算法以监测数据统计规律为基础,结合变形空间分布规律可以预测邻近基坑建筑物沉降,通过经验系数γ可将土层性质、周边施工情况等纳入考量,使建筑物沉降预测更为准确.算例分析表明,本文方法计算值与实测值有较好的一致性,可为预测、分析紧邻基坑施工的建筑物沉降提供参考.     

基于随动加载的起落架载荷误差评估与修正

全尺寸飞机柔性起落架静力试验中,起落架受载变形引起加载力线改变,从而带来加载误差。为提高加载准确度,起落架随动加载技术被广泛使用。本文通过对随动加载模型的分析,得出该加载技术试验过程中理论上依然存在加载误差。采用向量、矩阵运算结合力学平衡方程推导得到随动加载技术误差计算公式和载荷修正公式。选取某型飞机起落架静力试验典型工况（两点滑行刹车）进行载荷误差评估、修正与验证。结果表明：随动加载技术试验过程中航向和垂向最大加载误差小于工程允许的1%误差,侧向加载误差引起的最大约束反力误差小于工程允许的5kN;载荷修正后,最大约束反力误差小于2kN,加载准确度得到了进一步提升。本文从理论上分析了柔性起落架发生变形后载荷误差并进行修正,为起落架静强度试验过程中主动载荷和约束点载荷误差分析提供了理论依据。