利用抗剪强度计算地基承载力特征值方法探讨

利用不同地层情况的计算实例,分别采用抗剪强度指标厚度加权平均法和附加应力面积法对地基承载力特征值进行计算,对计算结果进行分析,对不同的计算方法的理论原理进行了剖析,提出利用附加应力系数法计算抗剪强度指标标准值的结论。同时提出抗剪强度指标应采用不固结不排水剪指标,当持力层为粉土时应对其抗剪强度指标进行75%的折减的方法和建议。为合理利用抗剪强度指标计算地基承载力特征值提供了有益的参考。     

深厚软土地区基坑墙底抗隆起稳定性Prandlt计算式的讨论

深厚软土地区采用Prandlt公式计算基坑抗隆起稳定性常常不满足规范要求,给基坑支护设计带来较大困惑。本文在分析基坑开挖与Prandlt公式计算地基极限承载力的力学边界条件差异的基础上,指出采用Prandlt计算式、临界宽度法和计入基坑内侧土体抗剪强度等改进计算方法的不足,提出同时考虑基坑支护体内外两侧土体抗剪作用的改进计算公式。通过对4个计算公式各参数的敏感度分析,发现内摩擦角是影响基坑墙底抗隆起稳定性的首要因素,基坑挖深和支护体插入深度是主要影响因素,土体黏聚力是次要影响因素,土体重度的影响可以忽略。软土内摩擦角较小,在基坑挖深一定的条件下,只有通过加大支护体插入深度才能保证基坑墙底抗隆起稳定性,因此,考虑基坑支护体内外两侧土体抗剪强度的有利作用可合理优化基坑支护设计。本文通过工程实例研究,验证了计入基坑支护体内外两侧土体抗剪强度作用的合理性;同时,根据浙江软土地区多项工程墙底抗隆起稳定安全系数计算结果的统计分析,指出目前规范取值标准偏高,在软土地区不尽合理,建议在积累工程经验的基础上,适当降低规范计算方法的标准限值。     

基于不同初始含水量的软粘土抗剪强度的试验研究

基坑开挖采取的降水措施会引起土体内部含水量的变化，进而影响其抗剪强度参数的变化，文章结合试验结果分析了含水量因素对土的强度影响，并提出粘聚力及内摩擦角的具体计算公式，对于边坡稳定以及地基承载力计算具有一定实践意义。     

珠海鹤嘴-牛婆湾软土抗剪强度指标与承载力的确定

珠海淇澳岛鹤嘴-牛婆湾软土为灰黑色淤泥(局部为淤泥质土),厚度14.40～33.50 m,具有含水量高、孔隙比高、透水性较强、压缩性高和力学强度低等特征.其抗剪强度指标,用不同方法测试的结果存在差异,设计时应有针对性地选择指标,必要时还应对指标进行综合分析后再取值.土层的承载力,用含水量指标查算、理论计算及其他公式(太沙基公式、斯凯普顿公式、汉森公式等)计算,结果也不尽相同,最好是采用理论计算与地区经验相结合的综合分析方法来确定.据计算、对比和综合分析,用于珠海淇澳岛鹤嘴-牛婆湾软土地基承载力计算的抗剪强度综合性指标,=14.4°、ck=9.8 kPa;软土地基承载力标准值(fk)为50 kPa.     

软土基坑土压力计算抗剪强度参数的分析

根据上海某软土工程试验资料,对比分析了不同试验方法抗剪强度指标计算基坑土压力的变化。参考国家标准、行业标准和地方规范,同时结合实际工程经验和地方经验,论证了不同试验方法抗剪强度指标的适用性。建议在基坑支护结构设计中土压力计算应采用固结不排水强度指标,当有可靠工程经验时,也可采用直剪固快强度指标。     

