螺旋板荷载试验的方法和初步应用

螺旋板荷载试验是一种原位测试方法,它是将螺旋形承载板用人力或机械设备旋入地面以下预定的深度,在地面通过传力杆向承载板施加压力,并同时测定板的沉降量,从而求得地基变形验算所需要的一些参数及力学强度指标.     

珊瑚礁地基工程特性现场试验研究EI北大核心CSCD

珊瑚礁不同地貌带有着不同的工程地质特征和力学特性。为探究珊瑚礁地基的工程力学特性及其发育规律,在西沙永兴岛不同地貌单元开展了浅层平板载荷试验、深层螺旋板载荷试验、压实度测试以及回弹模量试验,获取了珊瑚礁不同地貌的地基承载力、变形模量、回弹模量等工程力学参数。试验结果表明:人工填筑的钙质土地基承载力和变形模量明显高于天然形成的礁坪相地基和沙坝地基,其承载力特征值可达320~360 k Pa,变形模量在95~200 MPa之间,且地基的沉降量很小,满足一般低层建筑物对地基承载力和变形的要求;在荷载作用下,钙质土地基的沉降是瞬时完成的,载荷试验可采用快速加载法;在地下水位以上地基承载力随着深度增大逐渐增加,但在地下水位以下承载力和变形模量明显减小。钙质土地基压实度在87%以上时回弹模量达到472~730 MPa,且回弹模量随着压实度的增大而增大。     

珊瑚礁地基工程特性现场试验研究

珊瑚礁不同地貌带有着不同的工程地质特征和力学特性。为探究珊瑚礁地基的工程力学特性及其发育规律,在西沙永兴岛不同地貌单元开展了浅层平板载荷试验、深层螺旋板载荷试验、压实度测试以及回弹模量试验,获取了珊瑚礁不同地貌的地基承载力、变形模量、回弹模量等工程力学参数。试验结果表明:人工填筑的钙质土地基承载力和变形模量明显高于天然形成的礁坪相地基和沙坝地基,其承载力特征值可达320~360 k Pa,变形模量在95~200 MPa之间,且地基的沉降量很小,满足一般低层建筑物对地基承载力和变形的要求;在荷载作用下,钙质土地基的沉降是瞬时完成的,载荷试验可采用快速加载法;在地下水位以上地基承载力随着深度增大逐渐增加,但在地下水位以下承载力和变形模量明显减小。钙质土地基压实度在87%以上时回弹模量达到472~730 MPa,且回弹模量随着压实度的增大而增大。     

分层土中静压桩单桩承载力的理论研究

根据桩－土共同作用的原则及荷载传递的规律，推导出分层土中静压桩单桩承载力的计算公式，并根据广东地区的静压桩试桩资料，对公式进行了修正。利用此公式，只需知道土的干容重γ、内聚力Ｃｐ、摩擦角ψ、压缩模量Ｅｓ及土的轴向变形系数数Ｋｖ，即可求得桩的承载力和荷载－沉隆量曲线。与实测荷载－沉降曲线对比，该公式具有良好的适应性。     

碎石类压实填土人工地基检测实例与分析

根据建筑实际荷载与变形的观测资料及地基情况，可计算碎石类压实填土人工地基的变形模量E0值。试验与计算结果对比分析表明，采用重型动力触探试验及旁压试验来确定这类人工地基的变形模量E0值是安全的。指出这类人工地基承载力标准值，可由其变形模量及拟建建筑物允许沉降量来确定。     

用双曲线切线模量方程计算地基非线性沉降

提出了一种利用原位试验成果求解非均质非线弹性地基最终沉降的新方法。对分层原状土载荷试验或螺旋板试验成果进行双曲线拟合,建立分层原状土切线模量与竖向附加应力的关系方程;在沉降计算公式中引入附加应力修正系数,以考虑基础埋深、地基非均质非线性特征等因素对应力分布的影响;利用双曲线切线模量方程及附加应力弹性解,可准确求解地基的总沉降。通过对几个压板载荷试验成果的拟合分析,得出了各土类的双曲线切线模量方程,用于求解地基在各级荷载下的沉降。计算结果表明,计算值与实测值吻合得很好。该方法原理简单、参数可靠、结果准确,为地基沉降计算开辟了一条新途径。     

