土的先期固结压力的测定与分析

一、序言土的先期固结压力为土层在地质历史形成过程中所承受过的最大有效压力。研究土的先期固结压力以判定地基土属于正常固结的,超压密的或者欠压密的状态,从而正确地判定地基土的强度与稳定性以及估算建筑物或构筑物的沉降和桩基承载力。对此早已引起国内外土力学研究者与工程技术人员的重视。 测     

吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算

吹填土为欠固结土,吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30%～50%,但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态,提出插板期间各土层的沉降量计算方法,计算结果与现场试验结果比较吻合,从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法。     

土石坝不均匀沉降计算

采用分期固结沉降的计算方法计算土石坝的不均匀沉降 ,可以更准确地反应土石坝坝体的沉降分布。     

饱和土的变渗透系数固结理论及其合理性验证

饱和土体的固结过程伴随着土骨架的压缩和孔隙水的排出,其孔隙比及渗透系数随固结过程不断减小,但当前的Biot和Terzaghi固结理论均没有考虑固结过程中孔隙比及渗透系数的变化。这种处理方法对于压实土地基的固结过程来说,计算结果与实际相差甚微,但对于孔隙比很大的欠固结软黏土层、尾矿堆积层以及淤地坝库区的固结沉降来说,计算结果与实际过程的差异则会很大。首先建立土体固结过程中孔隙比与体应变的关系式,再利用渗透系数与孔隙比的关系式建立了渗透系数与体应变的关系式,最后利用弹性力学的几何方程得到渗透系数与单元位移的关系式。将这一关系式代入Biot固结理论,即得到变渗透系数固结理论,并在COMSOL中实现了求解计算。理论分析和数值计算表明：变渗透系数固结理论能够反应固结过程中因孔隙比减小造成的孔压消散缓慢、沉降速率降低的客观现象;土体初始孔隙比越大,体应变越大时,修正的渗透系数对固结过程的影响越大;渗透系数的减小只影响固结过程,不影响固结计算的最终结果。     

吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算

吹填土地基是滨海新区围海造陆的主要地基形式，由于在吹填土层的增加，改变了原来地基的应力状态，使原天然地基在吹填土有效重力作用下产生附加荷载，而吹填土为欠固结土，所以吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。故本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30％－50％，但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态，提出插板期间各土层的沉降量计算方法，计算结果与现场试验结果比较吻合，从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法     

静压桩荷载传递与承载性状试验研究

依托某实际工程 ,在对桩-土体系荷载传递机理分析的基础上 ,研究了现场静力压桩试验和载荷试验过程中桩侧阻力的变化规律及其承载特性.结果表明 :在竖向压力作用下静压桩穿越不同的土层时 ,需同时克服土体对桩侧阻力和端阻力作用 ,不同阶段桩顶荷载作用时的端阻和侧阻的发挥性状不同 ;随着压桩荷载增加 ,桩身上部摩阻力先于下部发挥作用 ,较先进入极限状态 ,体现了其异步性 ,桩基设计时桩身中上部应适当加强 ;地基土自身的强度会随地基土水环境的变化而改变 ,对桩侧摩阻力和桩端阻力发挥影响显著 ;正常工作阶段 ,桩基大都处于弹性变形阶段 ,然而超出此范围后 ,桩基破坏大都表现为沉降或不均匀沉降.     

安徽省沿江某排涝泵站粘性土垫层地基处理一例

某排涝泵站建于20世纪70年代初期，由于该站建在软弱地基上，地基土为淤泥质粘性土夹细砂，厚度达30m，且该站与堤防工程同期兴建，地基内淤泥质软土未进行预压固结，泵站建成后出现严重的不均匀沉降，由于穿堤涵洞出现了严重的不均匀沉降，加之老站平面布置欠合理，设备老化，致使泵站运行效率低，拟拆除重建。     

基于不同应力环境的地基变形计算

本文介绍了地基土的固结变形理论,从地基土所处应力历史、初次沉降和次固结沉降等不同的应力环境出发,对地基变形进行计算。在实际工程设计中应区分地基土所处的不同工程地质条件,选择合适的计算方法,计算出来的结果才能真实可靠。     

