型钢-水泥土复合重力式挡墙协同工作的变形特性分析

水泥土重力式挡墙内插H型钢作为基坑变形控制的一种手段。通过分析悬臂结构弹性支点变形计算方法,指出组合墙体自身抗弯刚度是关键的影响因素。而不同受力阶段型钢和水泥土协同工作的各自荷载的分担作用发生变化,抗弯刚度存在不确定性。为了研究复合重力式挡墙的变形特性,以上海软土地区某挖深5.4 m的基坑为工程实例,建立型钢--水泥土重力式挡墙三维模型进行数值模拟,发现复合结构开挖至坑底后最大位移出现在开挖面中部,较好地限制了顶部位移,且水泥土分担荷载的作用明显。进一步分析发现水泥土截面置换率控制在构造要求范围内较经济,型钢前排密布更为有利。     

SMW工法型钢-水泥土组合梁抗弯性能分析

考虑水泥土与型钢的相互作用,对SMW工法组合梁进行分项刚度计算,得到了弹性阶段SMW工法组合梁的刚度。基于弹性力学能量原理,导出了SMW工法型钢水泥土简支组合梁双集中力下的荷载-跨中挠度方程。利用分项刚度计算与荷载-挠度方程对两种截面形式的SMW工法组合梁进行抗弯性能分析,结果表明在弹性阶段与数值结果吻合较好。     

加劲水泥土地下连续墙中水泥土强度分析

对加劲水泥土地下连续墙的工作机理进行了分析,指出在加劲水泥土地下连续墙设计中水泥土必须具有足够的强度。型钢间的水泥土不仅需要满足抗剪强度的要求,还应满足水平方向斜截面强度的要求。水泥土对墙身竖向抗弯刚度的贡献虽然可忽略,但应有足够的抗压强度以保证其止水性,同时水泥土还应对型钢具有足够的侧向约束并保持完整性以维持型钢的整体稳定性。     

纳米硅水泥土弹塑性有限元分析

试验表明水泥土中掺入适量的纳米硅材料可以大幅度地提高水泥土的抗压强度。在试验的基础上,得出纳米硅水泥土的屈服条件后,采用相关联的流动法则和塑性功硬化条件,建立了纳米硅水泥土的弹塑性本构关系方程。在此基础上,以空间轴对称为研究对象,采用三角形截面的圆环单元,应用虚功原理建立了轴对称条件下纳米硅水泥土有限元方程,用增量刚度法求解,且用Matlab软件编制了有限元程序,在三轴试验条件下验证了该程序的合理性。以某机场水泥土搅拌桩地基处理方法作为工程背景,应用不同纳米硅掺量的水泥土作为地基处理的新材料,与传统水泥土进行了比较,计算结果表明,纳米硅作为水泥土外加剂用于地基处理可有效地减少地基沉降,提高地基承载力,在相同上覆压力下纳米硅水泥土处理后的地基沉降小于普通水泥土材料。     

影响加筋水泥土力学性能因素的试验研究

在基坑的支护时多采用复合结构的围护型式 ,但是工期较长、费用较高。通过对加筋水泥土进行各项力学试验 ,初步得出其基本的力学性能 ,以期为加筋水泥土用于支护工程提供试验依据     

夯实水泥土桩复合地基有效桩长与桩身强度关系试验研究

通过室内模型试验,实测得到水泥土材料的破坏形式、夯实水泥土桩复合地基桩土荷载分担比、桩土应力比、桩间土深层变形等承载及变形性状。给出了文中试验条件下,给定桩身强度的夯实水泥土桩复合地基的有效桩长或有效复合土层厚度,认为设计夯实水泥土桩复合地基时,应考虑桩身强度对承载力的影响桩体,设计应以桩身强度控制,使由桩身强度确定的单桩承载力大于（或等于）由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。     

水泥土搅拌桩复合地基优化设计探讨

深层搅拌形成的水泥土桩体有其固有的荷载传递规律,其变形、破坏特征与钢筋混凝土桩有很大的差异,传统的确定混凝土桩承载力的方法已难以准确地确定水泥土桩的承载力。同时,采用单桩载荷试验与复合地基载荷试验,对水泥土桩的受力变形的影响亦不完全相同,造成评价的结果亦有很大出入。探讨并优化复合地基的设计方法,利于提高设计水平,以有效地节约工程造价,提高整体经济效益。结合工程实例,详细介绍了水泥土搅拌桩的设计过程,并对基础平面尺寸及桩长的优化设计进行了探讨。     

