闭合型地下连续墙基础竖向承载性能数值模拟

基于室内模型试验,就闭合型与单片地下连续墙基础在竖向承载性能上的差异进行了对比分析,并采用FLAC-3D软件进行数值分析来丰富室内模型试验,探讨了土体变形模量、密度、内聚力以及内摩擦角对闭合型地下连续墙竖向承载力的影响。结果表明：闭合型地下连续墙基础外侧摩阻力的发挥过程与单片地下连续墙基础大致相同,但由于土芯的存在,其内侧摩擦阻力发挥机理更复杂;闭合型与单片地下连续墙基础均可视为端承摩擦型基础;随着墙周土变形模量的增加,闭合型地下连续墙基础竖向位移显著减少,墙体轴力也减少;密度对闭合型地下连续墙基础沉降的影响不显著;内聚力对侧摩擦阻力的影响程度受地下连续墙和土体之间相对位移量的控制;只有闭合型地下连续墙基础的沉降量超过20 mm时,土体内摩擦角才对基础的竖向承载力有较大影响。     

静载荷下黄土地基矩形地下连续墙现场试验研究

采用自平衡测试技术,在国内外首次进行了竖向静载荷作用下黄土地基中矩形地下连续墙现场试验研究,根据测试结果及黄土的物理力学性质,对黄土地基中矩形地下连续墙的荷载传递性状进行了详细分析。结果表明：黄土地基中矩形地下连续墙的承载特性具有端承摩擦桩的性质;墙的承载力由墙侧摩阻力和端阻力共同承担;墙侧摩阻力和端阻力的发挥与墙土的相对位移量及黄土的物理力学性质等因素有关;墙体达到极限荷载时,墙端阻力荷载分担比为40.3 %;各土层墙侧摩阻力随着墙土相对位移的增加而增大,但其增长幅度不等;加载时墙身轴力在加载处最大,随着各土层墙侧摩阻力作用的发挥,墙身轴力随着离荷载箱距离的增加而减小。     

竖向荷载下矩形闭合地下连续墙桥梁基础群墙效应研究

矩形闭合地下连续墙基础（简称闭合墙基础）是一种新型的桥梁基础。通过室内模型试验,对闭合墙基础的群墙效率、沉降比等进行了研究,同时探讨了闭合墙墙间距（即内侧边长）对群墙效应的影响。试验中采用了2组不同截面尺寸的模型墙,其中A组模型墙边长小于B组模型墙,墙厚和墙高均相同。试验研究表明,闭合墙与单片墙在相同沉降下的荷载比一般都大于1,B组闭合墙荷载比和群墙效率均大于A组闭合墙;闭合墙与单片墙在相同墙顶应力下的位移比和沉降比基本都大于1,A组闭合墙位移比大于B组闭合墙。在保持墙厚和墙高不变的情况下,适当增大闭合墙基础的内侧边长可以有效地提高群墙效率和承载性能,从而获得更好的经济效益。     

水平荷载下黄土地基单片地下连续墙现场试验研究

基于墙顶水平荷载作用下黄土地基中单片地下连续墙的现场试验,分析和研究了地下连续墙的水平受力变形特性,得出了在不同荷载作用下墙身各截面弯矩、水平位移及墙侧土抗力等沿墙深的分布规律。结果表明,在水平荷载下墙体上部的1/3段受荷载的影响最为显著,墙身水平位移及转角沿墙深非线性衰减,并随墙顶荷载的增加而增大;墙身弯矩及墙侧土抗力最大值发生在地表以下一定深度范围内,随荷载的增加其最大值及0值点沿墙身逐渐向下迁移,且土抗力-位移曲线呈现双曲线的特征;墙体剪力在地表处最大,沿墙身向下呈非线性变化。     

