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多层软土地基中桩基水平承载计算研究

人民长江 2022年第7期53卷 187-192页

作者：刘越黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002

针对目前JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》关于桩基水平承载力计算中存在的水平抗力系数比例系数m取值模糊、未考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响等问题,根据常微分方程的幂级数解法,在考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响... 详细信息

针对目前JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》关于桩基水平承载力计算中存在的水平抗力系数比例系数m取值模糊、未考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响等问题,根据常微分方程的幂级数解法,在考虑黏性土黏聚力引起的表层土水平抗力影响下,通过数学推导给出了双层土地基中的桩基水平承载力及变位计算解析通解。基于通解,利用Matlab软件给出了半刚性桩桩顶水平位移及转角的半解析计算式;同时,推导了由地基土抗剪强度指标c、φ计算其水平抗力参数的解析式,推求了新的桩基水平承载力计算式;在此基础上,给出了桩身最大弯矩处深度及最大弯矩值的简化计算式。依托于浙江省一桩基工程案例,运用研究的计算方法,对桩基水平承载力进行了计算,同时将计算结果与现场试桩的水平承载力检测值进行了验证对比。验证结果表明:根据地基土抗剪强度指标推求出的桩基水平承载力计算方法具有较强的工程应用价值。

关键词：桩基水平承载力地基土水平抗力系数表层土水平反力虚拟桩法抗剪强度指标解析解多层软土地基

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吹填土地基非线性大应变固结计算研究

岩石力学与工程学报 2020年第S2期39卷 3595-3606页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002

针对吹填土地基大应变固结课题涉及材料非线性、几何非线性等复杂问题,基于孔隙比e与土体有效应力、渗透系数之间的对数函数关系,结合以往研究中的一维大应变固结方程,推导简化后的固结方程,并分别对自重固结(单面排水、双面排水)及正... 详细信息

针对吹填土地基大应变固结课题涉及材料非线性、几何非线性等复杂问题,基于孔隙比e与土体有效应力、渗透系数之间的对数函数关系,结合以往研究中的一维大应变固结方程,推导简化后的固结方程,并分别对自重固结(单面排水、双面排水)及正常固结(单面排水、双面排水)问题进行深入研究,结合相应初始及边界条件,利用函数变换法及分离变量求解法,分别给出孔隙比、总平均固结度的解析解,通过与P. J. Fox中算例CS2模型计算成果对比验证分析,认为自重固结双面、单面排水情况的计算孔隙比分别选取第一分层、第二分层(总10分层)的最终平均孔隙比时,该解析解的总固结度曲线及不同时刻孔隙比与CS2模型计算成果的吻合性较好,基本满足工程实践应用精度要求;最后通过舟山市某吹填工程的相关试验监测资料对比分析,表明该理论成果具有一定工程应用价值。

关键词：土力学吹填土地基大应变自重固结正常固结孔隙比解析解

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塑料排水板处理地基非线性固结计算研究

岩土力学 2019年第12期40卷 4819-4827页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控... 详细信息

针对目前国内外竖井地基非线性固结计算大多均采用近似等效法求解的不足,根据软土固结理论及数学理论推导,基于塑料排水板椭圆柱假定,推导了考虑地基土水平渗透系数、压缩模量随固结过程非线性变化影响下的排水板处理地基非线性固结控制方程,并利用数学中非线性微分方程理论,给出了非线性固结解析解。通过与Indraratna等非线性固结近似解对比分析,认为理想井下预压荷载越大(Nu越大),则Indraratna等近似法成果误差越大;且在Cc/Ck=1.8、Nu=5时Indraratna等近似解与该理想井非线性固结精确解析解误差高达16%,而解析解与精确数值解基本一致。最后通过Indraratna等典型工程案例验证分析,认为所得理论更符合工程实际,具有较好的工程应用价值。

关键词：竖井地基塑料排水板椭圆柱理论非线性固结孔隙水压力井阻解析解

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多级消能计算研究及优化分析

水力发电学报 2018年第11期37卷 75-84页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院杭州310002

