路堤荷载下DJM-PVD复合地基固结特性数值分析

以淮盐高速公路现场试验段为原型,采用数值分析方法分析了路堤荷载下DJM-PVD复合地基的固结机理和桩土应力分配特性.数值计算中采用单元体模型来代表复合地基.数值分析结果表明:路堤荷载下,DJM-PVD复合地基上部中桩间土沉降大于桩体沉降,桩端附近桩体沉降大于桩间土沉降,存在桩土差异沉降,桩土差异沉降使得桩间土承担荷载和桩体承担荷载相互转移;复合地基的桩体应力集中、桩体应力比等与均桩土差异沉降的发展密切相关;DJM-PVD复合地基的固结机理主要包括3部分:排水板的排水效应、粉喷桩的应力集中效应以及桩土间荷载转移形成的孔压梯度,三者均能加速地基的固结,减少工后沉降.     

深基坑内支撑调节对邻近隧道受力特性相互影响规律试验研究

现有基坑近接隧道施工的保护措施多为加强支护刚度或采用轴力伺服系统以减小围护结构变形,未能深入考虑支撑伸缩调控下基坑-隧道的受力特性。为了明确基坑开挖施工对邻近既有隧道影响以及可调节内支撑伸缩对“基坑-隧道”受力特性的影响规律,开展了砂土地基中“基坑-隧道”相互影响的室内模型试验研究。获得了隧道的内力、周围土压力、隧道上部地表沉降、地连墙变形、墙背土压力等变化规律。研究结果表明：深基坑开挖施工过程中,隧道呈现上下压缩、左右拉伸的趋势。临近基坑一侧的土压力减小迅速,远离基坑一侧的土压力表现为增大。周边地表沉降呈碟形。内支撑主动伸缩调控下,基坑下部支撑伸缩引起的隧道弯矩变化量大于调控上部支撑,同时伸缩三道支撑时影响最大。支撑缩短时,隧道拱顶、拱底弯矩值正向增大,拱腰弯矩值反向增大。支撑伸长时,拱顶、拱底弯矩值减小,拱腰弯矩值增大。支撑伸缩对隧道拱腰水平土压力影响明显,对拱顶和拱底竖向土压力影响微弱。     

欠固结竖井地基的大应变固结分析

基于分段线性法,对真空-堆载联合预压下竖井地基大变形非线性固结(VRCS1)模型进行简单拓展,使其能用于欠固结竖井地基的大应变固结分析.通过工程案例和数值法对比,验证了拓展方法的正确性,并通过竖井地基自重固结与加载固结的对比,表明两种类型荷载产生不同的固结过程,忽略竖井地基的欠固结会导致固结分析误差.使用VRCS1拓展模型对影响欠固结竖井地基固结的土颗粒相对密度、土体初始高度和初始孔隙比进行分析,结果表明:欠固结土的土颗粒相对密度越大,最终沉降越大,但等应力条件使整体固结沉降速率越慢;欠固结土体初始高度越大,最终沉降越大,但整体固结度发展速率越慢;土体初始孔隙比越大,最终沉降越大,固结速率也越快.     

软土地区基坑降水对下方越江隧道的影响

基于工程实际,采用有限元法并结合一维固结理论和三维渗流理论分析越江隧道上方基坑降水对其结构的影响,探讨了降水水位、抽水层次、降水时间及方式等因素对越江隧道沉降的影响.结果表明：基坑降水将造成下方越江隧道的沉降;降水深度与其沉降量呈线性变化关系;若抽取微承压水或延长降水时间,都将增加越江隧道下卧土的沉降量.控制隧道上方的基坑降水应采取坑内降水的方式.     

初始孔压非均布的饱和土一维热固结解析解

基于热弹性力学和饱和土固结理论,通过热固结方程的建立和求解,研究了初始孔压非均布时的饱和土一维热固结问题.利用有限Fourier变换及其逆变换,得到土层内部超静孔压、温度增量的解析解,并依此求出地基沉降、平均固结度的表达式.根据所得解编制计算程序,分析了饱和土的一维热固结性状,并与不考虑温度影响的传统固结解进行比较.结果表明,超静孔压随时间延长最终消散为零,但在热固结过程中可能会产生负孔压;地基沉降受温度升高的影响小于传统固结解;平均固结度按沉降定义和按孔压定义是不同的,其变化规律与传统的固结理论有较大差别.     

