黄土梁峁区高填方地基变形规律研究

随着城镇化步伐加快,陕北黄土高原梁峁区三四线城市出现越来越多的高填方工程,陕北大孔隙黄土与特殊地形地貌共同作用下引起建筑物地基发生严重不均匀沉降,导致上部结构开裂甚至失稳垮塌,危及人身与财产安全。为了全面分析梁峁区高填方地基变形规律,课题组在陕北黄土高原某梁峁区填方场地选取了西北地区最大的试验场(直径超过90m),通过原位监测对高填方地基地应力、含水率以及地基沉降进行了研究,分析了黄土填方地基含水率随季节变化规律及其影响深度,并发现黄土高填方地基中存在土拱现象,总结出沉降与填方高度的关系。利用三维数值模拟反演分析推测出高填方地基的最终沉降量,对上部结构作用下地基变形规律进行了预测,为类似黄土地区高填方工程设计及其变形计算提供参考。     

高填方地基的蠕变沉降计算方法

高填方地基的填方体量大、填方高度高的特征决定了高填方地基具有较大的工后沉降,可能会影响工程的实际应用,研究高填方地基工后沉降的计算方法对于控制工后沉降具有重要意义。蠕变沉降是高填方地基工后沉降的重要组成部分,试验表明,土的蠕变变形主要受时间和应力历史等因素影响。基于考虑时间效应的统一硬化模型,以瞬时正常压缩线为参考线,引入弹性瞬时压缩线,建立了可以同时考虑时间和应力历史影响的高填方地基一维蠕变沉降计算方法,并对室内试验进行了计算,计算结果与试验结果基本一致。所建计算方法所用参数除一个参数外其余都为常见参数,而新参数可以通过常规试验确定,该计算方法便于工程应用。     

黄土高填方地基沉降规律及排气条件影响研究

为了探知黄土高填方地基的沉降规律及影响因素,对某黄土高填方原地基沉降、孔隙水压力以及填筑体内部分层沉降的长期监测结果进行了对比分析。分析结果显示:饱和黄土原地基的沉降与孔隙水压力基本同步趋于稳定,未发生明显的蠕变变形,沉降主要是上覆填土荷载作用下的瞬时沉降和固结沉降;排气条件是影响非饱和填筑体沉降发展的关键因素,排气条件较好土层的工后初期沉降量甚至是排气条件较差土层沉降量的2倍以上,离心模型试验揭示的沉降发展规律同实测规律之间存在差异的主要原因之一就是排气条件不同。适当减缓施工速度以及合理布设排气通道有利于缩短工后沉降稳定时间,为工后建设赢取宝贵时间。     

黄土沟壑高填方工后12个月沉降变形规律研究

为研究黄土沟壑高填方工后沉降变形规律,选取最大填筑厚度38 m典型黄土沟壑高填方场地,设计立体的沉降监测方案,对工后的地表沉降以及原始地基沉降数据进行采集,分析不同原始路基坡型在工后12个月时间里地表沉降和原始地基沉降发展的规律,取得以下结论：黄土沟壑高填方在不同位置工后沉降的组成不同,填筑体在自重作用下产生的工后沉降与填筑体厚度有直接关系,原始坡形陡的位置工后沉降量较大,并通过拟合得出填筑体自身工后沉降发展曲线,为黄土地区高填方场地的变形规律研究提供参照。     

黄土高填方地基动力响应数值模拟研究

为研究陕北某削山填沟工程形成的高填方地基的动力响应特征,利用FLAC3D数值分析工具对该填方试验场地进行了真三维动力模拟研究,分析了在自重应力及地震动力作用下,高填方地基的应力及塑性区分布特征,并对动力作用下的变形及动力响应特征进行了深入探讨。研究表明：在原场地地形坡度较大的区域,土体应力相对集中,且更易发生剪切破坏。地震作用会加剧填土层的沉降,且结合面的存在对抗震不利。建议在此类填方工程中对原场地坡体开挖台阶面,降低坡度,以增强填方土体与原地层的整体性,提高填方地基的抗震性能。     

黄土高填方场地裂缝的发育特征及分布规律

裂缝是高填方场地常见隐患,对工程场地安全和稳定造成影响。基于陕北某黄土高填方场地的裂缝监测和探测资料,分析裂缝的发育特征、分布规律和时间变化,从场地地形条件、填土厚度、变形特征等方面,对裂缝的成因机制进行探讨。研究结果表明,裂缝主要在填方区发育,分布于填方厚度小于15 m及距离挖填分界线20 m以内的区域内,以挖填交界过渡带（挖填厚度≤5 m）为主,裂缝走向与挖填界线或原地基的等高线近似一致;裂缝宽度增大速率逐渐降低,从出现到趋于稳定约需3个月时间;裂缝受降水侵蚀、潜蚀等作用,常伴生发育落水洞,并沿填土与谷坡接茬面延伸发展,距地面最大垂直深度可达7.5 m;沟谷地形、填土厚度差异等引起的差异沉降和水平位移是导致黄土高填方发生裂缝的主要原因。     

