海洋软黏土大直径沉桩贯入挤土效应

【目的】研究海上沉桩贯入软土地基诱发的挤土效应。【方法】利用有限元大变形RITSS程序,通过大量的参数分析,对海洋地基桩基础贯入引起的挤土效应、土体破坏机理、周围土体的水平和隆起位移,以及挤土效应的影响范围展开系统研究。【结果】将数值模型与锥形桩(圆锥贯入仪)经典理论解进行比对,获得了较好的一致性。对大量数值仿真结果进行统计,获得在海洋地基中沉桩时土体的径向位移和垂直隆起高度的定量化描述,桩周土在1~3倍圆桩半径范围内最大水平位移为0.26R。【结论】提出关于水平位移和隆起高度的计算公式,能够预测沉桩对临近土体扰动的影响范围,能较为准确地评估多桩系统中沉桩对临近桩基础的影响。     

外基坑宽度对坑中坑条件下被动土压力的影响

工程实践表明, 外基坑宽度和坑中坑会影响基坑坑底滑裂面的形成方式, 因此, 经典朗肯土压力理论的假设建立在半无限空间土体的基础上不再适用。基于极限平衡理论和微分体受力平衡方法, 考虑土体黏聚力和围护结构与滑动土体摩阻力, 推导了宽基坑和窄基坑坑中坑的被动土压力理论计算公式。通过具体算例对比了宽基坑与窄基坑在坑中坑条件下被动土压力大小的变化趋势。结果表明, 考虑摩擦力条件下的被动土压力大于未考虑摩擦力的被动土压力; 无论宽基坑还是窄基坑, 有内坑的被动土压力小于无内坑时的被动土压力; 无内坑时, 外基坑宽度的增加导致被动土压力减小, 而在有内坑的情况下, 外基坑宽度的增加, 反而增大被动土压力; 在窄基坑中, 随着内坑位置的移动, 土压力先变小后增大, 且内坑平面尺寸的增大导致土压力逐渐减小。因此, 内坑的存在将降低坑中坑基坑的外坑被动土压力, 工程中应注意内坑的存在。      

浅议非饱和土基坑无支护开挖深度的确定

在D.G.Fredlund等的非饱和土抗剪强度理论及其延伸的Rankine土压力公式以及国内学者卢肇钧等近年来的研究成果(用膨胀力代替基质吸力来刻画非饱和土的抗剪强度)的基础上,推导了含膨胀力的非饱和土竖直边坡临界高度的计算公式,初步探讨了非饱和土基坑无支护开挖深度的确定方法。     

考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型

针对矩形顶管上竖向土压力计算模型研究较少的现状，借助Terzaghi土压力计算理论，结合矩形顶管工程特点建立了考虑注浆作用的矩形顶管竖向土压力计算模型，提出了改进的竖向土压力计算公式；依托苏州某矩形顶管工程中竖向土压力实时监测数据，探究了其变化规律并验证了该计算公式的准确性。研究结果表明:土体中的剪切带从管道外壁两侧产生并沿竖直方向发展，且可贯穿至地表；临界状态下剪切带上的膨胀角完全发挥，以临界内摩擦角及其正弦值计算剪切带上的摩擦系数；不同的注浆压力下，管道上方可能出现“主动土拱”和“被动土拱”。计算值与实测值的对比分析表明，改进后的计算方法能够较好地包络矩形顶管竖向土压力范围。      

浅议非饱和土基坑无支护开挖深度的确定

在D．G．Fredlund等的非饱和土抗剪强度理论及其延伸的Rankine土压力公式以及国内学者卢肇钧等近年来的研究成果(用膨胀力代替基质吸力来刻画非饱和土的抗剪强度)的基础上，推导了含膨胀力的非饱和土竖直边坡临界高度的计算公式，初步探讨了非饱和土基坑无支护开挖深度的确定方法。     

土压力滑楔理论的统一解

基于滑楔理论计算土压力的基本原理,运用考虑中间主应力效应的统一强度理论,对传统的土压力公式不能反映土体材料强度的中间主应力效应的公式进行了改进,推导了基于滑楔理论的土压力统一解公式,Coulomb和Rankine土压力公式为其特例.通过变换统一强度参数,可获得一系列的解.在工程运用中可根据土质和工程的实际情况,适当选择统一强度参数和应力状态来确定土压力的大小.     