针对现有多级消能计算较繁琐,特别是消能计算过程中需多次反复试算查表的问题,文章基于水力学理论、数学推导及Matlab软件数值分析,对多级跌水消能、多级实用堰消能分别进行了总结分析,为多级消能优化设计提供基础。基于一元三次方程的... 详细信息

针对现有多级消能计算较繁琐,特别是消能计算过程中需多次反复试算查表的问题,文章基于水力学理论、数学推导及Matlab软件数值分析,对多级跌水消能、多级实用堰消能分别进行了总结分析,为多级消能优化设计提供基础。基于一元三次方程的卡当解理论给出了收缩水深、跃后水深以及水跃长等水力参数的解析计算式,并通过无量纲原理及Matlab软件分别绘制了流速系数φ=0.80、φ=0.85、φ=0.90、φ=0.95及φ=1.0时相对跃后水深h_c′/T_0、相对水跃长L_j/T_0的高精度解析计算式、简洁查算表及查算曲线图,便于工程师实际应用;同时基于消力池池深极值理论,给出了末级消力池深的直接解析计算式。最后通过两个算例进行对比计算分析,认为文中理论精度较高且方便快捷;值得说明的是,在考虑工程实际地形、地质状况及开挖费用等影响下,采用等水头落差式多级消能方案不一定最优,需采用多种不同水头落差方案进行优化比选,以节省工程投资。

关键词：工程水力学多级消能水深坎高池深投资优化

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梯形断面消力池扩散型消能计算

水利水电科技进展 2016年第5期36卷 34-39页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002

针对目前NB/T 35023—2014《水闸设计规范》只涉及矩形断面消力池,未涉及梯形断面消力池消能计算的问题,基于水力学基本理论和数值分析理论对梯形断面消力池消能计算进行研究,推导了梯形断面收缩水深的解析计算式以及梯形断面消力池扩... 详细信息

针对目前NB/T 35023—2014《水闸设计规范》只涉及矩形断面消力池,未涉及梯形断面消力池消能计算的问题,基于水力学基本理论和数值分析理论对梯形断面消力池消能计算进行研究,推导了梯形断面收缩水深的解析计算式以及梯形断面消力池扩散型消能跃后共轭水深基本方程,并利用高次方程求解理论分别给出棱柱体梯形断面跃后共轭水深的解析计算式和扩散型消能跃后共轭水深的简易迭代求解公式,并根据消能计算方程,给出梯形断面消力池扩散型消力池池深、池长的计算式。工程实例计算结果表明,所提出计算式精度可靠。

关键词：消力池水闸梯形断面收缩水深跃后共轭水深扩散比

置换硬壳层对成层软土中桩基水平承载特性的影响研究

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岩石力学与工程学报 2021年第S2期40卷 3472-3482页

作者：黄朝煊李俊杰浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002

针对目前置换硬壳层法提高软土中桩基水平承载力的定量计算研究不足的问题.推求根据地基土抗剪强度指标计算其水平抗力参数的公式,基于线弹性理论,对成层软土地基采用置换硬壳层法处理后桩基水平承载力提高影响进行深入研究,利用微分方... 详细信息

针对目前置换硬壳层法提高软土中桩基水平承载力的定量计算研究不足的问题.推求根据地基土抗剪强度指标计算其水平抗力参数的公式,基于线弹性理论,对成层软土地基采用置换硬壳层法处理后桩基水平承载力提高影响进行深入研究,利用微分方程幂级数解法推求成层土地基中桩基水平承载力的解析计算式,分别在桩顶自由、嵌固条件下,讨论分析置换硬壳层厚度、置换硬壳层抗剪强度指标等对软土中桩基水平承载力提高的影响关系,认为硬壳层土内摩擦角越大(水平抗力系数越大)、厚度越厚,则桩基水平承载力提高越大、桩顶水平变位越小。最后依托于浙江省某桩基工程案例,通过对2种硬壳层换填土的计算讨论,认为硬壳层置换厚度在2〜3 m时(桩径0.8 m)桩基水平承载力提高基本达到峰值,此时桩基水平承载力提高7〜15倍,且桩顶水平位移也减小85%〜95%,桩身最大弯矩也减小一半左右,对类似工程应用提供参考价值。

