考虑路堤-加固区相互作用的刚性桩复合地基沉降算法

为合理计算路堤荷载作用下刚性桩复合地基沉降,考虑路基填土中的土拱效应以及路堤-地基加固区竖向荷载传递的耦合特征,基于填土中内、外土柱界面摩阻力系数随深度线性发挥模式以及复合地基中桩土相对位移模式与桩侧摩阻力系数分布模式,采用微元体静力平衡原理,并考虑路堤-加固区-下卧层之间的应力连续与变形协调条件,推导出了路堤下刚性桩复合地基的桩土应力比、桩土沉降差、加固区沉降量的计算公式,定量反映了路基填高、填土及软土地基的黏聚力和内摩擦角、桩长、桩径、桩间距等多个主要因素。实例分析表明,加固区沉降量的计算值与实测值误差一般不超过15%;桩长对加固区沉降呈非线性影响;面积置换率、地基土内摩擦角与黏聚力对加固区沉降均具有线性的负相关影响特征,且沉降量受内摩擦角影响比黏聚力更敏感。     

嵌固段顶部拓宽型抗滑桩计算方法

针对边坡工程中可能出现的普通抗滑桩嵌固段顶端前侧地层抗力不足的问题,提出嵌固段顶部拓宽型抗滑桩结构。基于水平受荷的弹性地基梁模型,推导滑床为多层岩土体的嵌固段顶部拓宽型桩的内力、位移、地层反力计算公式。实例分析表明,当桩体局部拓宽宽度为原桩宽度2倍时,嵌固段顶端地层反力可减小约25%,桩体最大弯矩及剪力减少5%~10%。讨论了拓宽宽度与深度、桩体嵌固深度、桩间距等主要因素对拓宽型桩内力与位移的影响,结果显示:普通桩经嵌固段顶部拓宽后,桩身水平位移与嵌固段顶端前侧地层反力显著降低;拓宽宽度与深度、嵌固段深度的增加均能增强拓宽型抗滑桩的水平承载能力,但当拓宽宽度达到原桩2倍、拓宽深度超过嵌固段深度40%后,继续拓宽对桩体水平承载能力的增加效果不显著。     

1996—2021年格陵兰冰盖表面融化时空变化分析

格陵兰冰盖的表面融化通过物质平衡影响全球海平面上升,同时也是气候变化的灵敏指示器。本文基于增强分辨率的被动微波日亮温数据,使用自动气象站的气温记录,评估了进行冰盖表面融化探测的改进的亮温日较差(Advanced Diurnal Amplitude Variations,ADAV)方法和另外4种常用方法(M+30 K、ALA、MEMLS1和MEMLS2)的探测效果,通过总体精度和Kappa系数证实了ADAV方法探测冰盖表面融化的可行性与可靠性。在此基础上,基于ADAV方法进一步分析格陵兰冰盖表面融化的时空变化特征,发现1996—2021年格陵兰冰盖所有区域都发生过表面融化,融化最剧烈的区域分布于冰盖边缘,南部较北部融化范围更大、融化天数更多。极端融化事件导致冰盖融化范围波动较大,而融化指数呈现增长趋势,增长速率为5.24×10⁵ d·km²·a^-1。且表面融化具有向内陆高海拔地区扩张的趋势,融化天数为11～30 d、31～50 d、51～70 d的区域,26年间的平均高程都发生了显著的增长,增长速率分别为13.06 m·a...     

黏土中超大直径钢管桩内侧摩阻力研究

随着当前海上风电装机容量逐渐增加,超大直径钢管桩基础得到了广泛应用。桩径的增加改变了桩-土相互作用模式,现行规范中钢管桩内侧摩阻力计算方法的适用性有待商榷。通过离心模型试验,采用双壁板桩和管桩模型揭示了黏土中有限范围土压力与不同桩径的内侧摩阻力发挥规律;采用有限元数值分析方法,开展了内侧摩阻力发挥规律的影响因素分析,建立了钢管桩内侧摩阻力计算方法,并与离心机试验结果进行了对比验证。结果表明：随着桩径增大,桩内壁土压力增大,内侧摩阻力也随之增大,并沿桩深呈指数型分布,其发挥范围为距桩端5倍桩径以内;提出的钢管桩内壁侧摩阻力计算方法与离心机试验结果吻合良好。     

循环荷载下楔形劲芯水泥土复合桩工作特性试验研究

楔形劲芯水泥土复合桩作为一种新型组合桩,为探究其在公路、铁路等长期承受循环荷载下工程应用的工作性状,对4根不同桩芯楔角、静荷载比和循环荷载比的复合桩进行模型试验,研究了静载极限承载力及循环荷载下累计沉降、桩身轴力分布、桩端阻力和侧摩阻力。试验结果表明：静载作用下楔形内芯复合桩的承载能力要优于等截面内芯复合桩;复合桩累计沉降会随着静荷载比和循环荷载比的增大而增大,并在不同动静荷载组合下可分为稳定型、发展型和破坏型3种类型,同时给出满足各类型的荷载取值范围;芯桩与水泥土外桩之间的相互作用并未发生明显弱化现象,楔形芯桩复合桩能充分发挥桩侧上部土体的侧摩阻力,并能有效减弱芯桩端部应力集中现象,因此其抵抗循环荷载的能力要优于等截面芯桩的复合桩。     