井筒式地下连续墙水平承载能力模型试验研究

井筒式地下连续墙利用构造接头把地下连续墙段连接成一个平面为封闭形状挡土结构,其刚度大,承载力高。由于基础内部含有大面积的土芯,存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用。采用水平单向单循环维持荷载法,通过3个不同截面尺寸的单孔闭合墙水平静载试验,研究闭合地下连续墙基础的水平承载特性。基于墙身内力及位移测试结果,研究了井筒式地下连续墙基础在水平荷载作用下的承载机理,分析了水平荷载-位移特性、墙身位移、墙身弯矩、剪力、转角随深度的分布规律。试验结果表明,闭合墙基础呈整体倾斜破坏特性,墙身弯矩随墙深呈非线性变化,墙身剪力在加载处最大,在墙身弯矩极大值处墙身剪力为0,0点以下,墙身剪力随深度呈“大肚形”变化,并且闭合墙的承载力随着闭合墙边长的增大,深度的提高而提高。     

钻孔咬合桩设计计算方法合理性分析

钻孔咬合桩在设计计算中，有两种主要计算方式，一为忽略素桩，仅计算荤桩的支护稳定性能，二为将荤桩与素桩等效为地下连续墙进行支护结构稳定性计算。为研究钻孔咬合桩的设计计算方法的合理性，使用弹性地基梁法与有限元法分别计算荤桩、等效为地连墙的位移，用correl函数将所得数据与实际监测数据进行相关系数计算，同时，将计算所得数据与实际监测值的位移差进行分析，最后得出适合钻孔咬合桩的设计计算方法。即应先使用弹性地基梁法仅计算荤桩；再使用有限元法，将咬合桩等效为地下连续墙进行建模分析，对设计图的变形进行二次评估验算。     

能源地下连续墙的热力学行为模型试验研究

鉴于目前国内外针对能源地下连续墙的热力学行为的研究较少,开展了能源地下连续墙的室内模型试验研究。为了 研究不同换热工况以及约束条件对墙体以及墙土接触面热力学行为的影响,设计了三组对照试验。通过对试验过程中读取 的温度、应力、应变数据进行分析,探索了地下连续墙在换热过程中的温度场、墙体内的垂向应变以及接触面法向应力的 变化规律。对比研究了不同工况下墙内轴向应变以及墙土接触面法向应力数据的差异性,揭示了温升变化和约束变化对这 些参数的影响机制以及重要程度。     

环形超深基坑围护结构受力变形特性分析

结合上海世博500 kV变电站超深基坑实际工程,采用平面应变及轴对称弹性地基有限元分析模型对基坑围护结构的空间效应进行简化,分析了环形基坑空间效应、内衬墙以及水土压力模式对围护结构受力变形特性的影响,并与实测结果进行比较。结果表明,环形基坑围护结构的空间效应对其受力变形特性影响很大,在计算过程中必须考虑围护结构环向刚度对径向刚度的贡献;内衬墙作用类似于环形支撑,对地下连续墙受力及变形是有利的;地下连续墙水平位移实测值最接近于侧压力系数1.0的轴对称有限元分析结果;地下连续墙环向应力和弯矩实测值位于按规范水土分算与侧压力系数1.0的轴对称有限元计算结果之间。     

能源地下连续墙的热力学行为模型试验研究

鉴于目前国内外针对能源地下连续墙的热力学行为的研究较少，开展了能源地下连续墙的室内模型试验研究。为了 研究不同换热工况以及约束条件对墙体以及墙土接触面热力学行为的影响，设计了三组对照试验。通过对试验过程中读取 的温度、应力、应变数据进行分析，探索了地下连续墙在换热过程中的温度场、墙体内的垂向应变以及接触面法向应力的 变化规律。对比研究了不同工况下墙内轴向应变以及墙土接触面法向应力数据的差异性，揭示了温升变化和约束变化对这 些参数的影响机制以及重要程度。     

地下连续墙在深厚覆盖层地基处理中的适宜性研究

西南山区河谷广泛分布有深厚覆盖层,它们不但制约水电坝址的选择,同时也给水工建筑的设计和基础处理带来困难,传统沉井方法在深厚覆盖层地基处理中的问题日渐突出.本文从地下连续墙结构构成、受力、施工技术等角度对地下连续墙方案进行了综合研究,在地基岩土体工程地质条件清楚认识的基础上,充分考虑了地下连续墙受力特征,采用三维有限元方法,分析了坝体整体结构及地下连续墙复合挡土墙体系在各种工况下的受力变形特点.结果表明,地下连续墙结构充分调动了墙体和土体的相互作用效应,连续墙体的受力状况可满足建筑物的安全要求,是深厚覆盖层中地基处理的一种有效方法.地下连续墙的变形和内力受到剪力墙的接头形式和接触面强度的控制,在施工过程必须进行有效的控制.     

