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既有建筑物地下室增层开挖桩基屈曲稳定研究

岩土力学 2015年第S2期36卷 507-512页

作者：单华峰夏唐代胡军华俞峰仇浩淼浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018

既有建筑物地下室增层开挖可有效利用地下空间,是目前改善停车难问题的主要手段之一。既有建筑地下室增层开挖将改变原有桩基础的受力性状,从而可能引起原有桩基础屈曲失稳。提出一种预测地下室增层开挖既有桩基失稳的临界荷载及稳定计... 详细信息

既有建筑物地下室增层开挖可有效利用地下空间,是目前改善停车难问题的主要手段之一。既有建筑地下室增层开挖将改变原有桩基础的受力性状,从而可能引起原有桩基础屈曲失稳。提出一种预测地下室增层开挖既有桩基失稳的临界荷载及稳定计算长度的理论解法。首先,结合浙江饭店地下室增层开挖工程,简单介绍增层开挖方案。之后,通过Winkler弹性地基梁理论建立增层开挖工况下单桩基础桩-土体系总势能方程。最后,利用最小势能原理导得增层开挖工况下单桩基础屈曲失稳的临界荷载及稳定计算长度的表达式。在此基础上,研究了桩身临界荷载的影响因素。计算结果表明:随着半波数n的增加,既有桩基的临界荷载逐渐收敛;既有桩基的临界荷载随开挖深度的增大而急剧减小。分析结果可为类似地下室增层开挖工程的设计提供依据,减少开挖引起既有桩基础失稳隐患。

关键词：既有建筑物开挖屈曲稳定桩基础

盾构近距离下穿引起已建地铁隧道纵向变形理论研究

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岩土力学 2015年第S1期36卷 568-572页

作者：张琼方林存刚丁智夏唐代单华峰浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波3152113 浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015

盾构下穿会引起邻近已建隧道附加应力的变化,使已建隧道产生变形,对已建隧道的结构和运营安全造成一定的影响。基于明德林(Mindlin)解,经数值积分可以计算出盾构产生的刀盘附加推力q、盾壳摩擦力f及同步注浆附加压力p作用下所引起的已... 详细信息

盾构下穿会引起邻近已建隧道附加应力的变化,使已建隧道产生变形,对已建隧道的结构和运营安全造成一定的影响。基于明德林(Mindlin)解,经数值积分可以计算出盾构产生的刀盘附加推力q、盾壳摩擦力f及同步注浆附加压力p作用下所引起的已建隧道轴线处的附加应力。同时,利用镜像法算出在土体损失作用下已建隧道轴线处的附加应力,再将已建隧道视为温克勒(Winkler)地基梁,应用Winkler地基梁理论即可算出上述4个参数作用下已建隧道的变形,根据盾构穿越的不同工况,将上述参数作用下的变形进行叠加得到已建隧道总变形。通过杭州4号线盾构隧道下穿1号线隧道的工程实例将理论计算结果与实测结果对比分析,证明了该方法的有效性。

关键词：盾构推进参数 Mindlin解镜像法温克勒地基模型

软土地区地下室增层开挖对既有桩基沉降性状的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 1995-2000页

作者：单华峰夏唐代俞峰郑晴晴浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018

首先,通过荷载传递法建立轴向荷载作用下单桩的受力模型并得到其控制方程,然后引入桩侧软化及桩端双曲线荷载传递函数,同时给出极限侧摩阻力及极限端阻力的表达式。在此基础上,结合工程实例,通过自编的迭代程序得出单桩的p-s曲线,并与... 详细信息

首先,通过荷载传递法建立轴向荷载作用下单桩的受力模型并得到其控制方程,然后引入桩侧软化及桩端双曲线荷载传递函数,同时给出极限侧摩阻力及极限端阻力的表达式。在此基础上,结合工程实例,通过自编的迭代程序得出单桩的p-s曲线,并与已有的计算方法进行比较,验证提出计算方法的可行性。研究开挖深度对若干关键问题的影响,如桩侧极限摩阻力、桩端极限阻力及基桩承载性状。最后结合案例分析增层开挖施工前后,单桩在极限承载力及工作荷载作用下产生的沉降量。研究结果表明:不同的开挖深度对桩端极限阻力影响较小,而对桩侧极限摩阻力影响较大;随着开挖深度增加,桩顶沉降量也不断增大。该工程的增层开挖在变形控制方面安全可靠。