住宅建筑工程基础桩低应变检测技术研究

研究一种住宅建筑工程基础桩低应变检测技术,该技术通过传感器采集从桩身反射回来的反射波信号,为提高信号质量,利用EEMD方法对信号实施去噪处理。提取不同缺陷类别基础桩反射波信号的时域特征和频域特征,并以此为输入,通过BP神经网络分类识别模型,检测出基础桩缺陷程度,并根据相关参数,定位缺陷位置,完成基础桩低应变检测。试验结果表明,应用该低应变检测技术,基础桩缺陷检测结果与实际缺陷位置误差较小,检测结果更为精确,具有较好的应用价值。     

被动大陆边缘盐构造研究进展

被动大陆边缘的含盐盆地多在重力作用下发育薄皮盐构造。这些构造不但记录了盆地的演化过程,而且往往富含大量的油气资源。因此,被动陆缘盐构造是学术界与工业界共同关注的热点。在传统的被动陆缘含盐盆地模型中,盆地主要在重力作用下形成上坡的拉张区,下坡的挤压区和两者之间的转移区。近年来,国际学术界围绕重力变形在盆地中的作用机制展开了诸多探讨和研究。重力变形在含盐盆地中主要有盆地倾斜控制的重力滑脱和沉积楔差异负载控制的重力扩展。尽管在演化早期盆地的水深较浅,沉积物厚度较薄,沉积物差异负载的驱动力较弱。但是,由热沉降主导的盆地倾斜在早期倾角较小,其驱动力也不强。因此,这两种变形机制都有可能占据主导地位,而且往往共同控制盆地演化。此外,现有概念模型中盆地中段的转移区在自然界中较为少见。最新研究试图从盐下地貌与沉积模式两个方面来寻找盆地中间地带盐构造广泛发育的原因。最后,由于概念模型是静态的,难以反映构造区迁移和盆地多期次演化的动态特点。在实际的盆地中,被动陆缘盐构造的控制因素可能有多个,所形成的构造样式也较为复杂。总体而言,被动陆缘盐构造的研究进展并未脱离盆地倾斜和沉积物差异负载这两个基本控制因素,但在两者的时空变化上有许多新的发展。此外,相较于盆地倾斜,沉积物这个控制因素的系统性研究较少,可能是下一步研究的重点方向。     

北美东部被动大陆边缘盆地的分段性与油气勘探

北美东部被动大陆边缘是世界上最古老的完整被动大陆边缘之一,是研究被动大陆边缘发育演化的天然实验室。本文在大量国外研究成果的基础上,应用盆地构造解析方法,深入研究了北美东部被动大陆边缘盆地群的地质结构和构造演化特征,并揭示了盆地群的油气地质规律。研究认为,北美东部盆地群沉积充填和不整合面发育具有明显的分段性和差异性。以区域不整合面为界,不同段盆地可划分为不同的构造层:南段盆地可划分为两套构造层;中段南部盆地可划分为3套构造层;中段北部盆地可划分为4套构造层;而北段盆地可划分为5套构造层。盆地群整体经历了陆内裂谷—陆间裂谷—被动大陆边缘的演化过程,但不同段盆地的构造演化具有明显的分段性和迁移性:晚三叠世沉降中心位于南段盆地;早侏罗世初期迁移至中段盆地,南段大陆开始裂解;中侏罗世逐渐迁移至北段盆地,中段大陆开始裂解;早白垩世晚期,北段大陆开始裂解。受持续的抬升剥蚀及大西洋岩浆活动省的联合作用,南段盆地和中段大多数盆地缺乏油气保存条件;斯科舍盆地和大浅滩盆地是主要的含油气盆地,以上侏罗统烃源岩为主,主要发育断层—背斜圈闭和盐体刺穿圈闭,整体表现为“自生自储”和“下生上储”的特征。     

基于主应力旋转的黏性填土挡墙土压力

填土水平墙背竖直光滑的挡墙,墙后土体处于以自重应力和水平应力为主应力的应力状态。实际工程中,挡墙背面与土体存在一定的摩擦及黏结力作用致使挡墙附近土体中的主应力发生偏转,此时,经典朗肯土压力理论不再适用。本文对挡墙附近土中的主应力状态进行旋转处理,通过分析墙后填土中应力状态摩尔圆,得到了考虑墙土摩擦和黏结力作用的黏性填土挡墙主被动土压力计算公式,分析了填土内摩擦角与墙土摩擦角对土压力的影响,使用算例将本文方法所得结果与现有黏性土土压力计算方法所得结果进行了对比分析。结果表明,朗肯土压力公式是本文所得计算公式的特例;随着墙土摩擦角和内摩擦角的增加,被动土压力逐渐加快增大;主动土压力随着内摩擦角的增加而减小;当内摩擦角较小时,主动土压力随着墙土摩擦角的增大不断减小,当内摩擦角较大时,主动土压力随着墙土摩擦角的增大先减小后增大;土内摩擦角的影响大于墙土摩擦的影响;相对于现有方法计算结果,本文方法所得主动土压力较大,被动土压力较小,墙土摩擦越大,2种方法所得结果的差值越大,土黏聚力还会加大这一差值。本文方法考虑了墙背土体主应力方向偏转的客观事实,所得计算结果将更符合实际情况。