十字板强度推算的抗剪强度指标在箱筒型基础设计计算中的应用

新型箱筒型防波堤基础稳定性计算与抗剪强度指标的取值密切相关。在天津港地区，上覆较厚的软粘土层，处于欠固结状态，含水率高，承载力低。在施工期稳定性分析中，目前以十字板强度在工程中应用最广泛，但十字板强度实际上是土体各滑动面的抗剪强度的小值，单一的十字板强度指标无法估算新型箱筒型基础的地基土压力及承载力等。基于十字板强度随深度线性分布的规律及摩尔-库伦抗剪强度原理，结合收集的大量十字板强度实测数据，通过回归统计分析推算出地基土的2个抗剪强度指标，可应用于新型箱筒型基础稳定性和承载力的计算。该方法具有一般性，还可用于软粘土土坡稳定分析。     

十字板抗剪强度换算软基加固强度的公式对比

目前国家标准和水运工程相关检测规范中，未明确十字板抗剪强度和地基承载力的换算关系，导致利用十字板剪切试验检测地基承载力的评价标准不统一。通过对岩土勘察、公路、铁路基础设计规范中十字板抗剪强度换算地基承载力的公式进行对比，并以某软基加固检测工程为例，运用多种公式进行承载力的计算和验证。结果表明，根据《建筑地基基础设计规范》推导的简化公式更适用于软基处理加固效果的评价，可作为十字板剪切试验检测软基加固承载力的验收依据。     

施工期软土边坡稳定分析中抗剪强度指标的确定方法

灵敏度高、抗剪强度低的软土边坡、码头工程施工期安全储备低,易发生失稳破坏.十字板强度一般被作为施工期稳定分析较常采用的抗剪强度指标,但据工程经验表明,十字板强度计算的施工期的安全系数偏低.经分析,十字板强度不能反映实际土体滑动面的抗剪强度,是抗剪强度中的最小值.由此,基于摩尔-库伦抗剪强度公式,考虑土体各向异性等建立了十字板强度与深度的线性方程,可将抗剪强度指标回归出来.将回归出的抗剪强度指标用于数个实际边坡中,表明在塑性指数为20左右的土中,安全系数可提高到1.0～1.1,较准确地反映了土体真实抗剪强度.同时,就稳定安全系数与塑性指数的关系作了探讨,提出将安全系数修正到1.0的方法.     

十字板剪切试验在水运工程的应用

十字板剪切试验作为软土勘察中必不可少的一种原位测试方法,该方法具有操作简便、测试效率高、掌握的数据面广且成本低的特点,通过测定软土的不排水抗剪强度,结合地区经验,用于计算地基承载力与灵敏度,提供地基稳定性分析所需的力学参数,判断软土的固结状态等。目前十字板剪切试验主要应用于公路、铁路工程中,在水运工程中应用较少,本文结合十字板剪切测试在那扶河及镇海湾出海航道整治工程实际应用,以期推广十字板剪切试验在水运工程中的应用。     

饱和软黏土十字板强度的相关性研究

水运工程地基海相沉积的软黏土地层较多,软黏土十字板强度指标是进行地基和边坡稳定验算的重要指标,但在海上进行十字板试验受风浪、潮汐影响,实施较为困难,试验数据的相关性研究较少。结合多个港口软黏土十字板测试成果数据,分析了十字板强度与有效自重应力及标贯击数的相关性,并建立了相关公式,对软黏土十字板强度指标的获取和应用具有实用和借鉴意义。     

十字板剪切试验推演黄骅港软土抗剪强度指标

十字板剪切试验是软土层现场试验的主要方法之一,国内外学者认为软土层各向异性,十字板剪切试验过程中软土层剪切破坏为不排水剪切,软土破坏的抗剪强度主要由剪切过程中十字板头形成圆柱体的垂直向和水平向抗剪强度之和。主要本文在前人研究的基础上,分析黄骅港软土形成的独特性,通过现场十字板剪切试验结果,分析整理并进行推演得出软土层不排水抗剪强度指标,结果为今后工程稳定性研究提供可借鉴的方法。     