西北地区高填方地基沉降的预测模型研究及分析

沉降变形一直都是困扰填方工程的关键问题,原始地基中存在的湿陷性黄土与粉质黏土会导致沉降增大以及不均匀沉降等现象的发生.因此,做好工程的沉降监测和工后预测,对于保障高填方地基的稳定性至关重要.笔者以西北某机场迁建工程中高填方沉降监测数据作为依据,分别应用双曲线、对数和指数拟合曲线对填方地基的沉降进行预测、分析与对比,总结...     

黄土高填方场地工后沉降预测模型性能评估方法

工后沉降预测结果是黄土高填方场地变形稳定性评价和建筑物规划布局的重要参考依据。为遴选适合黄土高填方场地的工后沉降预测模型,基于某典型黄土高填方工程的实测沉降数据,分析了工后沉降曲线的变化规律和发展趋势,建立了17种回归参数模型,提出了模型预测效果的评价指标和方法。结果表明：（1）该工程填方区工后沉降历时曲线呈“缓变型”变化,土方填筑完工初期无陡增段,随时间增加沉降速率逐步降低,尚未出现沉降趋于稳定的水平段;（2）将外推预测误差、内拟合误差和后验误差比最小化作为综合控制目标,可遴选出理想的回归参数模型;（3）MMF模型（Ⅱ型）和双曲线模型具有较高的预测精度、较好的稳定性和较强的适应性,在17种模型中的预测效果最佳;（4）沉降数据的变化越平稳,模型预测效果越好;（5）增大建模数据的时间跨度,会提升预测精度,但增大至一定值后,预测精度提升效果不再显著。     

高填方地基粘弹性参数反演及工后沉降分布规律预测

云南巧家高填方工程场地地形崎岖,高差悬殊,存在工后沉降量大以及不均匀沉降等问题,而传统沉降预测方法因忽略参数差异性问题不能准确预测高填方场地工后沉降。基于云南巧家高填方工程30组实测沉降数据,采用粘弹性模型、指数模型和双曲线模型三种方式进行工后沉降预测,结果显示粘弹性模型对于高填方沉降预测精度明显优于其他两种模型。基于粘弹性模型预测了云南巧家高填方工程工后沉降分布规律,探明了最大沉降速率和最终沉降的分布区域,为后续开展工程措施提供了合理的科学依据。通过粘弹性本构模型参数反演发现云南巧家高填方工程回填材料的压缩模量和粘滞系数均呈现显著的空间差异性,若不考虑参数空间差异性将会导致预测结果产生显著的误差。基于此提出了高填方场地考虑参数变异性的分区计算方法,该方法不仅能够减少整个高填方场地计算参数,并且能够有效提升预测结果精度,从而满足工程需求。     

昆明新机场高填方地基沉降的二维数值模拟

昆明新机场地处岩溶发育地区,工程地质条件复杂,地基沉降问题突出.结合工程地质勘察资料,分析机场T1区地基沉降问题.结合实际地质模型建立该区跑道计算模型,分析该区跑道填方地基的沉降规律.实际监测数据表明,根据数值模拟结果进行的施工达到很好的效果.     

复杂地基上堆载速度对地基沉降的影响分析

复杂地基上进行堆山工程主要存在地基的不均匀沉降和剪切破坏等工程地质问题,特别是堆山地基岩土体分布不均匀引起的地基差异沉降问题,必须对其进行科学计算分析,给出地基处理的对策和人工堆积边坡的加固措施。为了减小沉降变形给工程带来的不良影响,拟采用分层碾压填筑、控制填土堆填速度、通过所堆岩土体荷载使地基土层固结来提高地基的承载力。同时为了保证堆山工程安全,对不同加载速度条件下地基固结沉降进行计算分析,给出最佳堆载工期,按此最佳堆载工期进行堆填以满足工程的安全设计要求。     

双向增强复合地基沉降计算方法研究

将双向增强复合地基中的水平向加筋垫层视为具有一定刚度的地基梁,竖向桩体和桩间土体简化为一系列刚度不同的弹簧,考虑水平加筋垫层上下界面摩阻力的影响,基于Winkler弹性地基梁理论推导出水平加筋体的挠曲变形微分方程,并给出其幂级数半解析解,从而得到了双向增强复合地基在对称荷载作用下的沉降计算方法。通过与常规弹性地基梁法的比较验证了该方法的正确性。该方法可考虑水平加筋体筋材拉力对双向增强复合地基沉降的影响,研究结果表明,水平加筋体的设置有利于减少复合地基的沉降量     