高速铁路沉降控制复合桩基的性状试验研究

基于沉降控制设计理念,无砟轨道京沪高速铁路地基处理采用筏板+垫层+疏桩的方法,形成复合桩基以实现有效减少工后沉降和充分利用地基承载力的优化加固方案。为探索该新方法沉降控制机制,选用CFG桩开展了复合桩基现场试验研究,对复合桩基在高速铁路路基填筑、静置、预压卸载过程中的地基沉降变形、桩和桩间土土压力、筏板顶与底部压力进行了长期观测,分析了路基沉降变形、桩-土应力比和荷载分担比以及筏板的受力随填筑高度和固结时间的变化规律。研究表明：筏板＋垫层＋疏桩联合加固地基方案在初期充分发挥了桩间土承载作用,导致桩与桩间土产生差异沉降;随着垫层的调节作用,筏板可集中发挥桩体的承载能力及显著提高桩顶应力集中程度,地基土沉降主要发生在加固区范围内,从而揭示了复合桩基在路基荷载下的承载机制和变形特性。现场试验结果可为指导高速铁路CFG桩复合桩基设计参数的进一步优化提供试验依据。     

螺旋板载荷试验及其应用

地基土的变形模量(或压缩模量)、固结系数、不排水抗剪强度(或排水强度)是计算地基变形和验算地基强度所需要的重要参数。本文报导在上海的二个场地,用螺旋板载荷试验求砂性土的压缩模量、固结系数;粘性土的不排水抗剪强度、变形模量的成果资料和分析讨论。     

往复荷载下层状地基柔性筏板-群桩共同作用分析

提出一种层状地基中柔性筏板-群桩共同作用分析方法,探讨筏板刚度对桩筏基础沉降的影响,并成功预测了往复荷载下桩筏基础的长期沉降。筏板刚度采用Mindlin板理论的有限单元法分析;桩-土体系的刚度矩阵中,桩顶面-桩顶面、桩顶面-土表面以及土表面-土表面的相互作用分析采用层状剪切位移法借助层状地基的Burmister位移解求得。基于层状地基中柔性筏板-群桩的沉降计算方法以及往复荷载下土体压缩模量的衰减特性得到了桩筏基础的长期沉降预测方法。与已有文献方法和离心模型试验结果的对比分析表明,柔性筏板-群桩共同作用方法得到的沉降值具有较高的精度。     

载荷试验计算两层土复合地基变形模量

两栋18层住宅楼建在天然地基中有淤泥的土层上,地基采用振冲法处理。通过对两栋楼地基的载荷试验与沉降观测曲线的比对．发现对筏板基础依据载荷试验曲线初段的压缩模量不能真实反映复合地基的压缩性,建筑物的总沉降量与载荷试验曲线的后半段相关。根据载荷试验曲线计算压板影响范围内两层复合地基土变形模量．据此参数计算建筑物的沉降量与根据实际沉降观测结果推算值较为接近．克服了现有的根据载荷试验只能获得一层土变形模量的缺陷。     

基于载荷试验的土体回弹再压缩变形规律及计算方法

载荷试验成果多用于判断土的变形特性和求得土的变形模量、极限荷载等数据。借助卸荷比、回弹比率、再加荷比、再压缩比率等参数对载荷试验成果中的卸荷及再压缩段的变形特征进行分析,发现其发展变化规律与由固结压缩试验得到的规律一致,载荷试验的特点又恰好弥补了固结压缩试验的一些不足,将其成果应用于回弹再压缩变形的计算中是一种有益的探索性研究。结合工程实例,在固结压缩试验数据处理方法的基础上进行合理改进,将载荷试验成果应用于基坑开挖回弹变形与再压缩沉降的计算,计算结果与原有方法的计算结果、工程实测数据对比分析,验证了该种方法的有效性。现有载荷试验数据也有着明显的不足之处,结合变形计算需要,对载荷试验的试验方法提出了改进性意见,为进一步的研究指出了方向。     