冻结粉质粘土中锥形桩弹性阶段挤扩效应的研究

20世纪70年代, 在原苏联的乌克兰地区, 用锥形桩作基础建造了大量的多层或高层住宅, 取得了显著的经济效益. 我国的科技人员于20世纪80年代初期也开始了这方面的研究, 并于河北省的保定地区进行了试点工作. 但在冻土中采用锥形桩作基础, 迄今为止还未有报道. 通过对冻结条件下粉质粘土中锥形桩在竖向荷载作用下弹性阶段挤扩效应的分析, 根据厚壁圆筒受均匀内压时的弹性理论解答, 计算出了冻结条件下粉质粘土中锥形桩侧表面在弹性阶段末期的挤扩应力值, 并根据锥形桩模型在竖向快速加荷条件下的试验资料, 验证了公式的正确性, 结果令人满意.     

基于Melan解的地下连续墙结构分析方法

针对深基坑支护的多支撑地下连续墙结构,考虑分步开挖和支撑对墙体的内力和位移以及支撑反力的影响,提出以弹性地基梁为基础的矩阵位移法。在求解矩阵位移法的过程中,确定土体的水平基床系数成为分析地下连续墙变形和内力的关键。Melan给出半无限大弹性空间内部线性荷载作用下的应力和位移解,在Melan解的基础上,通过对其应力解进行积分处理,并结合平面应变问题的物理方程和几何方程,得到条形荷载作用下的位移解,进而得到水平基床系数。将Melan解的矩阵位移法运用到工程实例中,并将实测结果与计算结果进行比较,验证了其可行性和正确性,可为同类工程结构设计提供理论基础。     

地下连续墙施工技术

地下连续墙是一种科学先进的施工方法。由于地下连续墙既可用作地下工程的防渗挡土结构墙,又可用作建筑物的承重基础墙,所以已成为地下工程的一种基本的选择方案。根据８个地下连续墙工程项目的施工经验,叙述地下连续墙的导墙、成槽、钢筋混凝土灌注、泥浆处理等施工工艺,并列举了３个工程实例。     

新型低弹模混凝土性能研究

聚丙烯纤维低弹模混凝土以其优良的工作性能和力学性能成为近年来我国水利工程大坝防渗墙采用的主要材料之一.在室内试验的基础上,对聚丙烯低弹模混凝土的强度、塌落度特性进行了研究;开发了一套混凝土耐久性渗透水采集仪,对聚丙烯低弹模混凝土的渗透性和耐久性进行了研究,试验结果表明：与传统低弹模混凝土相比,聚丙烯低弹模混凝土的抗压、弹模变化不大,抗拉强度有提高,抗渗性能明显改善,渗透系数降低了一个数量级左右,耐久性年限可以进一步提高,研究结果为聚丙烯低弹模混凝土大坝防渗墙的工程应用提供了技术支撑.     