衡水沉降区不同深度黏土固结特性研究

对衡水沉降漏斗中心地层分层取样，进行不同压力等级下的高压固结试验，研究各压力等级下土的压缩固结特性，在试验基础上系统总结了衡水沉降区整个第四系不同埋深黏性土固结特点和规律，分析了黏性土固结特性与地面沉降之间的内在关系。     

南水北调中线工程河北段膨胀土固结试验研究

针对南水北调中线一期工程总干渠膨胀土河北段工程特性,采用室内固结实验对膨胀土进行定性分析,分析得出膨胀土的压缩系数,单位沉降量及孔隙比和压力的关系等。提出了更为可靠、合理、安全的解决方案,为原型实验提供数据资料和参考依据。     

基于FLAC 3D 下水工建筑基坑工程支护结构设计研究

香炉山输水隧洞泵闸枢纽地质环境复杂,基坑工程的建设面临多方面因素影响,为此针对该基坑工程开展支护结构方案优化设计。利用FLAC 3D 对不同支护结构型式下的基坑沉降、闸站沉降以及桩体位移进行了仿真计算,评价认为内支撑支护方案最优,且桩间距控制在不超过2.5m 最为适宜。研究成果可为水工建筑基坑工程支护设计及工艺参数优化提供参考。     

格栅状搅拌桩复合地基静载试验研究

为科学、合理地在砂土地基中进行高置换率栅状搅拌桩复合地基的设计和施工,在湖北汉江流域兴隆水利枢纽工程中,开展了格栅状搅拌桩复合地基静载荷试验研究。试验结果表明① 可将P-ΔS/ΔP试验曲线归纳为3个阶段,即桩侧阻力发挥的直线段、桩端阻力逐步发挥的调整变化段与桩端阻力完全发挥的破坏段;②采用P-ΔS/ΔP曲线比P-S曲线更能反映桩基刚度变化及其工作形状与荷载传递规律;③高置换率的口型砂基搅拌桩外侧摩阻力可全长发挥,其极限承载力主要受桩底砂性土密实状态下剪松破坏后的残余强度控制,属于典型的摩擦端承桩。     

PHC桩承载力数值模拟

张滩闸坝左岸厂房基础地质条件复杂,厂房建基面覆盖层较深,下伏基岩面起伏较大,且溶蚀沟槽发育,对此,设计阶段采用PHC桩进行处理,从而提高地基承载力,防止不均匀沉降。采用Midas建立桩基模型,模拟单桩在分步加荷的工况下,桩体受力及沉降规律,结果表明, PHC桩承载力及沉降量满足设计要求,为前期设计提供了较为准确的参考依据。     

考虑压实度的填土场基桩负摩阻力试验

填土场地会因处理手段和时间的差异呈现出不同的压实度,填土压实度的差异往往导致不同程度的沉降,并引起不同程度的基桩负摩阻力。针对不同压实度填土场开展基桩承载性状模型试验,研究不同压实度填土对基桩负摩阻力的影响;分析了不同填土压实度的加卸载与基桩沉降、桩端阻力之间的关系;研究了基桩轴力、桩侧摩阻力沿深度的分布情况以及随时间的变化关系,桩周土体随固结时间的沉降变化情况。试验结果表明：填土场基桩负摩阻力的发展演化存在明显的时间效应,与填土沉降先快后慢的趋势一致;随填土层压实度增加基桩负摩阻力减少,中性点位置上移。     

基于能量法的软土地基中基桩负摩阻力计算方法

摘要：为了有效计算与分析软土地基中基桩的受力与位移情况，采用土体弹塑性三折线模型计算桩侧土体的摩阻力与桩土相对位移；考虑桩侧土体发生沉降时桩-土保持能量平衡，导出产生负摩阻力时基桩的能量平衡方程，进而给出不同位移条件下桩身轴力与位移的计算式；最后通过对某工程实例进行数值计算表明：计算结果与实测数据基本一致，使用三折线模型的能量平衡计算式能够用于研究分析基桩在各级均布荷载作用下的受力特性，为桩基工程设计提供相应的参考。     

