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考虑水平摩阻力的弹性地基梁非线性分析

岩土工程学报 2009年第7期31卷 985-990页

作者：赵明华张玲马缤辉赵衡湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

基于传统文克尔弹性地基梁理论,考虑梁土间的摩阻效应、梁的纵横向变形耦合及变形的几何非线性,建立出相应的弹性地基梁挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出了对称荷载作用下有限长梁的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析... 详细信息

基于传统文克尔弹性地基梁理论,考虑梁土间的摩阻效应、梁的纵横向变形耦合及变形的几何非线性,建立出相应的弹性地基梁挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出了对称荷载作用下有限长梁的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。在此基础上,分析探讨了外加荷载、地基梁刚度、梁与土体之间的水平摩阻力、竖向地基反力系数等因素对地基梁位移及内力的影响。分析结果表明:水平摩阻力并不影响地基梁位移及内力的整体变化发展趋势,但将导致地基梁位移及内力值的降低,且水平摩阻力越大,其对地基梁位移及内力的影响也就越大,此外,当地基梁抗弯刚度越大,水平摩阻力对梁位移及内力的影响反而越小。

关键词：弹性地基梁水平摩阻力变形耦合非线性分析 Galerkin法

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考虑水平摩阻效应的土工格室加筋体受力分析

工程力学 2010年第3期27卷 38-44页

作者：赵明华张玲马缤辉赵衡湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

视土工格室加筋体为置于Winkler弹性地基上的连续有限长梁,考虑荷载作用下格室体与其上下表面土体之间摩阻力影响,基于传统的弹性地基梁理论,建立出相应的格室加筋体挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出具有对称荷载作用下格室... 详细信息

视土工格室加筋体为置于Winkler弹性地基上的连续有限长梁,考虑荷载作用下格室体与其上下表面土体之间摩阻力影响,基于传统的弹性地基梁理论,建立出相应的格室加筋体挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法,导出具有对称荷载作用下格室加筋体的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。进而进一步分析探讨了格室体与土体之间的摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移的影响。结果表明:水平摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移有一定程度的影响。

关键词：土工格室加筋体 Winker模型变形 Galerkin法水平摩阻效应

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不同型式复合地基试验对比分析

岩土工程学报 2013年第4期35卷 611-618页

作者：赵明华龙军张玲马缤辉何腊平湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明:水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩... 详细信息

基于相似理论,设计并完成了土工格室加筋垫层、砂井、散体材料桩、柔性桩等九组复合地基模型试验,并对其加固效果进行对比分析,分析结果表明:水平加筋垫层的设置可扩散上部荷载,提高复合地基承载力,土工格室的加强效果优于土工格栅;桩体复合地基须考虑群桩效应的影响,其承载能力明显好于加筋垫层复合地基;不同加载范围下桩和土体的承载能力发挥程度不同,单桩加载下桩体承载能力发挥较三桩、七桩加载时大,碎石桩桩顶桩土应力比>碎石桩+土工格栅>碎石桩+土工格室,而柔性桩+土工格室的桩顶桩土应力比>柔性桩+土工格栅>柔性桩;砂井和各种型式的碎石桩复合地基桩底桩土应力比在1左右,各种型式的柔性桩桩底桩土应力比较大,最大达24;软基浅部较深部孔隙水压力大、消散速度快;桩体复合地基孔隙水压力较土工格室复合地基和软土地基小,砂井和碎石桩复合地基的排水速度明显快于柔性桩复合地基。

关键词：复合地基模型试验桩体水平加筋垫层作用效果

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基于极限分析的桩端岩层冲切分析

岩石力学与工程学报 2014年第3期33卷 631-638页

作者：雷勇陈秋南马缤辉湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

岩溶区桩基桩端岩层易发生冲切破坏。针对岩溶区岩体特点引进Hoek-Brown非线性岩石破坏强度准则，并推导得其剪应力的二次抛物线型表达式。基于极限分析上限法原理，确定冲切破坏体的功能方程，并通过变分求极值原理获得冲切破坏体的母... 详细信息