定向渗流诱导的非均质冻结壁力学特性分析北大核心CSCD

为了合理分析定向渗流诱导的非均质冻结壁的力学特性,将冻结壁最迟交圈的位置视为“危险截面”,通过分段等效的方法结合温度特征点的分布规律,得出该截面的温度曲线表达式;根据冻土力学参数与冻结温度的线性关系,将冻结壁视为随温度函数变化的非均质材料;分别基于M-C准则、D-P准则、广义Tresca准则及双剪强度准则,推导得出定向渗流诱导的非均质冻结壁应力计算公式。基于该公式,结合实际冻结方案的设计参数对冻结壁的力学特性进行计算分析。计算结果表明:冻结壁的承载力随着水流速度的增大而减小,当水流速度为5m·d时,基于M-C、D-P、广义Tresca、双剪强度准则计算得出的弹性极限承载力以及塑性极限承载力分别为2.480、2.462、2.741、3.202以及4.349、4.318、4.561、5.779;当地下水流速增加至10m·d时,对应的弹性极限承载力以及塑性极限承载力降低至2.087、2.085、2.203、2.784以及3.700、3.707、3.908、4.939。冻结壁的径向应力随着相对半径r的增大而增大,而环向应力的分布具有明显的区域差异性;在弹性极限状态下,冻结壁的环向应力的最大值出现在靠近冻结壁中间的位置;在塑性极限状态下,冻结壁的环向应力的最大值出现在冻结壁的分区界线(r=1.685)处。     

用传播梁调整地基应力的工程实践

畅通过传播梁与承重墙体或柱体之间产生的摩阻力，将承重墙体或柱体承受的部分或全部荷载传递出去，从而调整承重墙基或柱基下的地基应力达到设计要求。本文分析了两个危房工程的加固效果。实践表明：该方法不但切实可行而且比其它托换技术有独特的优点。     

基于土体渗透系数变化的管片荷载流-固耦合解析

土体在承载过程中渗透系数会发生变化,因此,在渗流作用下计算管片荷载需考虑土体渗透系数的变化。首先,根据土体渗透系数试验结果,给出了简化的分段孔隙比-渗透系数关系曲线。然后,建立了管片和土体的流-固耦合分析模型,包括渗流模型和力学模型;力学模型中土体分为弹性区和塑性区,其中弹性区根据孔隙比-渗透系数关系曲线进一步分区,从而考虑土体渗透系数变化的影响。最后,通过各分区半径取值将渗流和力学计算之间建立起联系,得到流-固耦合计算方法。计算结果为管片承载设计提供了参考。     

Free vibration of functionally graded beams resting on Winkler-Pasternak foundation

In the present study, the free vibration of functionally graded beams resting on two parameter elastic foundation was examined. The properties of the functionally graded materials were presumed to vary continuously along the thickness direction. The foundation medium was assumed to be linear, homogeneous, and isotropic, and it was modeled by the Winkler-Pasternak model with two parameters for describing the reaction of the elastic foundation on the beam. The functionally graded beam was modeled with classical beam theory. The governing equation including the effects of functionally graded material properties, Winkler-Pasternak elastic foundation was solved using separation of variables. The eigenvalues of yielding fundamental equation versus clamped-clamped, clamped-free, clamped-simply supported, and simply supported-simply supported boundary conditions were found. To corroborate the results, comparisons were carried out with available results for homogeneous and functionally graded beams. The effects of Winkler-Pasternak type elastic foundation and functionally graded material properties on the values of dimensionless frequency parameter of beams were discussed. Briefly, it was found that the dimensionless frequency parameters of beam change according to material properties, presence of elastic foundation, and boundary conditions; moreover, the separate effects of these quantities on each other are interesting.     

深基坑支护结构的实用计算方法及其应用

对深基坑支护结构的受力和变形计算提出了一套系统的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构设计、计算的关键问题,并在广州地铁和许多重大基坑工程应用中取得了较好的效果。该方法把支护结构简化为一竖放的弹性地基梁,支撑、锚杆及岩土体用弹簧系统来代替,岩土的弹簧刚度可用岩土的变形模量来计算, 针对基坑工程施工和结构的动态特点,提出了一套系统的计算方法,其中包括考虑施工过程的增量计算法、合理确定支护结构入土深度的计算法、支撑加预应力及支撑拆除的计算方法等,并应用提出的增量法,首次较完整地对国际上著名的支护土压力Terzaghi-Peck表观土压力给出了理论解释,对岩土的变形模量提出采用承载力反算的经验方法,为岩土参数的确定提供了更简便的方法。这一系列的研究成果为深基坑支护结构的设计提供了一套新颖的实用计算方法,较好地解决了基坑支护结构中的一系列设计计算难题,已在工程实践中成功应用。