刚性桩复合地基抗震计算的一种简化方法

应用广泛的刚性桩复合地基目前其抗震设计还没有足够简便的计算方法,工程设计中对其抗震设计往往予以回避。本文首先介绍了笔者之前的一种对刚性桩复合地基进行抗震分析的拟静力方法,进而对其中有关上部结构惯性作用对桩身内力影响的计算部分进行了进一步简化,之后通过多种设计工况及实际土层条件下的计算对比,验证了改进方法的可行性。还对上部结构惯性作用的影响深度、地基分层对桩身内力的影响等进行了讨论。     

预应力混凝土空心方桩承台节点抗震性能试验研究

对预应力混凝土空心方桩-承台节点进行了6组足尺试件的拟静力试验,分别讨论轴压力、桩身配筋量、桩头嵌固深度和加载方向等4个因素对节点抗震性能的影响.研究表明:对于HKFZ400(210)桩型,在1 700 kN及以上的轴压作用下,主要的破坏模式为近节点区桩身压弯破坏,破坏性质均为小偏心破坏;轴向荷载使得预应力混凝土空心方桩承台节点极限抗弯承载力增强,却削弱其变形能力,在1 700 kN轴压作用下节点表现出了较好的变形能力;对角线加载方向是构件的静力弱方向,其极限承载力略低于正截面加载,但却有更大的变形能力;在50 mm嵌固深度条件下,节点区没有发生锚固失效,反而表现出了更大的变形能力,但在破坏状态下的等效粘滞阻尼系数有所降低.     

刚性桩复合地基抗震性能的有限元分析

近年来刚性桩复合地基在工程中的应用日益广泛,但是,对该种复合地基在动力荷载下,尤其在是地震作用下的动力响应性状却研究很少。考虑地震作用下土-桩-上部结构之间的相互作用,采用三维有限元方法,对刚性桩单桩复合地基的地震响应进行时域内的模拟计算与分析研究,分析了这种复合地基与桩基础地震响应的差异,并对影响刚性桩复合地基抗震性能的一些因素进行了研究,得出了一些对刚性桩复合地基的抗震设计有参考价值的结论。     

强度折减有限元法在昆明新机场高填方边坡稳定分析中的应用

介绍了碎石桩、强夯置换两种工程常用的山区高填方地基的处理方式。为了解不同地基处理方式下,山区机场高填方边坡的稳定性,采用强度折减有限元法及对比研究的手段对昆明新机场79-79?工程地质剖面处边坡的稳定性进行分析,而且将强度折减有限元与简化Bishop方法的计算结果进行对比。另外,对土体强度参数未折减时,不同地基处理方式下的边坡位移及剪应变也进行比较。结果表明：用碎石桩或强夯置换处理坡脚内地基的相对软弱土层,不仅能有效提高边坡安全系数,还能大幅度减小边坡的最大剪应变与最大位移;当边坡的最危险滑移面接近圆弧形时,强度折减有限元法与简化Bishop法计算所得安全系数与最危险滑移面均接近,且强度折减有限元法计算的安全系数略偏小,偏于安全;当中风化基岩上方覆盖土层深度大于强夯置换的有效处理深度时,用碎石桩处理原地基效果更优     

刚性桩复合地基地震响应的简化分析方法

面对越来越大量的工程应用,刚性桩复合地基的抗震性能成为亟待研究的课题。基于动力文克尔地基理论,提出了单桩复合地基的地震响应分析模型,推导了其地震响应的动力微分方程组,并构造了有限差分的求解方法,研究并探讨了不同影响因素变化下的地震响应性状,得到了一些有益于工程设计的规律性结论。     

截断墙法降低地下结构地震液化上浮

位于饱和可液化土中的地下结构在地震激励下会由于土层液化而上浮,从而对结构造成严重破坏,设置截断墙是减少这种破坏的有效措施,在国外已经得到成功应用。但是,截断墙减小地下结构地震液化上浮的工作机理尚不明了,其设计参数的影响亦亟待进一步研究。采用以动力两相体有限元法,分析了钢板桩截断墙在不同地震强度激励下降低地下结构地震液化浮的效果,探讨了其工作机理。分析结果表明截断墙对降低地下结构地震液化上浮有明显效果。同时,通过对地层中超静孔隙水压、土体变形、应力路径、应力-应变关系的分析发现,截断墙的主要作用在于抑制可液化土的变形和流动。虽然,在较弱地震激励下截断墙可以抑制超静孔隙水压的上升,但在较强地震作用下超静孔隙水压不减反增,通过分析解释了这种矛盾。同时还分析了钢板桩的水平位置、嵌入下卧非液化土层深度与地下结构搭接长度等设计参数对降低地下结构上浮影响,为钢板桩截断墙的设计提供科学依据。     

粗粒土的一种应变硬化模型

堆石料等粗粒土在经受剪切时不仅其强度和刚度随应力水平而变化,其体积变化特征也和应力水平密切相关。在Mohr-Coulomb模型的基础上,提出一个针对这类粗粒土剪切特征的应变硬化模型。模型以Mohr-Coulomb准则作为屈服准则,但考虑土体强度、刚度和体积变化特征均随应力水平而变化等重要特性。对Rowe剪胀理论的推导及其试验基础进行了深入讨论,指出该理论对于粗粒土的局限性,并在此基础上针对粗粒土的剪胀特性进一步发展给出其机动剪胀角的变化规律。与试验结果的计算对比表明,该模型能较为全面地反映粗粒土的主要剪切特性,特别是剪切时的体积变化特性,且相对简便实用。     

土石混合体压缩性的三维颗粒力学研究

土石混合体是由作为骨料的砾石或卵石与作为填充料的黏土或砂土组成的特殊工程地质材料,无论天然形成或人工合成,其力学特性与均质土体或岩体相比均有较大差异。以昆明新机场高填方中大量采用土石混合体填料为工程背景,在三维颗粒流程序中对特定的土石混合体试样的侧限压缩试验进行数值模拟,比较了不同级配条件下土石混合体模型的微观结构及基本力学物理性能。通过比较侧限压缩模量和压缩后孔隙率,研究了含石率对土石混合体骨架效应等结构性的影响,并提出了工程中建议采用的土石比例区间,在颗粒流方法用于实际工程方面进行了有益的探索。