关键词：基础工程软土地基桩基水平承载力地基土水平抗力硬壳层抗剪强度指标解析解

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河道清淤效果评估体系探讨

中国人口·资源与环境 2018年第S2期28卷 18-20页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002

为了从理论层次对清淤后的效果进行评估分析,本文基于模糊综合评判法对典型清淤河道清淤效果进行评估,并构建了河库清淤效果评估的框架体系及指标体系,以浙江省余杭区典型河道清淤为例,根据清淤前、后水常规检测、底泥检测以及底泥处置... 详细信息

为了从理论层次对清淤后的效果进行评估分析,本文基于模糊综合评判法对典型清淤河道清淤效果进行评估,并构建了河库清淤效果评估的框架体系及指标体系,以浙江省余杭区典型河道清淤为例,根据清淤前、后水常规检测、底泥检测以及底泥处置利用等多方面分析,利用已构建的评估体系进行评估分析,认为清淤效果显著,为类似清淤项目效果评估提供理论基础。

关键词：清淤工程模糊综合评判法评估指标生态环境效益

基于排水体椭圆柱假定的井阻非线性竖井地基固结理论

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岩石力学与工程学报 2017年第3期36卷 725-735页

作者：黄朝煊邓岳保胡国杰浙江省水利水电勘测设计院浙江杭州310002 宁波大学岩土工程研究所浙江宁波315211 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论,即需要将扁长的塑料排水板等效为圆柱体之后再进行分析,这种简化过程可能会带来一定误差。为此,将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆柱体进行研究。首先给出椭圆柱... 详细信息

目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论,即需要将扁长的塑料排水板等效为圆柱体之后再进行分析,这种简化过程可能会带来一定误差。为此,将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆柱体进行研究。首先给出椭圆柱坐标体系下的塑料排水板处理地基固结基本方程,并基于椭圆柱坐标系理论得到超静孔隙水压和固结度的解析解,讨论新的解答与已有经典解答之间的关系,认为经典的排水板周长等效法高估了排水板的排水固结效果。此外,讨论了排水板渗透系数k_w随深度线性衰减和随时间指数衰减变化时的固结解析解,通过计算讨论认为,渗透系数随时间的变化对排水板地基固结影响最显著,参数A_2值越大,排水板地基固结速率越慢,以致于排水板严重淤堵而丧失排水能力。

关键词：地基固结理论塑料排水板椭圆柱坐标系解析解非线性井阻

考虑纵筋排列影响下钢筋混凝土圆形构件正截面承载力简易图解法

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建筑结构 2019年第8期49卷 91-97页

作者：黄朝煊浙江省水利水电勘测设计院杭州310002

针对纵筋根数较少的钢筋混凝土圆形构件,其纵筋的排列方式将直接影响拉压区的纵筋截面面积和作用力臂;而《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)附录E.0.4基于纵筋等效连续分布假设、钢筋与混凝土应力简化模型,给出了纵筋根数不小于6... 详细信息

针对纵筋根数较少的钢筋混凝土圆形构件,其纵筋的排列方式将直接影响拉压区的纵筋截面面积和作用力臂;而《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)附录E.0.4基于纵筋等效连续分布假设、钢筋与混凝土应力简化模型,给出了纵筋根数不小于6时的钢筋混凝土圆形构件正截面承载力计算的非线性方程组(混规推荐简化法),且计算繁琐。基于此,根据混凝土的非线性本构模型、钢筋的理想弹塑性模型,对纵筋离散布置时的钢筋混凝土圆形构件正截面承载力进行了大量公式推导及计算研究分析。结果表明,混规推荐简化法及纵筋连续分布下的混规通法,在纵筋不小于6根条件下,对于大、小偏心构件及受弯构件误差略大;而在纵筋小于6根条件下,对于大、小偏心构件及受弯构件误差会更大。利用MATLAB软件数值编程计算,给出了纵筋5～9根时无量纲轴力-弯矩包络曲线新查算图;同时给出了纵筋连续分布下混规通法的无量纲轴力-弯矩曲线的查算图。最后通过2个算例的对比计算分析,说明新图解法计算步骤简洁、成果精度高,便于工程设计人员应用。

关键词：钢筋混凝土圆形构件纵筋离散布置非线性分析图解法