砂-黏土双层地基极限承载力的数值研究

在实际工程中,常见天然的或通过人工换填形成的上部砂土、下部黏土的层状地基,目前关于这种双层地基极限承载力和破坏机制研究还不够深入。通过有限差分法建立双层地基数值模型,分析基底粗糙程度、砂土剪胀角和超载对地基破坏模式及极限承载力的影响,并根据有限差分法计算结果对强度加权平均法、应力扩散法和冲剪破坏法等现有实用计算方法的估算正确性进行评价。研究结果表明,基底粗糙程度对极限承载力的影响随着砂土内摩擦角的增大而减小;当剪胀角较小时,剪胀角变化对承载力的影响更为明显;当下层黏土强度较小时,超载的作用更明显。强度加权平均法由于低估破坏面影响深度导致砂土层权重较大,计算结果偏大;应力扩散法忽略了砂土剪切强度,在砂土层较厚时出现低估;冲剪破坏法由于可较为精确地计算砂土破坏面上抗剪强度和被动土压力,是3种实用方法中计算最准确的,当砂土厚度和黏土强度较大时,建议按太沙基经验公式对下卧黏土进行局部剪切破坏修正后确定极限承载力。     

压实填土地基承载力深度修正系数研究

软弱土层上的压实填土地基作为一种非均质地基广泛应用,但目前关于这种地基的破坏模式和承载力机制的研究还不够深入,工程中仍采用现行规范深度修正系数取值为2的方式进行设计。采用有限差分方法建立数值模型,研究了影响压实填土地基承载力深度修正系数的因素,并与现行规范推荐方法的取值进行对比。结果表明：填土越深、基础外超载越大,参与地基剪切破坏运动的土体体积越大,地基极限承载力越高;而随着填土宽度的增大,地基极限承载力先提高,后趋于稳定;砂土内摩擦角的增大也会提高地基极限承载力。总体来说,规范中的推荐值是偏于保守的,会造成承载力的浪费;而在下卧层强度很小、填土深度较大时该推荐值可能高估压实填土地基承载力,存在偏于不安全的可能,在工程设计时应予以考虑。