关于地基承载力的探讨

以土质地基为研究对象 ,结合载荷试验 p s曲线 ,应用土体的极限平衡理论 ,对地基土的变形性状、地基土承载力以及承载力修正等问题进行了分析。分析结果显示 :地基土承载力不单是地基土抗剪强度指标的函数 ,同时还与作用其上的基础埋深及基础宽度等因素密切相关。进行地基基础设计时 ,应根据实际的基础埋深与宽度对勘察资料中的地基土承载力进行修正 ,并提出了有关承载力修正的建议     

土的抗剪强度指标对地基承载力影响的理论分析

拟合了《建筑地基基础设计规范》中承载力系数的计算公式,据此定量分析了土的抗剪强度指标对地基承载力计算结果的影响程度,并以实例说明了工程实践中正确选用试验方法和试验类型的重要性。     

斜坡碎石土地基水平抗力系数研究

现有水平受荷桩地基水平抗力系数的比例系数m值取值通常是基于天然地基的水平面假设,而对斜坡地基情况下,m值取值至今没有相应的规范或者经验可循。为了研究碎石土地基斜坡上地基水平抗力系数的比例系数m值的取值,通过室内水平静载试验研究斜坡碎石土地基桩基水平承载特性,探讨m值随斜坡坡度的变化情况,提出了基于水平碎石土地基m值来确定不同斜坡坡度碎石土地基m值的修正公式和相应的取值范围,并通过现场试验进行了验证,为山区工程建设时m值的取值提供一定的参考。研究结果表明:斜坡碎石土地基m值取值范围为23~65 MN/m4,并且m值随着坡度的增大而减小。     

地基承载力的双控确定方法

分析了目前规范确定承载力的方法,认为其不足之处是没有对应明确的安全系数和沉降变形值,实际应用中存在硬土或低压缩性地基的承载力偏保守,而软土或高压缩性地基以及大尺寸基础的承载力会因沉降变形过大而存在风险。建议地基的承载力应由岩土的强度参数和变形参数对具体的基础进行地基的强度和变形计算,按强度和变形双控的原则确定其最大地基承载力,可以获得地基承载力明确的安全系数和沉降值,获得更为科学合理的地基承载力,能更充分地利用地基的承载力进行地基设计,同时安全也更具有保障性,有较好的工程应用价值。建议现场压板载荷试验用于反算地基土的强度和变形参数,而不是用于直接确定承载力,现场压板试验没有进行到极限状态时建议用最大试验载荷值确定土的强度参数,土的变形参数则对试验曲线采用双曲线拟合确定。文中还建议了简易的双控确定方法,便于应用,通过案例对方法予以说明。     

土钉支护基坑抗隆起稳定性计算方法研究

以基坑隆起破坏的根本原因是地基承载力不足为前提,运用Terzaghi地基极限承载力理论,推导了土钉支护条件下基坑抗隆起稳定性的计算方法。采用地基土单侧滑动失稳破坏假设,同时考虑了单侧滑动体上竖向抗剪力对抵抗基坑隆起所起的作用。通过基本算例,对影响基坑抗隆起稳定性的参数进行了讨论,并得出了各抗隆起安全系数与各因素之间的部分变化规律。与现有的基坑抗隆起稳定性计算方法对比分析表明,所建议的方法在实际工程应用中是可行的。     

复杂环境基坑支护方案的综合设计

城市建筑基坑附近工程地质环境大都比较复杂,施工空间狭小。采用一般支护方法如桩锚结构,由于受基坑附近建筑物地基中桩体的影响而无法施工;对于基坑边坡土层抗剪强度较低,支护桩嵌入长度较长的,施工难度就更大。本文结合邢台市东部某场地实际案例进行综合设计,采用双排桩+桩中间设置止水帷幕+地基加固,进行基坑支护。双排桩可以提高边坡刚度,桩中间设置止水帷幕可以节约施工空间,有利于解决施工空间的限制问题,可提高地基的抗剪强度,缩短支护桩长度。     