岩溶区桩基桩端岩层易发生冲切破坏。针对岩溶区岩体特点引进Hoek-Brown非线性岩石破坏强度准则，并推导得其剪应力的二次抛物线型表达式。基于极限分析上限法原理，确定冲切破坏体的功能方程，并通过变分求极值原理获得冲切破坏体的母线方程，进一步通过微分得到桩端岩层抗冲切安全厚度计算公式。结合岩溶区桩基实践，分析抗冲切安全厚度影响因素的取值范围并进行参数分析，结果表明：（1）冲切破坏体上下直径比d1/d随岩体地质力学分类指标RMR值的增大呈非线性减小，说明岩体质量好的岩溶顶板其冲切所形成的锥形旋转体底部直径小，反之，旋转体底部直径大；（2）根据不同的d1/d及RMR值，初始冲切角为24＆#176;～42＆#176;；（3）厚径比h/d随RMRαs的增大呈非线性减小，表明岩体质量越好，所需安全厚度也越小；在岩体质量较好（RMR＞65）的情况下，h/d基本在2.5以下。

关键词：桩基础冲切破坏极限分析功能方程安全厚度

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碎石桩复合地基桩土应力比的时效分析

中南大学学报（自然科学版） 2008年第4期39卷 831-837页

作者：赵明华马缤辉张玲湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

对碎石桩复合地基的时效特性进行研究,根据桩体及桩间土体应力随时间的变化规律,考虑碎石桩复合地基中土体径向、竖向双向排水固结的特点,基于线弹性状态下桩体及桩间土体的应力-应变关系,分别给出考虑时效的桩体与桩间土体竖向应力计... 详细信息

对碎石桩复合地基的时效特性进行研究,根据桩体及桩间土体应力随时间的变化规律,考虑碎石桩复合地基中土体径向、竖向双向排水固结的特点,基于线弹性状态下桩体及桩间土体的应力-应变关系,分别给出考虑时效的桩体与桩间土体竖向应力计算方法,进而建立桩土应力比时效计算的双曲线模型,得到考虑时效的桩土应力比计算方法。研究结果表明:碎石桩复合地基桩土应力比随时间呈双曲线变化,其值与不考虑时效时相比可增大1倍,时效非常明显,在具体计算时不容忽视;双曲线时效模型能够有效地模拟碎石桩复合地基桩土应力比的时效规律;利用桩土应力比时效模型对某工程实例进行计算、分析,理论桩土应力比随时间的变化曲线与实测曲线较吻合。

关键词：碎石桩复合地基桩土应力比时效

土工格室-碎石桩双向增强复合地基大比例室内模型试验

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中国公路学报 2013年第6期26卷 1-8页

作者：张玲赵明华马缤辉雷勇邓岳保湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

为分析不同地基对其加固后的路基竖向承载力和竖向变形的影响,设计并完成了单纯软基、土工格室加筋地基、碎石桩复合地基和土工格室-碎石桩复合地基4组大比例室内模型试验,分析了经格室加筋垫层、碎石桩和土工格室-碎石桩加固后的路基... 详细信息

为分析不同地基对其加固后的路基竖向承载力和竖向变形的影响,设计并完成了单纯软基、土工格室加筋地基、碎石桩复合地基和土工格室-碎石桩复合地基4组大比例室内模型试验,分析了经格室加筋垫层、碎石桩和土工格室-碎石桩加固后的路基竖向承载力和竖向变形变化规律。结果表明:经土工格室-碎石桩双向增强复合地基处治后的路基承载力大于单一碎石桩复合地基和单一土工格室加筋地基;土工格室加筋垫层具有良好的筏板和应力均化作用,从而使碎石桩桩顶沉降量明显减小,加筋垫层对路堤荷载下桩端沉降的影响不大;路堤荷载下,碎石桩桩顶沉降量小于同平面桩间土沉降量,大于桩端沉降量,以致路堤荷载下复合地基中桩间土先于桩体发生破坏。