从实测数据判断箱筒型结构在风浪作用下的稳定性

箱筒型结构是一种新型的防波堤结构。通过土压力、孔隙水压力、振动、波浪、十字板等数据,对箱筒结构在大风浪作用下的稳定性进行了综合分析,得出在大风浪作用下箱筒稳定的结论。该结构适用于软土地基,工程费用低,建设速度快。     

鱼山工程海上十字板剪切试验精度保障措施

鱼山填海造地工程所处海域海况复杂,软土极为发育,而饱和软黏性土原位不排水抗剪强度是基础设计和地基处理的重要岩土指标。因此,采用电测式十字板剪切仪,并选择合适的作业平台和自主研发的船载“静”平台关键技术,极大地提高了海上十字板剪切试验的精度,解决了常规海上十字板试验指标离散性大、数据失真的问题,其技术成果为工程设计提供了有力的技术支持,也为类似工程提供借鉴。     

剪切波速估算软粘土中抗剪强度的应用

剪切波速是评价场地土动力特性的重要指标。利用软粘土非线性弹性模型、摩尔一库仑强度理论以及土的波动理论,建立剪切波速度与软粘土的抗剪强度的关系式。通过与工程实例比较,本文公式能有效地估算地基的抗剪强度,满足工程实际应用的要求。     

软基循环弱化效应时箱筒型基础防波堤稳定性分析

将基于D-P屈服准则的循环强度模型和由动三轴实验数据整理出的天津港软粘土循环强度曲线相结合,基于三维弹塑性有限元模型分析了循环波浪力引起的软基弱化作用对箱筒型基础防波堤结构稳定性的影响。由有限元计算结果可得出在考虑软基弱化作用时,天津港防波堤延伸工程中的箱筒型基础防波堤的稳定性下降约10%,且不对软土地基进行加固,结构稳定性仍满足。     

考虑裂纹扩展的周向裂纹损伤圆柱壳的极限强度

为了正确评价和预测大型海洋平台结构在疲劳裂纹损伤条件下的承载能力,须要全面、系统地研究圆柱壳这类基本构件在考虑裂纹扩展条件下的极限强度。针对含周向壁穿裂纹损伤的圆柱壳,利用已有的关于弹塑性裂纹及裂纹扩展的理论解析解,通过系列计算,探讨了裂纹初始长度、圆柱壳直径板厚比、材料的临界CTOD、临界CTOA、屈服应力及杨氏模量等参数对极限强度的影响,并就其对各参数的敏感度作了相应的分析。提出极限强度损失系数κ、强度冗余系数λ及裂纹剩余扩展长度ξ等无因次参数,并以此定量地评价由裂纹扩展所引起的结构承载能力的变化。这项研究为进一步合理地评估含裂纹损伤的结构系统整体的极限强度完成了一项基础性工作。     

具有特殊肋骨型式的耐压壳体强度与极限承载能力分析

基于ANSYS有限元分析软件对具有装配型和宽扁型2种特殊肋骨型式的耐压壳体进行强度与极限承载能力分析.针对装配型肋骨的耐压壳体,对比其与传统加筋圆柱壳的强度特性,分析其在不同载荷下的应力分布,以及肋骨与壳体之间的装配间隙对极限承载能力的影响;针对宽扁型肋骨的耐压壳体,分别采用体单元和壳、梁单元进行有限元模拟,分析2种建模方式下结构强度及极限承载能力计算结果的差异性.计算结果表明：具有装配型肋骨的耐压壳体,外载荷与结构应力之间存在非线性关系,装配间隙越小,极限承载能力越强;具有宽扁型肋骨的耐压壳体,2种建模方式对其强度结果有一定的影响,而对极限承载能力的结果影响不大.     