考虑基岩层面影响的水平受荷嵌岩桩模型试验研究

西南地区常见碎石土-基岩斜坡地基,在此类地基上的嵌岩桩基础,其上覆土层、嵌固段基岩多为倾斜。然而岩石试样中结构面倾角改变时,岩石试样的强度也随之发生变化。故当嵌固段基岩存在层面且层面具有倾角时,往往对桩基的水平承载特性影响很大,所以基岩层面是影响嵌岩桩水平承载性能的主要因素之一。本文采用物理模型试验,通过改变嵌固段基岩层面倾角,得出嵌固段基岩不同层面倾角对于桩顶位移,桩身内力的发展规律,进而研究其对水平受荷嵌岩桩承载性能的影响。试验结果表明:在碎石土-层状基岩斜坡地基场地中,嵌固段基岩存在层面会降低嵌岩桩水平承载性能。相对于完整基岩,嵌固段层状基岩存在水平层面时,临界荷载下降了17%、最大弯矩值下降了23%、最大剪力值下降了37.5%;而嵌固段基层层面为倾斜时,嵌岩桩水平承载性能下降的更多,且层面倾角为逆向30°时比顺向30°更加不利于嵌岩桩的水平受荷;桩身最大弯矩点与最大剪力点位置随嵌固段层状基岩倾角变化影响比较小,最大弯矩点位置几乎没有变化,最大剪力点位置在嵌固段基岩层面为顺向30°与逆向30°时下降了1倍桩径。该项研究可为在不同层面倾角下的层状岩体斜坡地基上受水平荷载的嵌岩桩设计作一定的指导。     

Bearing Capacity of a Model Scale Footing on Crude Oil-Contaminated Sand

Onshore and offshore oil spills contaminate soil. In addition to environmental concerns for ground water pollution and other possible effects, the geotechnical properties of the contaminated soil such as the shear strength and the hydraulic conductivity are also altered. This note is a report of research in progress to evaluate the variation of the shear strength of a sand contaminated by a crude oil and thus the ultimate bearing capacity of shallow foundations. The limited results of the tests reported here relate to only one type of sand and one crude oil. The oil content was varied from zero to 4.2%. Results of direct shear tests for determining the soil friction angle are given. Along with these, laboratory model test results for the ultimate bearing capacity of a surface strip foundation supported by crude oil-contaminated sand are also presented. Based on these test results, the effect of oil contamination in drastically reducing the bearing capacity is discussed.     

Shear deformation and strength of the interphase between the soil–rock mixture and the benched bedrock slope surface

A series of benched excavations were typically carried out on the bedrock slope surface to improve the stability of the soil–rock mixture (S–RM) fill slope. It is difficult to devise an in situ, large-scale direct shear test for the interphase between the S–RM fill and the benched bedrock slope surface. This study introduced a comprehensive approach to investigate the shear deformation and strength of the interphase. First the soil–rock distribution characteristics were analyzed by test pitting, image analysis, and sieve test. Then the PFC2D random structure models with different rock block size distributions were built, and large-scale numerical shear tests for the interphase were performed after calibrating model parameters through laboratory tests. The stress evolution, damage evolution and failure, deformation localization (based on a principle proposed in this paper), rotation of rock blocks, and shear strength were systematically investigated. It was found that as the rock block proportion and rock block size (rock block proportion of 50 %) increase, the fluctuations of the post-peak shear stress–displacement curves of the interphase become more obvious, and the shear band/localized failure path network becomes wider. Generally, smaller rock blocks are of greater rotation angles in the shear band. The peak shear stress and internal friction angle of the interphase increase, while the cohesion decreases with growth of the rock block proportion. However, all these three parameters increase as the rock block size (rock block proportion of 50 %) increases.     