水泥土搅拌桩复合地基承载力的确定

在水泥土搅拌桩复合地基设计中,复合地基承载力是最重要的设计依据。本文通过对多个搅拌桩工程的单桩和复合地基载荷试验结果进行分析,发现工程中的水泥土单桩的实际承载力一般难以达到设计或理论计算值。在此基础上,对工程中如何确定水泥土搅拌桩复合地基承载力特征值提出了一些合理化建议。     

夯实水泥土桩复合地基的承载性状研究

采用桩与土共同作用的线性分析方法 ,分析和解决夯实水泥土桩复合地基承载力设计问题。研究发现 :面积置换率、褥垫层厚度和桩刚度对桩土分担比率的影响 ,群桩基础条件下桩的沉降等规律。提出的方法可用于复合地基承载力优化设计。     

水泥土搅拌桩复合地基的试验和数值模拟分析

水泥土搅拌桩处理软土地基可以提高地基承载力并减小沉降量。针对珠海地区的淤泥质土,进行了4种垫层厚度的水泥土搅拌桩复合地基现场静载荷试验,并在现场试验的基础上采用FLAC3D对水泥土搅拌桩复合地基进行了数值模拟分析。将数值模拟得到的4种垫层厚度复合地基的沉降曲线与现场试验的沉降曲线进行了比较,两者基本吻合。采用此模型计算了不同桩径和桩距复合地基的承载力和沉降量,研究了桩径、桩距的改变对复合地基承载力和沉降量的影响,并对改变桩径和桩距两种方案进行了比较,为水泥土搅拌桩复合地基的设计提供了参考。     

加筋水泥土梁力学性能的试验研究

在对加筋水泥土进行力学试验的基础上, 初步得出其基本的力学性能, 以期为加筋水泥土用于支护工程提供试验依据。     

软土基坑中内插H型钢重力式挡土墙支护的变形及稳定性的有限元研究

基于硬化土模型（HS模型）,利用PLAXIS有限元分析软件对上海地区某软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护开展有限元分析,根据数值试验结果和监测数据对基坑变形和稳定性进行研究。研究发现,（1）内插H型钢重力坝围护在浅基坑局部开挖7~8 m范围内有着较好的可行性和工程效果,在浅基坑支护中可作为重力式围护的补充手段;（2）使用PLAXIS的HS硬化土模型模拟基坑开挖具有较好的精度和与实际情况较接近的结果,HS模型的参数可以根据工程经验进行取值;（3）实际基坑监测结果表明浅基坑的局部深坑处的内插H型钢重力坝在两端重力坝的约束下其位移发展受到一定控制,可显著提高基坑的整体稳定性,且内插H型钢可以增加围护体本身的刚度,可抵抗部分土压力弯矩,一定程度上控制了围护体的位移;（4）实际工程中对内插H型钢重力坝的局部开挖深度要谨慎选择,首先在周边环境保护条件较为宽松的条件下采用,局部深坑深度建议在7~8 m之间,并且基坑整体开挖深度建议在5~6 m之间。通过对软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护的研究,能对相关基坑支护工程提供更可靠的技术支持。     

静三轴试验中水泥土力学特性及本构模型研究

通过不排水三轴压缩试验对水泥土的力学特性进行研究,重点分析了围压与水泥掺入比对水泥土体强度、孔压及刚度的影响。试验结果表明,随着围压与水泥掺入比的增加,水泥土体的强度与刚度均增加,而孔压随之减少;随着轴应变的增加,刚度逐渐减少。而在加载初期,刚度衰减较快,随着轴应变的继续增加曲线渐趋平缓,衰减现象并不明显;随着无量纲化偏应力的增加,无量纲化刚度逐渐减少,并且两者为曲线关系。通过对水泥土的刚度软化规律进行描述,得到了修正的邓肯-张模型。通过对试验曲线进行回归分析确定了模型参数。与实测数据对比发现,该修正模型不仅可以较好地模拟水泥土的应力-应变关系,还体现了水泥土应变软化型曲线的特点。     