高速公路扩建工程软基拓宽的沉降监测与分析

高速公路拓宽建设中新老路基特别是软土路基的固结沉降与力学性质的差异将引起严重的路面开裂,因而控制其差异沉降、防止拼接处路面开裂成为扩建工程软基处理中的技术关键。针对采用薄壁管桩和粉喷桩处理的软基路段,选取具有典型地质条件及较高填方的断面,通过埋设地面沉降板,对拓宽路基及新老路堤结合部进行了为期9个月的沉降动态监测。监测结果表明,拓宽路基的累计沉降及差异沉降均很小,后期沉降速率小于控制标准,为新老路基差异沉降的评价提供了依据;薄壁管桩用于处理埋深大、层厚大的拓宽软基及粉喷桩用于处理埋深浅、层厚较小的拓宽软基具有各自的适用性,拓宽后的新老路基已形成整体性强的复合地基,达到了路基拓宽的理想效果。     

考虑时间效应的刚性基础沉降分析

土体变形的时效性反映了土体固结与流变的统一,亦即地基刚度本身具有时效性,通过采用解析的方法建立了考虑时间效应的地基柔度矩阵,得出考虑时间效应的刚性基础计算方法,并编制相应程序对考虑时间效应的刚性基础进行计算,分析并得出其内力、变形等随时间发展的规律：加载初期沉降发展较快,后期虽然沉降速率有很大递减,但沉降大小仍将随着时间推移而增加;计算区域基底反力在加荷初期变化较大,角点反力增大,中心点反力减小。随着时间的增长,反力不断调整并逐渐趋于稳定,呈现边缘大、中间小的马鞍形特征。     

碎石桩加固高填方地基的试验效果分析

碎石桩作为处理软弱地基土的一种有效手段，往往需要对其试验效果进行分析。评价碎石桩处理后复合地基的性状是否达到地基处理考核指标，并提出可能调整的方案。论文以四川九寨一黄龙机场高填方地基处理工程为背景，介绍了碎石桩法加固软弱土层的现场试验，并对碎石桩处理后复合地基的加固效果进行了检测分析。包括碎石桩体检测和桩间土检测，最后综合室内土工试验、动力触探测试及载荷试验检测结果得出，碎石桩对本工程软弱地基的处理能达到预期的加固效果。其复合地基承载力高于设计要求，具良好的导水性，能有效排出地基中地下水。目前，该试验成果已用于指导机场地基处理与高填方填筑体施工。同时，它对于其它类似工程亦有借鉴意义。     

柔性基础下刚性桩复合地基沉降分析

以剪切位移法为基础,假定桩周摩阻力与桩-土相对位移之间为弹塑性关系,推导了柔性基础下刚性桩复合地基的沉降计算公式;通过算例,探讨了桩顶沉降、桩身应力、桩周摩阻力、中性层等分布规律,并将中性层位置及桩端应力等计算结果与有限元及差分计算结果比较,得到了相一致的结论,证明了所采用方法的正确性。     

基于荷载传递法的CFG桩复合地基沉降计算

深入分析了CFG桩复合地基的荷载传递机制,针对CFG桩复合地基中桩、土、垫层相互作用特点,基于荷载传递法,通过简化桩土单元体竖向相对位移分布模式,引入弹塑性荷载传递模型,并考虑桩体的上刺与下刺变形,建立出CFG桩复合地基沉降计算的基本微分方程,进而提出了一种新的能考虑桩-土-垫层体系共同作用的复合地基沉降计算方法。采用该沉降计算方法对某试验进行分析,其结果表明,沉降计算值与实测值吻合较好,且该方法计算工作量小,便于工程应用。     

路堤荷载作用下软基沉降特性研究

为探究路基断面几何参数对软基沉降特性的影响,基于弹性Biot三维固结有限元程序PDSS,就路基顶面宽度、路基高度及边坡坡比等断面几何参数对软基沉降特性的影响进行较深入的模拟分析,重点探讨现行各类铁路、公路路基宽度下软基沉降变形的模式.宽窄路堤荷载作用下软基的沉降模式不同,宽路堤软土路基沉降盆表现为"W"形状,而窄路堤软土路基的沉降盆表现为"V"形状.     

一种振冲碎石桩复合地基的沉降计算方法

对振冲碎石桩复合地基桩体和桩间土的变形与应力--应变关系进行研究。假设在荷载作用下,复合地基中桩体变形均匀,桩－土变形协调,推导出振冲碎石桩复合地基沉降计算公式为: ABk2 εh3v + 2ABhkεh2v + A ( D2 + B) h2hv = nh2 pD2 ; 利用牛顿迭代法解一元三次方程,可求得复合地基沉降。将本方法应用于沿海某大型储油罐工程,计算振冲碎石桩复合地基总沉降量为171. 5 mm,实测沉降量为 162. 2 mm,计算结果与实测结果基本吻合,表明该方法有一定的实用性。