路堤荷载下柔性桩复合地基沉降实用计算方法

根据等应变假设得到的复合地基加固区复合模量计算公式与实际路堤荷载下柔性桩桩土间的非等应变事实不符,因此,路堤荷载下复合模量法计算的沉降量多小于实测值。通过二维有限元方法分析了路堤荷载下复合地基变形特性。采用分层总和法反算加固区复合模量,提出了复合模量计算修正方法;并通过参数分析得到了各主要影响因素对复合地基加固区变形特性的影响;对比桩体设置前后下卧层变形差异,对下卧层沉降计算方法进行修正。由此建立了有限元方法与工程实用的分层总和法之间的联系,将有限元方法实用化,分别得到了路堤荷载下柔性桩复合地基加固区和下卧层的沉降实用计算方法。实例计算证明了所推荐方法的有效性。     

季节冻融条件下新型筏板地基承载特性的模型试验研究及数值分析

岛状冻土地区地基经历季节冻融后土体强度急剧降低,道路上易产生不均匀沉降现象,本文提出了新型筏板结构用于岛状冻土地区道路。为了研究岛状冻土地区新型筏板地基的承载特性,本文通过对室内新型筏板地基模型进行冻融,采用分级加载试验和数值模拟方法,分析了新型筏板地基的承载特性,及冻胀融沉对地基模型的沉降特性、内部应力分布及筏板应变分布规律的影响。结果表明,新型筏板的承载作用极大地缓解了地基变形量,且整体上减小了一定深度范围内的地基应力,由此说明筏板是作为地基“加固结构”的形式存在;筏板较大的刚度使承受荷载向外围传递,降低了筏板中心位置处地基反力;新型筏板应变呈中间大两边小的U型分布,且纵向应变高于横向应变,说明变形更多地沿筏板纵向传递;冻融对土体结构产生严重破坏,导致地基沉降大幅增加;筏板-土体系统作为荷载的主要载体,当土体强度衰减时,筏板应变随之增大;冻融循环造成地基一定深度范围内应力的增加,与冻融循环作用深度范围一致,且随着荷载水平的增加影响程度愈加显著。此外,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性,本文数值模拟方法可用于分析新型筏板地基受力特征。     

考虑桩端刺入沉降的桩土自平衡式复合地基设计

复合地基的本质是增强体与地基土通过变形协调共同承担上覆荷载。褥垫层的设置起到了协调桩土变形的作用,但褥垫层工作性状及变形特性尚不明确,其厚度设计仍然参考规范依靠经验判断,往往不能充分发挥地基土的承载作用。目前复合地基设计通常采用褥垫层调节桩土变形,而忽略了桩端刺入沉降协调桩土变形来发挥地基土的承载作用,为了利用桩端刺入沉降协调桩土变形,充分发挥桩间土承载的作用,减薄褥垫层或不设褥垫层并减小设计桩长,以期降低地基处理费用,实现桩土共同承担荷载的目的,建立了通过控制桩端刺入沉降协调桩土变形的自平衡式复合地基设计方法。通过与褥垫层方法对比以及工程实例计算,结果表明,该方法可更好地发挥桩土承载作用,为复合地基优化设计提供参考。     

压缩模量的错误和弦线模量的改正

压缩模量(Es)计算沉降量的不确定性很大。弦线模量(Ech)不用力学试验，根据土的物理指标取值：一般粘性土用孔隙比、含水率，软土类土用孔隙比，计算结果用液限修正。Ech用的是土的常规指标，所以和E的计算可以一一对比。对比结果显示，Es和附加压力的关系是错误的，Ech改正以后，计算准确性有大幅度的提高，并解决了黄土湿陷变形的计算问题。     