关键词：软土开挖既有建筑桩基沉降极限阻力

考虑群桩效应的超长群桩有效桩长计算方法研究

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考虑群桩效应的超长群桩有效桩长计算方法研究

作者：单华峰湖南大学

学位级别：硕士

随着经济的高速发展和基础施工技术的不断进步，高层、超高层及大型桥梁建设发展迅猛。由于此类大型建筑其上部结构对沉降要求严格，而超长群桩基础具有承载力高，沉降小等优点，故得到广泛应用。然而，在工程中为了增加结构的可靠度，... 详细信息

随着经济的高速发展和基础施工技术的不断进步，高层、超高层及大型桥梁建设发展迅猛。由于此类大型建筑其上部结构对沉降要求严格，而超长群桩基础具有承载力高，沉降小等优点，故得到广泛应用。然而，在工程中为了增加结构的可靠度，设计人员常常盲目增加群桩基础桩长，从而不可避免的产生浪费现象，同时也给施工带来一定的困难。实践证明超长桩存在有效桩长问题，因此如何确定超长桩的有效桩长成为设计中的关键问题。针对该问题，本文结合国家自然科学基金“超长桥梁群桩基础有效桩长试验与数值模拟研究（51278184）”及交通运输部科技示范工程项目攻关课题“深厚软土区大直径超长灌注桩设计与施工技术研究（CXKJSF0108-2）”，通过理论研究和数值模拟来分析超长群桩基础有效桩长问题，以期提出一种可全面考虑群桩效应的超长群桩基础有效桩长计算方法，并研究其影响因素。首先，本文综述了目前国内外关于竖向荷载作用下桩基础有效桩长的定义、研究现状，之后，给出了超长群桩基础有效桩长的定义。在此基础上，采用剪切位移法与荷载传递法分别考虑了桩周土体应力的横向传递及竖向传递作用，并考虑群桩基础间的遮帘效应，将群桩中桩-桩相互作用、桩-土相互作用因素导入基桩竖向荷载传递基本微分方程，从而建立了一种超长群桩基础有效桩长的计算方法，结合算例表明，该算法是合理的，同时分析了其影响因素。结果表明：桩顶轴向荷载和桩土刚度系数对群桩有效桩长的影响较大，而桩间距对群桩有效桩长的影响较小，土体泊松比对群桩基础有效桩长的影响可以忽略不计。最后，本文采用有限元分析软件ADINA建立了均质地基中超长群桩基础的三维实体弹塑性计算模型，同时给出了在有限元分析中超长群桩基础有效桩长的界定方法。在此基础上，分析探讨了超长群桩基础有效桩长的影响因素，如基桩的长径比、桩间距及土体内摩擦角、粘聚力等。结果表明：桩顶荷载、桩土刚度系数、土层的内摩擦角及土层的粘聚力对超长群桩基础有效桩长的影响较大，而桩半径、桩间距对超长群桩基础有效桩长的影响较小，土体泊松比对超长群桩基础有效桩长的影响可以忽略不计，从而为实际工程设计提供一定的理论参考。

关键词：群桩基础有效桩长 ADINA数值分析

下挖增层桩顶约束对基桩屈曲稳定临界荷载影响分析

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岩土工程学报 2017年第S2期39卷 49-52页

作者：单华峰夏唐代俞峰胡军华台州学院滨海环境与岩土工程研究所浙江台州318000 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018

以浙江饭店地下车库扩建工程为背景,假定桩顶约束不同,从而得到相应的挠曲变形函数。之后,结合Winkler弹性地基梁理论建立桩–土体系总势能方程,利用最小势能原理,导得既有建筑下挖增层改造工况下,不同桩顶约束时,桩基础的屈曲稳定临界... 详细信息