关键词：道路工程双向增强复合地基大比例室内模型试验土工格室碎石桩

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基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

水利学报 2008年第6期39卷 697-702页

作者：赵明华张玲马缤辉湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

针对土工格室加筋体的受力变形特性,将格室体视为置于弹性地基上的梁,基于文克尔假定,建立考虑水平摩阻力影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程,从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解。... 详细信息

针对土工格室加筋体的受力变形特性,将格室体视为置于弹性地基上的梁,基于文克尔假定,建立考虑水平摩阻力影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程,从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解。在此基础上,分析了格室体长度、格室体刚度、地基反力系数及筋土界面水平摩阻力等因素对格室体挠曲变形及内力的影响。结果表明,格室体的设置可有效地减小路基沉降,但也存在着尺寸效应;地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响,该系数越大路基沉降越小;筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用,在工程设计中值得考虑。

关键词：软土路基土工格室加筋体变形分析 Winkler假定水平摩阻力

基于弹性地基板理论的桩网复合地基桩土应力比及沉降计算

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第6期47卷 2007-2014页

作者：赵明华刘猛马缤辉龙军湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

将桩网复合地基中的水平加筋垫层视为弹性薄板,垫层下的竖向桩体及桩间土体视为不同刚度的弹簧体系,基于Filonenko-Borodich双参数弹性地基模型,考虑加筋垫层的抗弯、拉作用,根据静力平衡建立薄板挠曲变形控制微分方程,并利用Bessel复... 详细信息

将桩网复合地基中的水平加筋垫层视为弹性薄板,垫层下的竖向桩体及桩间土体视为不同刚度的弹簧体系,基于Filonenko-Borodich双参数弹性地基模型,考虑加筋垫层的抗弯、拉作用,根据静力平衡建立薄板挠曲变形控制微分方程,并利用Bessel复变函数推导出相应的挠度函数。在此基础上,考虑桩土变形协调,推导桩网复合地基桩土应力比及沉降的计算公式。为验证本文方法的可行性,对某工程算例进行计算分析。最后,基于本文方法,探讨分析加筋垫层复合弹性模量、筋材拉力、桩土刚度比等因素对桩网复合地基桩土应力比和沉降的影响。研究结果表明:计算与实测结果吻合良好。桩土应力比随桩土刚度比、加筋垫层复合弹性模量及格栅拉力的增大而增大。

关键词：桩网复合地基圆形薄板双参数地基模型桩土应力比沉降

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基于能量原理的弹性地基梁底面摩阻效应分析

铁道学报 2012年第4期34卷 94-100页

作者：马缤辉赵明华张玲雷勇湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082 湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201

针对Winkler地基模型不能考虑梁与地基底面摩阻效应的不足,在地基与梁底接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧,假定弹簧反力即切向摩阻力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,从能量角度出发,基于最小势能原理,建立考虑底面摩阻效应的... 详细信息

针对Winkler地基模型不能考虑梁与地基底面摩阻效应的不足,在地基与梁底接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧,假定弹簧反力即切向摩阻力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,从能量角度出发,基于最小势能原理,建立考虑底面摩阻效应的弹性地基梁能量方程,并引入位移形函数进行求解,导出对称载荷条件下考虑切向摩阻力作用时地基梁位移及内力解答。最后通过地基梁计算实例分析,验证该解答的正确性和合理性,并对相关计算参数进行深入探讨。计算结果表明:切向摩阻力沿梁长呈非线性分布,其对地基梁挠度及弯矩计算的影响较大,而对剪力的影响并不强烈。

关键词：弹性地基梁 Winkler地基模型能量原理切向摩阻力位移形函数