高速公路地基沉降反演分析

基于竖向排水体饱和土地基固结理论解答,提出了考虑地基排水井加固区下卧层修正的路堤沉降数据反演地基固结特性的计算方法.比较了室内实验数据与对应现场反演计算参数,得出了反演分析固结系数相对高出室内固结试验成果1～2个数量级.运用这一成果,预测路堤中线下地基固结沉降历时曲线与实测沉降曲线很好吻合.因此,反演计算分析得到的海相沉积土的固结系数相对室内固结试验数据更加合理.     

桩筏基础固结沉降实用计算方法

针对饱和深厚黏土中的摩擦型桩筏基础,提出求解基础体系固结沉降的简化分析方法.采用桩-土-筏非线性共同作用模型和交替方向隐式差分算法求解二维平面应变区域内任意时刻不同位置的超孔隙水压力,计算桩端以下土层的平均固结度和基础体系的固结沉降.与有限元精确解的对比分析表明,提出的计算模型与简化假定基本合理.将该方法用于分析2个饱和黏土地基中的桩筏基础固结沉降,得到了与实测值比较接近的预测结果.     

考虑固结效应的筏板基础与地基共同作用弹塑性数值分析

地基固结作用呈现明显的非线性特征,对建筑物沉降变形的影响不容忽视,为此,基于Biot固结理论,对于地基土采用Mohr—Coulomb理想弹塑性模型,对筏板基础与地基共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析．计算结果表明地基中孔隙水压力的消散及其相关的Mandel—Cryer效应与筏板基础的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,地基固结作用对筏板-地基共同作用体系的内力变形特性具有显著的影响．因此,在结构-地基相互作用分析与工程设计中考虑地基固结效应是十分必要的．     

基坑施工降水对邻近地铁隧道的影响

基坑施工降水对邻近地铁隧道产生附加沉降,正确评估其大小及对地铁运营安全的影响具有重要意义。介绍了某工程基坑支护结构及周边复杂环境条件,考虑基坑围护桩人工挖孔桩施工降水实际情况,在某些假定条件下,采用简化大井降水分析方法。分五种工况对围护桩施工降水对邻近地铁隧道产生的附加沉降进行了计算分析。结果表明:考虑降水对地铁最大影响时,地铁隧道产生的最大沉降为5.7 mm,不满足地铁运营线路轨道变形的要求;采用跨三桩施工降水可将地铁隧道产生的附加沉降控制在地铁运营线路轨道变形范围内。针对减少基坑施工降水对地铁隧道的影响,提出了一些建议与措施。     

线性加荷情况下非饱和土层一维固结特性分析

基于Fredlund非饱和土一维固结理论, 得到了线弹性和黏弹性两种地基在线性加荷情况下, 顶面透水透气、底面不透水不透气的单层非饱和土一维固结超孔隙水压力、超孔隙气压力和沉降的半解析解. 通过典型算例, 分析了不同水、气渗透系数比以及不同土层深度下超孔隙水压力、超孔隙气压力和固结度随时间的变化规律,并对线弹性和黏弹性两种地基的计算结果进行了比较分析. 得到的结论对于非饱和土固结特性的研究及线性加荷下的固结工程具有一定的参考价值.     

硬土场地基坑变形监测与分析

南京阳光雅居4期基坑工程处于硬土场地中,基坑开挖深度5.7 m,局部7.0 m,围护体系采用了人工挖孔灌注桩和土钉墙2种支护结构形式.施工过程中分别对桩项圈梁水平位移、土钉墙墙顶水平位移、围护桩桩侧土体深层水平位移、邻近建筑物沉降、邻近道路沉降进行了长达8个月的监测.依据硬土的物理力学特性和本次基坑变形监测结果,分析表明:硬土场地中快速挖土卸载,可致使基坑支护结构产生明显水平位移,而周围土体水平位移相对较小,由于两者变形不协调,通常导致支护结构和土体间出现裂缝;硬土场地中基坑开挖引起的邻近建筑物和道路沉降较小,对周围环境影响不明显.     

软土地区的基坑设计优化分析

我国大量城市深基坑工程集中在东部沿海的冲积平原地区，多为软土地基，该地区的基坑工程容易产生挡土结构位移过大甚至失稳，或地基沉降过大导致邻近建筑物产生倾斜、裂缝，邻近地下煤气管线、自来水管破裂等，造成了重大的经济损失。这主要是因为对软土基坑开挖过程中的变形控制研究不足，未能及时预报和处理。     

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.     