坡顶加载时黏性土坡土钉加固前后的离心模型试验比较研究

为研究坡顶加载条件下黏性土坡的承载特性和变形规律,进行了素土坡和土钉加固土坡的加载离心模型试验。测量了土坡的承载和变形过程。通过对比两种土坡的承载特性和变性规律,土钉的加固作用体现在：限制了土坡向坡面方向的位移,使土坡的承载能力得到了明显提高;在加固土坡内形成的土钉影响区域改善了加载底板边缘处的薄弱程度;增大了土坡中上部土体的竖向压缩变形,减小了剪切变形,增强了土坡的稳定性。土坡上部土钉的加固效果随着坡顶荷载的增大而越明显;土坡中下部土与土钉的相互作用越靠近坡面越强     

Investigation of solid waste soil as road construction material

The geotechnical properties of solid waste soils for use as sub-base materials in road construction were investigated. A series of field tests and laboratory tests were performed to assess the physical and mechanical properties of the solid waste soils sampled from a landfill site, near to a riverside, which had been reclaimed over the last two decades. The tests showed that geotechnical properties are clearly affected by the magnitude of organic matter content. As the organic matter content increases, the maximum dry unit weight, the shear strength and bearing capacity of ground decrease, while the void ratio and compressibility increase. If the organic matter content is more than about 8% in solid waste soils, it is not suitable for use as a sub-base material in road construction due to the significant decrease of shear strength and bearing capacity.     

临近边坡的条形基础地基极限承载力数值分析

建筑物或构筑物基础临近边坡置放的情况在实际工程中十分普遍,但目前对于临近边坡基础的地基承载力及破坏模式尚缺乏深入研究。采用不连续布局优化（DLO）极限分析法建立数值模型,分析边坡几何尺寸、土体参数和基础位置对临坡条形基础的极限承载力和边坡破坏模式的影响,并对国内外现行规范推荐的计算方法进行评价。结果表明：极限承载力随边坡高度和边坡倾斜角的增大而减小,当坡高超过临界高度后,极限承载力将不受其影响;极限承载力随土体黏聚力和内摩擦角的增大而提高,滑动面随黏聚力的增大而变浅,随内摩擦角的增大而变深;极限承载力随基础与坡肩相对距离的增大而提高,当基础置放位置超过某临界距离后极限承载力不受边坡影响。在土体强度高、坡角较大时,《建筑地基基础设计规范》规定的临坡基础最小置放距离偏于危险,设计时仍需考虑边坡对承载力的减损作用;在土体强度较低、坡角较小时,规范规定值偏于保守。美国AASHTO规范对边坡地基极限承载力的取值在砂土边坡时较为可靠,但其仅适用于坡面破坏模式的情况;饱和黏土边坡的承载力曲线有悖于理论解,对临界距离的规定同样存在低估。     

汕头市花岗岩残积土的工程特性及路堑边坡稳定分析

花岗岩残积土在汕头市分布广泛,具有不均匀性及各向异性、扰动性、软化特性和崩解性。在天然状态下它们具有较低的压缩性、较高的承载力和较大的抗剪强度,但遇水后力学性质显著降低。花岗岩残积土的扰动性通常导致室内试验指标失真,使压缩模量低于变形模量,因此,花岗岩残积土的变形模量和地基承载力应通过原位测试(主要是标准贯入试验)来确定,并为此建立了本区花岗岩残积土地基容许承载力与标准贯入击数的对应关系。同时对汕头市花岗岩残积土路堑边坡失稳的原因进行分析并提出切实可行的防护办法。     

黏土的张拉-剪切耦合强度研究

现有的土体强度研究主要集中在土体受到压缩剪切作用,而针对单轴拉伸、拉剪耦合或多向拉伸作用的研究较少。当前土的联合强度理论仍建立在土体受压缩剪切作用的基础上,不适用于分析土的抗拉强度和拉剪耦合强度。针对饱和黏土中的拉剪联合作用,建立了饱和黏土的张拉-剪切耦合强度模型,给出了饱和黏土张拉-剪切耦合强度公式以及多向拉伸作用下的强度公式;基于已有的饱和黏土试验数据以及所做的饱和黏土室内试验数据对所建立的强度模型预测能力进行了验证,并与其他联合强度模型进行对比分析,检验了强度模型的适用性和准确性;强度模型全面、合理地描述了饱和黏土的压剪强度、张拉-剪切耦合强度及多向拉伸强度特征,为饱和黏土张拉-剪切耦合问题的解决奠定了理论基础。