任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基一维固结模型

以基于Caputo分数阶导数的弹壶元件修正Kelvin模型来描述饱和土体一维固结的力学行为,并引入连续排水边界条件,通过Laplace变换,联立求解得到任意荷载下连续排水边界分数阶黏弹性地基有效应力及固结沉降的解析解。采用Laplace逆变换,获得了其时域内的理论解,并分析了梯形循环荷载及施工荷载作用下相关参数对固结沉降的影响。研究结果表明:循环荷载作用下,黏土地基的沉降变化呈振荡增长,且振荡幅值随着边界透水性的增大而增大;分数阶次α增大,使固结前期沉降速率减慢,而在固结后期,α值对沉降的影响正好相反;循环荷载下沉降变化曲线的振荡幅值随着分数阶次α的增大而减小。此外,一维固结沉降的发展还与土体力学参数及荷载参数相关,弹性模量E越大,最终沉降量越小;黏弹性体的延迟时间F越大,固结沉降变化越慢。     

移动荷载作用下横观各向同性饱和地基的动力响应

利用半解析法对移动条形荷载作用下横观各向同性饱和两相弹性介质的动力响应问题进行了研究.由忽略土粒压缩和土体自重的Biot波动方程出发,对荷载进行Fourier级数展开,假设了响应函数的级数形式,利用土体表面边界条件,由待定系数法求解了考虑固液耦合作用的两相介质在移动荷载作用下的土体位移、有效应力及孔压表达式.通过计算,给出了不同土体渗透系数,以及荷载移动速度下横观各向同性对土体位移响应的影响.数值结果表明,横观各向同性对土体位移响应影响较大.     

基于强度折减的坑中坑稳定分析方法

基于南昌艾溪湖当前最深水下基坑公轨叠合共建项目,选取了典型坑中坑断面形式,基于考虑圆弧滑动面的极限平衡理论,分析计算得到了该典型断面的滑动破坏面经过内坑坑趾,并总结了一般基坑稳定性计算模型,使之能够应用到其他形式断面中。通过带有强度折减技术的有限元软件分析了强度折减条件下滑裂面的发展形式,分析了与理论计算结果的差异主要体现在滑裂面的形式上。应用强度折减法,分析了该断面不同的施工阶段的加固措施对坑中坑安全稳定系数的影响,指出开挖完成后施工内坑底板可以极大提高坑中坑的稳定性,以及其他工序对坑中坑安全系数的影响。最后结合规范中的变形控制规定以及圆弧条分法的特点,指出规范算法应用于坑中坑工程的计算结果偏于保守,仍有较大优化空间。     

单层饱和地基上刚性圆板的扭转振动

运用Hankel变换求解了饱和土的动力控制方程,结合上边界为混合边界和下边界为不透水基岩的边界条件得出了单层饱和地基上刚性基础的扭转对偶积分方程,并将对偶积分方程转化为第二类Fredholm积分方程,同时给出了基础的动力柔度系数和角位移幅值的表达式.数值分析结果表明:当层厚>5倍基础半径时,可以把下卧基岩的饱和地基近似为半空间;基础的质量惯性矩越大,其共振振幅也越大,并且发生共振时的频率越小.     

和土体中线弹性连续屏障的隔振分析

基于Biot波动理论,推导了饱和土中S波入射线弹性固体连续屏障时反射P1波、P2波、S波的反射系数与透射S波、P波的透射系数的解析解。进行算例分析,得出各反射透射系数与线弹性固体连续屏障密度、泊松比及弹性模量的关系。结果表明：线弹性固体隔振结构密度对P1波和P2波反射系数基本无影响;而随着线弹性固体隔振结构密度的增大,S波的反射和透射系数及P波的透射系数均逐渐减小,且渐趋稳定;线弹性固体连续屏障泊松比和弹性模量的变化对P1波P2波反射系数及P波透射系数基本无影响,而对S波的反射系数和透射系数影响较大,S波的反射系数随着线弹性固体连续屏障的泊松比和弹性模量的增大而增高,S波的透射系数随着泊松比的增大而减小,随着弹性模量的增大而增大。     

下卧基岩双层地基上刚性圆板的扭转振动

运用积分变换的方法研究了下卧基岩双层地基上刚性圆板在简谐扭矩作用下的动力响应问题。假设地下水位以上地基为单相弹性层,以下为饱和两相介质,结合上表面为混合边界条件、下边界为刚性基岩以及弹性层与饱和土层接触面处位移和应力连续等条件,得出了刚性圆板扭转时的对偶积分方程。通过数学方法化对偶积分方程为第二类Fredholm积分方程,求解了相应的动力响应问题。数值分析结果表明,层厚和土层的剪切模量比对扭转振动影响较大。     

循环荷载作用下饱和软粘土非线性一维固结

根据饱和软粘土地基非线性一维固结理论，针对单层饱水地基模型，运用Laplace变换求解了在循环荷载作用下的单层饱水地基一维非线性变形问题；通过Laplace逆变换，即可计算单层饱水地基在循环荷载作用下的非线性一维固结。结合单层地基在几种常见循环荷载作用下固结变形的算例，对解进行了探讨，揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基非线性一维固结的特性，得到了一些可用于指导工程实践的有意义的结论。     

涌潮荷载下桩式丁坝的动力响应

通过势流理论研究了简谐荷载作用下的无黏性流-圆桩-土体系统的动力响应。采用动力Winkler弹性地基梁模型模拟桩与土的相互作用，考虑无黏性流体和桩体的耦合作用，将圆桩散射的特征函数展开，由解析法给出了埋置在土中的圆桩在无黏性流体中的稳态动力响应。最后将实测的钱塘江涌潮冲击荷载用傅立叶变换展开成正余弦荷载。考虑由流体黏性引起的速度力和黏性阻尼的Morison公式的速度力分项，研究分析了涌潮作用下桩式丁坝的受力特性及桩身振动响应。计算结果表明：埋置桩的自振频率较高，而涌潮荷载中高频分量相对较小，所以涌潮下桩式     

PC桩加型钢支撑在基坑支护中的优化研究

随着我国城镇化的水平不断推进,基坑开挖中出现了很多难题,比如在保证施工安全的同时,如何减小基坑开挖对临近建筑的影响;比如在保证基坑开挖对临近建筑的影响合理的同时,如何降低整个项目的工程造价等。文中介绍了PC工法组合钢管桩结合混凝土撑组合支撑在杭州某基坑围护设计方案中的优化,优化方案调整了部分区域的围护形式并采用了PC工法桩施工工艺,使得施工开挖更方便,也更经济,并用Plaxis2D有限元软件对两方案进行了对比分析,可以为实际工程中的优化设计提供参考。