以浙江饭店地下车库扩建工程为背景,假定桩顶约束不同,从而得到相应的挠曲变形函数。之后,结合Winkler弹性地基梁理论建立桩–土体系总势能方程,利用最小势能原理,导得既有建筑下挖增层改造工况下,不同桩顶约束时,桩基础的屈曲稳定临界荷载表达式。在此基础上,分析了桩顶约束对桩基础屈曲稳定临界荷载的影响。得知:随着半波数的增加,桩基础的屈曲稳定临界荷载逐渐收敛,桩顶固定收敛速度最快,铰接次之,弹性嵌固最慢;不同的桩顶约束对桩基础屈曲稳定临界荷载比影响不同,在同一开挖深度下,桩顶固定时,临界荷载比最大,弹性嵌固次之,铰接最小;随着开挖深度的增加,桩顶固定时的临界荷载比缓慢减小,而桩顶嵌固及铰接时的临界荷载比急剧降低。

关键词：地下室增层开挖桩顶约束屈曲稳定

温度效应对珊瑚礁砂抗剪强度和颗粒破碎演化特性的影响研究

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岩石力学与工程学报 2019年第12期38卷 2535-2549页

作者：何绍衡夏唐代李玲玲丁智单华峰浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学城市学院土木工程系浙江杭州310015 台州学院滨海环境与岩土工程研究所浙江台州318000

我国南海广泛分布着珊瑚礁砂地基,在海底油气管道等众多高温基础工程的建设中需要掌握温度对珊瑚礁砂力学性质的影响。对取自南海的珊瑚礁砂进行不同温度下的固结排水三轴剪切试验,通过与石英砂试验进行对比,深入研究高温对于珊瑚礁砂... 详细信息

我国南海广泛分布着珊瑚礁砂地基,在海底油气管道等众多高温基础工程的建设中需要掌握温度对珊瑚礁砂力学性质的影响。对取自南海的珊瑚礁砂进行不同温度下的固结排水三轴剪切试验,通过与石英砂试验进行对比,深入研究高温对于珊瑚礁砂抗剪强度特性的影响机制,并分析温度效应对颗粒破碎、内摩擦角、临界状态的影响。结果表明:温度效应对于珊瑚礁砂和石英砂力学行为的影响机制显著不同,升温使石英砂孔隙水排出,土颗粒有效接触增多,从而表现出更强的抗剪强度和剪胀性;升温虽然使珊瑚礁体积压密,但升温也会使珊瑚礁砂颗粒破碎和重排列程度增加,导致其抗剪强度和剪胀性降低;存在一个温度门槛值,当温度大于该门槛值,温度升高使得珊瑚礁砂颗粒破碎和抗剪强度降低量明显增大;随温度增大,珊瑚礁砂颗粒破碎指标B_r增大,在p’-q平面的临界状态线略微向靠近p’轴的方向旋转;珊瑚礁砂的峰值和临界摩擦角与B_r存在负相关函数关系。

关键词：岩石力学珊瑚礁砂颗粒破碎温度效应抗剪强度特性临界状态

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既有建筑物地下室增层开挖群桩沉降性状研究

岩土工程学报 2015年第S1期37卷 46-50页

作者：单华峰夏唐代俞峰楼春晖软弱土与环境土工教育部重点实验室(浙江大学) 浙江杭州310058 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江理工大学建筑工程学院浙江杭州310018

既有建筑物地下室增层开挖会改变原有桩基础的沉降性状。采用双曲线模型来模拟桩侧及桩端阻力的发挥函数,并结合剪切位移法求出该模型参数。然后通过荷载传递法,建立增层开挖工况下群桩基础中基桩的控制方程。结合工程实例,利用ADINA有... 详细信息