净砂与胶结砂土Trapdoor试验离散元数值模拟

Trapdoor试验是一种广泛应用于隧道工程中的研究方法,可以对隧道开挖等引起的结构上应力分布变化进行分析。利用净砂与胶结砂土Trapdoor试验离散元模拟研究土体破坏形态、自由门上土压力分布、颗粒位移以及颗粒转动情况。结果表明:净砂和胶结砂土破坏形态相似,从自由门中心向两侧可以划分为破坏区、剪切带以及影响区域;破坏区内颗粒位移较大,剪切带内颗粒转动明显;与净砂相比,胶结砂土破坏土体表面形成裂缝,由于胶结的存在使得剪切带较窄,土体破坏范围和自由门上土压力都较小。     

用于混凝土管道结构性修复设计的Χ土荷载模型

混凝土管道在我国排水管网中广泛应用,受管道自身质量、施工质量和外荷载过大等因素的影响常产生 结构性破坏,其中较典型的结构破坏形式之一便是产生纵向裂缝.对混凝土管道进行结构性修复设计时,需要确 定管道破坏时的土荷载,综合考虑管道和土体的相互作用,目前国内外尚无这方面的研究.分析了管道新建、使 用、破坏３个阶段的土荷载变化规律,建立混凝土管道破坏后土荷载模型.建立的模型中管顶土荷载按土柱荷载 计算,管底土荷载按均布荷载计算,管侧荷载等于静止侧向土荷载与三角形分布荷载之和,并根据新建立的模型 计算管壁环向内力系数,为混凝土管道非开挖结构性修复设计提供参考.      

空间认知模式研究

从对不同空间模型的对比与分析入手,结合空间认知行为、神经系统科学和认知心理学的有关研究成果,对空间认知模式进行了研究。研究表明,“空间”的一般表现形式分为感知空间、认知空间和符号空间3种,不同的空间表现形式具有不同的空间认知方式;根据空间认知方式的差异,空间认知模式包括空间特征感知、空间对象认知、空间格局认知3个层次,而空间特征、空间对象则是空间认知模式构成的2个基本单位。     

预应力静压管桩在施工中的常见问题及对策

原因分析：静压法施工预应力管桩属于挤土类型,往往由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动,改变了土体的应力状态,产生挤土效应;桩机施工过程中焊接时间过长;桩的接头较多而且焊接质量不好或桩端停歇在硬夹层;施工方法与施工顺序不当,每天成桩数量太多、压桩速率太快、布桩过多过密,加剧了挤土效应。     

基于改进阻力系数法的悬挂式帷幕基坑渗流计算

帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势,由于基坑渗流场的复杂性和尺度效应,业内尚无成熟且精确的解析计算方法。在分析悬挂式帷幕基坑与闸坝渗流场特点异同的基础上,对闸坝改进阻力系数法进行修正,提出了承压水条件下悬挂式帷幕基坑渗流段的分段方式,推导了新的考虑基坑特殊段"水平汇流段"的等效阻力系数计算公式,并将之拓展至含水层各向异性条件下,实现了悬挂式帷幕基坑涌水量和坑外水位降深的定量计算;最后,结合典型基坑案例,通过数值模拟验证了该方法的精确性。研究表明:经过合理分段、等效和修正处理后,改进阻力系数法在悬挂式帷幕基坑承压水渗流计算中,与数值法计算结果的相对误差能控制在5%以内,精度较高,且具有分段灵活、计算简单的优点,能适用于不同场地条件下基坑降水设计的计算。      