吹填流泥地基真空预压浅层加固需求研究

吹填流泥地基采用真空预压浅层加固的主要目的是为深层地基处理提供稳定的工作面,因此真空预压浅层加固后应避免深层地基处理时可能出现的垫层前沿滑动破坏、浅层加固区地基承载力破坏及由浅层加固区向下卧流泥的冲剪破坏等。根据深层地基处理时浅层加固区地基承载力破坏、由浅层加固区向下卧流泥抗冲剪破坏两种破坏模式推导得到真空预压浅层加固区不排水抗剪强度需求公式;深层地基处理垫层施工时前沿稳定需求的真空预压浅层加固区不排水抗剪强度应根据整体稳定性分析确定。分析表明,深层地基处理时浅层加固区地基承载力、抗冲剪需求的浅层加固区不排水抗剪强度与垫层厚度、深层处理施工机械、浅层加固厚度等有关;当深层处理垫层厚度超过1 m后,垫层前沿稳定需求的浅层加固区不排水抗剪强度急剧增大,且下卧流泥越厚,需要的抗剪强度越大。     

堆载预压法加固吹填淤泥地基效果评价

介绍了堆载预压法在港口吹填淤泥地基加固中的运用,采用现场实测结果评价其加固效果;与此同时,采用单向分层总和法计算堆载后地基最终累积沉降和土体分层沉降,且用实测结果检验理论计算结果,探讨这种理论计算方法在吹填淤泥地基中的适用性。结果表明:堆载预压法加固吹填淤泥地基效果显著。经堆载预压处理后,土体物理力学性质和十字板剪切强度得到了很明显的改善和提高,地基承载力特征值能够满足设计要求;现场实测沉降结果与理论计算沉降结果几乎一致,验证了理论方法计算沉降的可靠性和准确性。     

地基承载力问题中的破坏模式与度量标准

针对工程的实际情况,研究重力式结构地基可能的破坏模式,建立合理的地基承载力计算模式。通过对地基承载力研究中的破坏模式、设计荷载的作用面宽度、地基承载力稳定性度量标准等问题的讨论,认为:重力式码头是单向破坏模式,且需同时考虑整体破坏与局部破坏;直立式防波堤应是双向破坏模式,同样需考虑整体破坏与局部破坏。目前的对基床底面实际受压宽度的确定往往会导致地基承载力计算值的偏大。地基承载力问题用整体破坏模式的单一抗力分项系数,只能度量整体破坏,不能反映地基土可能发生的局部破坏;且不能准确反映地基土强度指标的不确定性,应采用强度分项系数与荷载分项系数来共同度量地基的承载能力。     

海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。     

施工期边坡稳定性分析中适用的强度

对目前施工期边坡稳定分析中通常采用的抗剪强度进行分析,施工期的地基土强度除应考虑施工过程的填土对地基的固结作用外,还应考虑施工期间地基土在自重条件下的固结作用,并建议采用分别考虑填土重力和地基土自重力的固结度所计算的强度。另外,采用垂直附加应力计算强度时,不符合稳定性分析的应力状态应是极限应力状态的极限状态设计原则,采用土条重力计算强度更为合理。     

地质参数对地基承载力的影响以及土层穿刺评估

地质参数的正确选择对平台安全操作有重要意义。本文针对某自升式海洋平台所处南海海域地质土层,利用数值比较法对砂的内摩擦角以及粘土不排水抗剪强度等地质参数进行研究。通过地质参数前后系数的改变在地基承载力计算结果的体现,比较数值得出结论,并通过所画土层的地基承载力插桩曲线评估该土层发生穿刺危险的可能性。结果表明：采用将砂土内摩擦角降低5°、按实际的土层强度参数进行地基承载力计算和插桩深度预测,计算结果与实际平台操作结果接近以及选取1.5的安全系数计算和评估穿刺危险是可行的。