高速铁路软土路基沉降试验研究

高速铁路无砟轨道的高平顺性对路基的工后沉降提出严格要求,在软土地基上修筑无砟轨道路基需要对地基进行有效加固。对原京沪高铁昆山路基试验段进行重新堆载预压,通过路基顶面及路基底面沉降观测,对浆喷桩、粉喷桩、塑料排水板真空预压及砂桩四种软基加固效果进行分析及工后沉降预测。得出路基本体的竖向变形较小,工后沉降主要有地基沉降引起;复合地基的加固效果要好于排水固结法;复合地基中加固效果优劣排序为砂桩、浆喷桩、粉喷桩;四种加固方法的工后沉降均满足铺设无砟轨道的要求等结论。为高速铁路路基设计及施工提供一定的借鉴作用。     

自升式钻井平台桩靴基础结构设计分析

针对某船厂升降试验场地淤泥质土层较厚,钻井平台升降试验时桩靴入泥过深不易拔出情况,提出用灌注桩基承台作为升降试验的基础结构,并通过有限差分软件建立桩-土-承台相互作用模型,进行承载能力状态下预压工况和组合荷载工况的数值模拟。结果表明:灌注桩承台基础可以满足承载力和沉降要求;承台下L/3(L为桩长)范围土体侧摩阻力最多达到0.5倍极限侧摩阻力,桩端上部2L/3范围内侧摩阻力在0.5～1倍极限侧摩阻力之间;在沉降达到5%D(D为桩径)之前,承台可承担10%～20%的荷载。     

高速铁路PHC/CFG桩-筏复合地基变形特性研究

桩-筏复合地基在高速铁路软土地基处理中所占比例较大,研究其变形特性对工程设计及运营期维修具有重要意义。基于沪宁(上海-南京)城际铁路PHC桩-筏复合地基和CFG桩-筏复合地基工程实例,采用室内模型试验和现场测试相结合的方法,对PHC和CFG桩-筏复合地基建设期及运营期变形特性进行研究。研究结果表明:若桩长和面积置换率相同,桩刚度对桩顶沉降影响较小;若桩刚度相同,桩顶沉降随面积置换率增加而减小;PHC桩-筏复合地基整体变形小于CFG桩-筏复合地基,且在限制侧向位移方面表现出较大的优越性;桩-筏复合地基在建造期(铺轨前)堆载预压3个月完成的沉降量约占堆载预压6个月沉降量的90%以上,约占铺轨后沉降量的80%,建造期沉降量约为运营后3年半沉降量的65.4%~78.6%。     

竖向循环荷载下钙质砂单桩沉降特性模型试验研究

钙质砂中的桩基础时常需要承受构筑物上的竖向循环荷载。研制了新型循环加载桩基模型试验系统,通过电位移计、微型土压力盒等传感器,研究了加载次数、循环荷载幅值对桩顶累计沉降、沉降速率、桩端和桩侧阻力变化的影响,分析了循环荷载对钙质砂单桩沉降规律和机理。试验结果表明:①桩顶循环累计沉降随循环次数增加而增大,二者满足对数函数关系;在不同动荷载比(动荷载幅值与桩基极限承载力比值)下,可分为稳定型、渐进型、破坏型3种沉降形式,有着显著的“门槛效应”。②动荷载比越大,桩顶循环累计沉降终值越大,存在一个临界循环次数,达到临界循环次数后,桩顶循环沉降速率(沉降量增量与循环次数比)随循环次数的增加而减小。③循环加载时,桩端和桩侧分担上部荷载比例不断变化,循环桩侧平均摩阻力随循环次数增加逐渐减小,存在“累积损伤”现象,致使循环桩端平均阻力增大,循环荷载加剧桩端钙质砂颗粒破碎和密实,对桩顶累计沉降增加有弱化趋势,动荷载比与桩侧平均摩阻力弱化系数满足Logistic函数关系。研究成果对钙质砂桩基工程设计、施工具有指导意义。     

丹江口库区郧县汉江二桥嵌岩桩基岩承载力特性试验研究

丹江口库区郧县汉江二桥地基为白垩系至下第三系的一组软岩和极软岩,具有胶结较差易扰动的特点,桥梁基础为嵌岩钻孔灌注桩,在详勘阶段进行了岩块物理力学性质试验和现场岩体力学试验,其中采用的桩侧摩阻力试验为岩体力学试验的新方法。通过现场试验研究基岩荷载与沉降变形的关系,得出桩端阻力和桩侧摩阻力的容许值,弥补了室内岩石试验的局限性,提出了桩端阻力及桩侧摩阻力参数建议值,为工程优化设计提供了依据。