高压喷射灌浆技术在强透水堤基处理中的应用

本文介绍了高压喷射灌浆技术在北江大堤强透水堤基处理中的应用．文中在分析堤基地层结构特征和物性指标的基础上，论述了高喷防渗墙的设计施工参数，根据已有围井检验结果，分析了各种地层高喷防渗墙的防渗效果，提出了用“单位渗水率”指标评价围封质量的新方法．文中根据大堤渗流观测资料和检验指标“单位渗水率”，建立了高喷防渗墙垂直截流堤基的渗流计算公式，并得出高喷防渗墙能有效地抑制住大堤堤基的渗流形变．     

Elastic-plastic analysis for pile-anchor supporting system of deep foundation pit

By using numerical analysis methods to simulate the deep excavation, a lot of analyses are established on the basis of two-dimensional plane strain, ignoring the fact that foundation pit possesses three dimensions. For soil constitutive relation, people always take linear and nonlinear model, without considering the plastic behavior of soil. Using plastic-elastic hardening model to simulate constitutive relation of soil characteristics, the authors carried out mechanical analysis for pit excavation and support. The results show that the analysis for the stress state of pile anchor system is an effective way which provides theoretical basis for calculation of soil displacement.     

Elastic-plastic analysis for pile-anchor supporting system of deep foundation pit

By using numerical analysis methods to simulate the deep excavation, a lot of analyses are established on the basis of two-dimensional plane strain, ignoring the fact that foundation pit possesses three dimensions. For soil constitutive relation, people always take linear and nonlinear model, without considering the plastic behavior of soil. Using plastic-elastic hardening model to simulate constitutive relation of soil characteristics, the authors carried out mechanical analysis for pit excavation and support. The results show that the analysis for the stress state of pile anchor system is an effective way which provides theoretical basis for calculation of soil displacement.     

地铁换乘站基坑变形流固耦合数值分析研究

地铁换乘站基坑在施工过程中要严格控制其变形及对周边环境产生的影响。尽管流固耦合与非流固耦合分析结果有一定差异,但现有地铁换乘站基坑开挖变形计算中较少考虑流固耦合作用。本文针对济南长途汽车站地铁换乘站进行基坑变形分析,建立了考虑流固耦合的三维有限元模型,根据模拟结果,确定出地连墙最大侧向位移及地面沉降最大值发生的位置,并对地铁换乘站基坑变形规律进行了总结和分析。本文研究成果可以为类似地下工程基坑分析计算和施工设计提供有益参考与借鉴。     

Influence factors on the seismic behavior and deformation modes of gravity retaining walls

This study investigated the influence factors on the seismic response and deformation modes of retaining walls using large-scale model shaking table tests. Experimental results showed that the distribution of peak seismic earth pressures along the height of a wall was a single peak value curve. The seismic earth pressures on a gravel soil retaining wall were larger than the pressures on the weathered granite and quartz retaining walls. Also, the peak seismic earth pressure increased with increases in the peak ground acceleration and the wall height. The measured seismic active earth pressures on a rock foundation retaining wall were larger than the calculated values, and the action position of resultant seismic pressure was higher than 0.33 H. In the soil foundation retaining wall, the measured seismic earth pressures were much smaller than the calculated values, while the action position was slightly higher than 0.33 H. The soil foundation retaining wall suffered base sliding and overturning under earthquake conditions, while overturning was the main failure mode for the rock foundation retaining walls.     

确定深基坑隆起破坏面的优化方法

采用有限元程序求得深基坑支护结构和土体开挖前后的应力状态以及土体任一点处的极限状态函数值;运用人工参与的优化方法选择坑底最大可能隆起破坏的起点与终点以及潜在隆起破裂面的形状和位置,并计算相应的安全系数。计算表明,潜在破裂面终点的位置对围护桩插入比不敏感．而潜在破裂面起点位置随围护桩入土深度的增加而逐渐靠近围护桩。工程实例证实了组合优化算法对潜在破裂面确定的有效性和实用性。