既有建筑物地下室增层开挖会改变原有桩基础的沉降性状。采用双曲线模型来模拟桩侧及桩端阻力的发挥函数,并结合剪切位移法求出该模型参数。然后通过荷载传递法,建立增层开挖工况下群桩基础中基桩的控制方程。结合工程实例,利用ADINA有限元软件建立三维实体模型,得到群桩基础中基桩的p–s曲线,并与本文的计算方法进行对比验证。最后,研究了地下室增层开挖工况对群桩基础中基桩沉降性状的影响。分析得出,随着增层开挖深度的增大,方形布桩中心桩的桩顶沉降量在不断增加;在同一开挖深度时,角桩的沉降量最大,边桩次之,中心桩最小;不同的布桩形式对中心桩沉降性状会有一定的影响。

关键词：群桩基础开挖既有建筑基桩沉降软土

考虑时间间歇效应的地铁列车荷载下海相软土长期动力特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2019年第2期38卷 353-364页

作者：何绍衡郑晴晴夏唐代甘晓露单华峰浙江大学城市和滨海岩土研究中心浙江杭州310058 台州学院滨海环境与岩土工程研究所浙江台州318000

软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用,间歇期内软土力学特性的变化将影响其长期动力响应,但以往关于交通荷载下软土动力特性的研究大多忽视时间间歇的影响。考虑不同动应力水平、不同振动和间歇时长的耦合作用,设计一... 详细信息

软土地基在地铁运营期受到周期性振动和间歇的反复作用,间歇期内软土力学特性的变化将影响其长期动力响应,但以往关于交通荷载下软土动力特性的研究大多忽视时间间歇的影响。考虑不同动应力水平、不同振动和间歇时长的耦合作用,设计一系列不排水连续–停振循环三轴试验,采用K0固结条件,研究原状海相软土在列车非连续荷载下的长期孔压、变形特性,通过与连续振动试验对比,发现荷载间歇对软土动力特性有显著影响,由于间歇期动力特性改变,软土后续加载稳定时的最大残余孔压和应变明显降低,且孔压、应变响应趋于稳定时所需的振次减少而时间增加。基于试验结果,深入分析时间间歇效应的作用机制和间歇时长对软土长期动力特性的影响。结果表明:间歇期软土内结构进一步调整使得振动期激振停止时部分未及时恢复的弹性后效孔压和应变得以恢复,这部分孔压和应变在振动期重复发生,导致按传统方式计算出的振动期表观残余孔压和应变总和远大于连续振动;同等条件下,间歇时长越长,软土孔压和应变响应被削弱程度越大,达到稳定时的最大残余孔压和应变越小,进入稳定期所需时间越长。研究对于地铁荷载下软土地基长期沉降的计算分析有推动意义。

关键词：土力学地铁列车荷载时间间歇效应原状海相软土长期动力特性

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软土地区盾构施工沉降界限

浙江大学学报（工学版） 2014年第7期48卷 1148-1154,1201页

作者：梁荣柱潘金龙林存刚单华峰孙廉威浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 杭州岩土工程有限公司浙江杭州310014 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

结合杭州地铁二号线实测沉降,采用“vi速度法”及“拟合直线法”分析不排水瞬时沉降与排水固结沉降的时间界限.分析发现,在地表无隆起的情况下,可以将地表变形分成3个阶段,其中瞬时沉降及固结沉降可以分别拟合为斜率不同的直线,前者斜... 详细信息

结合杭州地铁二号线实测沉降,采用“vi速度法”及“拟合直线法”分析不排水瞬时沉降与排水固结沉降的时间界限.分析发现,在地表无隆起的情况下,可以将地表变形分成3个阶段,其中瞬时沉降及固结沉降可以分别拟合为斜率不同的直线,前者斜率大于后者.在盾构脱开管片8.5～9d后,地层进入排水固结阶段.在同步注浆导致地表隆起的情况下,地层受到二次扰动,可以将地表变形分为5个阶段,在盾尾脱开管片10.5～12d后,地层进入排水固结阶段.

关键词：土压平衡盾构土体损失率瞬时沉降固结沉降同步注浆