粘土地基沉降计算

将损伤理论引入到粘土地基沉降计算中，修正已有沉降计算公式。根据Duncen-Chang模型考虑了泊松比ν随应力变化而对地基沉降产生的影响。认为次固结沉降是土骨架蠕动变形的结果,用Mesri蠕变模型计算土的次固结沉降。     

基坑群施工对邻近隧道影响与隧道保护

通过对邻近隧道基坑群分布类型进行分类归纳,系统研究了不同分布类型基坑群施工对邻近隧道的影响,揭示了各影响因素的作用机制,并提出了相应的保护措施,可为邻近隧道基坑群施工和隧道保护提供理论支撑.根据基坑群与邻近隧道位置关系可将基坑群分为单侧坑和双侧坑,根据基坑群单坑开挖深度和共墙情况可将基坑群分为邻近坑、贴靠坑和坑中坑,不同类型基坑对隧道的影响各不相同.基坑群施工对隧道的影响有"时空效应"、土压力多次卸荷、土体变形叠加效应、地下水影响等诸多方面.为控制基坑群施工对隧道的影响,可以在基坑群施工中采取合理分区分块、合理安排施工顺序,针对性调整围护结构刚度并采取适当加固,制定合适的降水方案和信息化施工等措施,以确保施工和隧道安全.最后结合上海龙华航空中心工程,采用数值分析和现场监测方法,阐述了基坑群施工中各影响因素的作用机制,并验证了各工程措施的有效性,可为预测、分析基坑群施工对邻近隧道影响,保护隧道结构提供参考.     

三峡机场填土次固结反分析与弹性地基上板分析

根据粘性土次固结理论，对三峡机场跑道主要填土段的变形进行了反分析，结果得到机场填土的次固结指数、最终沉降量和到指定时间的固结度等数据。尚根据弹性地基上极理论，对飞机荷载对地基和混凝土面板的变形和破坏的影响进行了数值分析，其成果直接为填土段道场面混凝土施工提供了依据。     

软土地基沉降量计算方法探讨

通过对初始沉降、固结沉降和次固结沉降计算的分析,得到了地基最终沉降量与其计算方法、计算参数及其上部结构荷载分布形式有关的结论,并对工程地基沉降量的计算提出了建议．     

深大基坑开挖对邻近建筑物及隧道的变形影响

以天津地铁邻近的某广场深基坑工程为背景,基坑东西两侧的围护结构采用邻近建筑物的地下室连续墙,基坑下部有地铁隧道穿越。基坑开挖对邻近既有建筑物和地铁隧道产生变形影响,采用有限元软件MIDAS/GTS进行数值模拟。计算结果表明,采用既有建筑地下室侧墙作为基坑围护结构,基坑开挖对该建筑沉降量和倾斜影响较小;开挖对隧道侧向位移影响较大,而对隧道轴向位移影响可以不计,隧道总位移量不影响正常使用。合理利用周围既有建筑物,地下室永久结构作为基坑临时支护结构,能够节约资源和降低成本。     

无砂砼小桩后处理复合地基应力路径与固结分析

通过对无砂砼小桩后处理复合地基的应力路径的分析,研究分析了饱和土中无砂砼小桩复合地基的固结作用机理.结果表明,无砂砼小桩复合地基的固结作用迅速,工后产生的固结沉降很小.     

长板-短桩组合型复合地基固结特性试验

长板-短桩组合型复合地基是由长塑料排水板与短水泥土搅拌桩组成的新型复合地基,该工法不仅利用短桩提高浅部地基承载力,而且通过长塑料排水板加快深部饱和软土的排水固结过程.针对长板-短桩工法处理上海A15I级公路深厚软基的固结特性,开展了现场试验研究,通过试验段不同位置和深度的超孔隙水压力、沉降变形以及桩土压力等参数随时间变化的观测与分析总结发现:排水板的存在,可以有效提高深厚软粘土的固结速率;长板-短桩组合型复合地基通过排水固结快速地提高桩间土强度,发挥桩间土承载作用;长板-短桩工法利用施工期的预压完成了80%以上的固结沉降,从而实现减小工后沉降的目的.