基于柔性承载板载荷试验的土抗剪强度参数反演研究

传统的刚性承载板载荷试验(PLT)主要确定地基的承载力,不能用来反演土的抗剪强度参数c、 。通过刚性承载板下加装气囊,研制出一种适用于载荷试验的柔性承载板,两个电感式位移传感器分别布置于板内边缘处,用于测量该处气囊厚度变化量 。用柔性承载板开展载荷试验时板底压力P均匀分布,同时在柔性承载板一侧采用柔性水压板施加恒定的均匀地表荷载,根据两条 曲线变化规律得出2个临塑荷载,将临塑荷载与地表荷载值代入理论公式反演出c、 。分别采用黏性土和干砂开展室内载荷试验,证明了该反演方法的可行性,通过分析认为该反演方法具有适用性和先进性。     

基于Eshelby等效夹杂原理的地基沉降分层总和分析方法探讨

本文针对地基土变形模量变化影响地基沉降分析的问题。首先,从细观力学机理入手,引入本征应变的概念并利用Eshelby等效夹杂原理,研究土体细观结构与宏观性能之间的关系,建立了土体变形模量、土颗粒骨架变形模量与土孔隙率之间的关系模型。随后,针对地基变形的非线性特征,引进分级加载思想,建立了在初始地应力和附加应力作用下的地基土变形模量以及孔隙率的递推变化关系模型。然后,引进分层总和和分级加载思想以及增量广义虎克定律,建立了能反映地基土变形模量变化影响的地基沉降计算方法。该方法充分体现了地基沉降变形的非线性特征,不仅能反映变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基沉降分析须采用地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线。最后,通过工程实例计算,并与现有同类方法进行比较分析,表明了本文方法的合理性与优越性。     

基于原位试验成果的地基非线性沉降分析

提出了利用小尺寸载荷试验（PLT）及标准贯入试验（SPT）成果准确求解地基非线性沉降的新方法。首先利用压板载荷试验成果经过双曲线拟合,确定出某一土层地基土的修正切线模量;然后根据不同深度的SPT标贯击数按照线性相关关系,确定该土层不同深度各分层土的修正切线模量;最后依据分层总和法求解地基或基础的非线性沉降。该方法的特点是能进行加载至极限状态的全过程非线性沉降分析,而计算原理简单,计算参数全部来自现场原位测试,附加应力依据压板试验成果进行自动修正。分析广东某大型油罐地基及某高层建筑筏板基础的沉降结果表明,该方法计算结果准确可靠,能满足以沉降控制为目标的地基基础工程设计要求。     

天然椰壳纤维加固红黏土地基模型试验

由于造价低、抗震性能好、施工简便等优点,加筋法成为一种常见的地基加固方法,天然环保的加筋材料选取是地基加固方法面临的难题之一。采用天然椰壳纤维对红黏土地基进行加固,通过载荷试验研究椰壳纤维加筋深度对红黏土地基承载变形能力的影响,并分析了土压力沿深度的分布规律。结果表明:随着加筋深度的增加,承载比均有较为明显的增大,但随着沉降量与基础宽度的比值从0.1增加到0.6,承载比大体上表现为先减小后稳定的趋势,且加筋深度越大,减小的幅度也越大。加筋深度为2 cm时,不同深度处的土压力均明显小于所施加荷载。加筋深度为4 cm时,埋深5 cm处土压力/荷载稳定在约0.6,其他深度处的土压力/荷载在荷载/最大荷载达到0.3时趋于稳定。加筋深度为6 cm时,埋深5 cm处土压力与荷载基本接近,其他深度处的土压力/荷载基本稳定,但均明显小于施加的荷载。由于应力集中,靠近加筋范围或在加筋范围内的土压力与所施加的荷载大小接近,远离加筋范围的土压力明显减小,当土压力计埋置深度达到2倍基础宽度左右时,土压力/荷载基本不变,说明荷载主要影响范围约为基础宽度的2倍。研究成果为地基加固的材料选择和海南地区地基加固提供参考。      

基于多孔介质理论的地基土变形模量估算方法

土的变形模量是基础沉降弹性分析理论所必需的基本参数,而目前我国的岩土工程勘察报告一般并不提供土的变形模量。通过对前人研究结果的总结分析,基于多孔介质理论,并考虑土的泊松比、孔隙比及土体扰动等影响因素,笔者提出了一种根据土的压缩模量估算变形模量的方法,对于应用弹性理论计算基础沉降和充分利用已有研究资料都具有实际的意义。