饱和砂土不排水单调剪切特性试验研究——考虑剪切过程中变化的总主应力方向的影响

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对相对密度Dr=30％的福建标准砂,进行了不排水条件下的单调剪切试验。在剪切过程中,控制平均固结应力和中主应力系数保持不变,而总主应力方向不固定。与剪切过程中总主应力方向固定不变条件下的单调剪切试验进行了对比分析。试验研究表明,当饱和砂土试样具有水平沉积面时,初始固结主应力方向与剪切方向的不同组合,导致单调剪切过程中总的主应力方向的不断变化,从而显著地影响着饱和砂土不排水单调剪切特性。总的主应力方向是影响饱和砂土不排水单调剪切特性的最根本原因。     

水泥土搅拌桩复合地基震动性能时程分析

采用大型通用有限元程序ADINA,针对一例水泥土搅拌桩复合地基-基础-上部结构典型算例,建立了数学模型,并进行了有限元动力时程分析。计算模型中将水泥土搅拌桩和桩间土作为整体参与计算,复合土体和土体采用线性黏弹性动力本构模型,上部结构和基础采用线弹性本构模型,通过在边界设置阻尼器来模拟无限域中的动力人工边界。通过数值计算研究了复合土体模量、土体模量和加固深度对加固区和非加固区位移峰值、速度峰值和加速度峰值的影响,从而为水泥土搅拌桩复合地基抗震加固设计提供参考依据。     

Study on Failure Mechanism and Bearing Capacity of Three-Dimensional Rectangular Footing Subjected to Combined Loading

This paper presents two kinematic failure mechanisms of threc-dimensional rectangular footing resting on homogeneous undrained clay foundation under uniaxial vertical loading and uniaxial moment loading. The failure mechanism under vertical loading comprises a plane strain Prandti-type mechanism over the central part of the longer side, and the size of the mechanism gradually reduces at the ends of the longer side and over the shorter side as the corner of rectangular footing is being approached where the direction of soil motion remains normal to each corresponding side respectively. The failure mechanism under moment loading comprises a plane strain scoop sliding mechanism over the central part of the longer side, and the radius of scoop sliding mechanism increases linearly at the ends of the longer side. On the basis of the kinematic failure mechanisms mentioned above, the vertical ultimate bearing capacity and the ultimate bearing capacity against moment or moment ultimate bearing capacity are obtained by use of upper bound limit analysis theory. At the same time, numerical analysis results, Skempton＇ s results and Salgado et al. ＇s results are compared with this upper bound solution. It shows that the presented failure mechanisms and plastic limit analysis predictions are validated. In order to investigate the behaviors of undrained clay foundation beneath the rectangular footing subjected to the combined loadings, numerical analysis is adopted by virtue of the general-purpose FEM software ABAQUS, where the clay is assumed to obey the Mohr-Coulomb yielding criterion. The failure envelope and the ultimate bearing capacity are achieved by the numerical analysis results with the varying aspect ratios from length L to breadth B of the rectangular footing. The failure mechanisms of rectangular footing which are subjected to the combined vertical loading V and horizontal loading H （Vertical loading V and moment loading M, and horizontal loading H and moment loading M respectively are observed in the finite e     

力矩与水平荷载联合作用下裙板式基础破坏包络面研究

联合采用swipe加载模式、固定位移比与固定荷载比加载模式,对于裙板式浅基础在水平荷载与力矩荷载的复合加载条件下的承载性能进行比较系统的平面应变有限元分析,主要探讨了裙板式基础埋深、地基土不排水强度的非均质性对于基础破坏包络面的影响,揭示了地基在水平和力矩荷载的不同组合条件下的失稳破坏机制。同时,对于两种swipe加载模式的有效性进行了比较。计算结果表明：对于非均质土,当裙板式基础埋深与宽度之比大于0.3时,破坏包络面产生正方向倾斜;当埋深与宽度之比小于0.3时,基础的破坏包络面出现负方向倾斜。而在均质土中,基础的破坏包络面没有出现负方向倾斜。     

广义Biot固结方程隐-隐式解法的推广及应用

无条件稳定的隐－隐式交叉迭代法是求解u-p形式的广义Biot理论有限元列式的一种高效数值方法，在此基础上提出了能够考虑孔隙流体加速度的新解法，扩展了隐－隐式解法的适用范围。将广义Biot理论两种u-p形式的有限元列式作了统一表达，进而采用逐步积分法求解时域内的动力迭代方程。静力Biot理论描述的边值问题可视为其特例。通过波浪作用下弹性海床的动力反应分析，验证了所发展的数值解法的有效性。计算结果表明，土骨架和孔隙流体的加速度对海床动力反应的影响很小。     

考虑流变与固结效应的桩筏基础-地基共同作用分析

土的流变性与地基固结的综合作用,导致了上部结构与地基变形的时效性,并呈现出明显的非线性,对桩筏基础与地基共同作用的工作机理及其工作性能产生重要影响。为此,采用弹黏塑性流变模型考虑土的流变特性,通过有限元方法数值求解Biot耦合固结方程,对桩筏基础与地基共同作用的时间效应问题进行了非线性数值分析。通过算例计算,对加载后桩筏基础荷载分配和沉降特性及下覆土层中孔隙水压力的扩散和消散规律进行了探讨。研究表明,地基孔隙水压力的增长和消散不仅具有Mandel-Cryer效应,而且依赖于土的流变变形,尤其在排水条件较差时更为明显。因此,在分析桩筏基础内力变形的时效性时必须考虑土的流变性与地基的固结作用的联合效应。     

中主应力对砂土抗剪强度影响的分析

土的抗剪强度参数一般通过三轴压缩试验确定。而三轴压缩试验中土的应力状态是轴对称的,这往往与实际工程中土体的受力情况不相同。因此,探讨一般应力条件下与三轴应力条件下强度指标之间的相互关系是至关重要的。基于砂土的空间滑动面强度准则即SMP准则,针对不同中主应力系数,通过数值分析探讨了中主应力系数对砂土抗剪强度指标的影响。分析结果表明,中主应力对土的抗剪强度指标具有显著的影响,一般地在平面应变条件下这种影响最大。     

《建筑地基基础设计规范》承载力的确定方法研究

《建筑地基基础设计规范》GBJ7－89中给出了根据土的物理、力学指标查表确定承载力的方法,该方法在将实验获得的基本物理力学数据回归分析的基础上,由承载力基本值计算得到承载力标准值,但实际计算中,由于取值位数不同,会得出不同的解答,甚至出现无解的状况。研究发现其根本原因是回归分析中均方差计算公式不合适。通过采用《港口工程地基规范》推荐的均方差计算公式计算表明,该公式较合理,建议《建筑地基基础设计规范》在修订时加以修正。     

土工格栅加筋路堤边坡设计方法分析

简单介绍了<公路土工合成材料应用技术规范>(JTJ/T 019-98)中关于路堤边坡的等间距或分区等间距加筋设计方案,然后编写了程序,计算边坡在分层填筑时的安全性能,通过反复迭代计算可得出满足安全系数要求的最佳土工格栅铺设间距.最后对工程实例采用该程序进行了计算,结果表明土工格栅的最佳铺设间距不是等间距,而应尽量采用"顶疏底密"的布置方式.