水泥土芯样强度变形特性及本构关系试验研究

为了研究现场施工工艺下水泥土的强度及变形特性,对水泥搅拌桩钻孔芯样进行了无侧限抗压强度试验与三轴试验,分析了水泥掺量与围压对水泥土芯样强度、变形特性的影响规律。结果表明：随着水泥掺量的提高,水泥土芯样的强度明显增强,变形模量显著增大,但其破坏应变变小,脆性增大;水泥掺量超过18%的水泥土芯样其应力-应变关系表现为软化型,随着围压的提高,其强度增强,破坏应变增大,脆性降低,且应力-应变关系曲线有可能发生转型;不同围压下的水泥土芯样三轴试验先为体缩,后变化为体胀,发生剪胀的应变较破坏应变略小,是由剪切面上颗粒错动引起的,在颗粒错动达到一定程度后抗剪强度才发挥到峰值;水泥土的结构屈服应力比较大,在围压的作用下其胶结结构未发生破损,强度包线满足摩尔-库仑线性强度规律;根据水泥土的强度变形特征,应力-应变全曲线分弹性、塑性、软化3个阶段,可采用Popovics模型对其进行模拟,与试验结果较为吻合。     

水泥土抗压强度和变形模量试验研究

采用DWD-100型微机控制电子万能试验机,对不同水泥掺入比的棱柱体和立方体水泥土试块进行了单轴抗压试验,获得了水泥土材料抗压强度与养护龄期以及棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之间的关系,并进一步结合三轴试验、水泥土梁的弯曲试验和引用已发表的现场静载荷试验数据,讨论了不同试验手段对测定水泥土变形模量的影响,认为采用棱柱体抗压强度测定水泥土变形模量比较简单、合理,并得出了水泥土变形模量与抗压强度的关系。     

水泥砾质土三轴试验研究

对某水泥砾质土进行了三轴固结排水剪切试验,研究在不同水泥掺入比下水泥砾质土应力-应变关系和强度特性。结果表明：随水泥掺入比的增加,水泥砾质土试样在不同围压下应力-应变关系曲线均表现出不同程度的软化和剪胀现象,尤其在低围压（200 kPa）和高水泥掺入比（8%）下,剪胀性比较明显;在相同水泥掺入比下,峰值强度 随围压的增加近似呈线性增长;与不掺水泥砾质土相比,水泥砾质土的内摩擦角 因掺入不同量的水泥而得到不同程度的提高,黏聚力 随水泥掺入比的增加呈增长趋势,且增幅显著;割线模量 和 均随围压和水泥掺入比的增加而增加。不同高度的心墙堆石坝三维有限元算例的计算结果表明：水泥砾质土作为心墙材料可以显著降低土石坝心墙沉降。     

On the shearing behaviour of an artificially cemented soil

Ground improvement by cementation is a technique widely used because of the easiness of application and relatively low cost. To date, however, there is no global understanding of the behaviour of artificially cemented soil with respect to its dosage, so that in practice methodologies still rely on previous used scenarios rather than scientific facts. This paper presents results of low-to-high-pressure triaxial tests performed on pure and cemented specimens of decomposed granite where the dosage was controlled, chosen as a function of the ratio of porosity to volumetric cement content or adjusted porosity/cement index. The behaviour of the cemented soil was analysed in terms of peak strength and failure envelopes, stress dilatancy and state boundary surfaces, on which the influence of the porosity/cement index was examined.     

微型钢管砂浆复合桩在土体中稳定性计算

微型钢管砂浆复合桩因纠偏受力明确、施工简单、工期短且加固费用低，被广泛用于基础加固托换。但小直径、大长度的微型钢管砂浆复合桩在土体中失稳破坏缺乏理论研究。故以弹性地基梁理论为基础，依据桩与地基土共同工作时的受力关系，建立微分方程求解。给出了微型钢管砂浆复合桩失稳承载力具体表达式，并与实际工程原位试验相比较，理论与试验结果接近；给出了最小临界计算长度的表达式指导工程施工；并运用Matlab编写程序计算分析了土与桩在不同的刚度比下不同桩长的失稳荷载，反映出土对微型钢管砂浆复合桩失稳约束力的影响程度。     

动荷载作用下水泥土的疲劳寿命分析

采用荷载控制、非对称正弦波动荷载对水泥土进行疲劳载荷试验。在动荷载的作用下,水泥土表现为低应力性破裂特征。通过试验结果分析,提出水泥土应力空间的疲劳破坏准则,建立了水泥土3参数幂函数疲劳寿命模型。分析了影响水泥土疲劳寿命的主要因素,结果表明：动荷载应力水平越高,水泥土的疲劳寿命越短,反之越长;水泥土的龄期越长、水泥掺合比越大,水泥土的疲劳寿命越长。