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China Ocean Engineering 2019年第2期33卷 198-206页

作者： LI Da-yong LI Shan-shan ZHANG Yu-kun chen fu-quan College of Civil Engineering Fuzhou University Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation Shandong University of Science and Technology

The modified suction caisson(MSC) is a novel type of foundation for ocean engineering, consisting of a short external closed-top cylinder-shaped structure surrounding the upper part of the regular suction caisson(RSC). The MSC can provide larger lateral bearing capacity and limit the deflection compared with the RSC. Therefore, the MSC can be much more appropriate to use as an offshore wind turbine foundation. Model tests on the MSC in saturated sand subjected to monotonic lateral loading were carried out to investigate the effects of external structure sizes on the sand surface deformation and the earth pressure distribution along the embedded depth. Test results show that the deformation range of the sand surface increases with the increasing width and length of the external structure. The magnitude of sand upheaval around the MSC is smaller than that of the RSC and the sand upheaval value around the MSC in the loading direction decreases with the increasing external structure dimensions. The net earth pressure in the loading direction acting on the internal compartment of the MSC is smaller than that of the RSC at the same embedded depth. The maximum net earth pressure acting on the external structure outer wall in the loading direction is larger than that of the internal compartment, indicating that a considerable amount of the lateral load and moment is resisted by the external skirt structure.

关键词： MSC (modified suction caisson) RSC (regular suction caisson) model tests monotonic lateral loading deformation of sand surface earth pressure distribution

Lateral Bearing Capacity of Modified Suction Caissons Determined by Using the Limit Equilibrium Method

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China Ocean Engineering 2018年第4期32卷 461-466页

作者： LI Da-yong MA Shi-li ZHANG Yu-kun chen fu-quan College of Civil Engineering Fuzhou University Key Laboratory of Civil Engineering Disaster Prevention and Mitigation Shandong University of Science and Technology

The modified suction caisson(MSC) adds a short-skirted structure around the regular suction caissons to increase the lateral bearing capacity and limit the deflection. The MSC is suitable for acting as the offshore wind turbine foundation subjected to larger lateral loads compared with the imposed vertical loads. Determination of the lateral bearing capacity is a key issue for the MSC design. The formula estimating the lateral bearing capacity of the MSC was proposed in terms of the limit equilibrium method and was verified by the test results. Parametric studies on the lateral bearing capacity were also carried out. It was found that the lateral bearing capacity of the MSC increases with the increasing length and radius of the external skirt, and the lateral bearing capacity increases linearly with the increasing coefficient of subgrade reaction. The maximum lateral bearing capacity of the MSC is attained when the ratio of the radii of the internal compartment to the external skirt equals 0.82 and the ratio of the lengths of the external skirt to the internal compartment equals 0.48, provided that the steel usage of the MSC is kept constant.

关键词： modified suction caissons(MSCs) lateral bearing capacity limit equilibrium method parametric studies

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高频循环剪切下结构与松砂接触面的土体特性

土木建筑与环境工程 2011年第4期33卷 85-92页

作者：陈福全韩钧福州大学土木工程学院福州350108

应用颗粒离散元分析理论,深入地研究了高频循环剪切荷载下松砂与结构的接触面土体响应特性,对各种颗粒因素和剪切条件对接触面土体孔隙率和体应变的影响进行详细分析。数值仿真分析结果表明,松砂颗粒摩擦系数和颗粒刚度越大,接触面附近... 详细信息

应用颗粒离散元分析理论,深入地研究了高频循环剪切荷载下松砂与结构的接触面土体响应特性,对各种颗粒因素和剪切条件对接触面土体孔隙率和体应变的影响进行详细分析。数值仿真分析结果表明,松砂颗粒摩擦系数和颗粒刚度越大,接触面附近土体剪缩性越不明显;松砂的颗粒刚度比对其力学性质影响不大;边界围压越大,松砂的剪缩性越明显;高频循环剪切的剪切振幅和剪切频率越大,松砂的剪缩性越强。

关键词：高频循环剪切颗粒离散元砂土接触面剪缩

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基于Poulos弹性理论的被动桩改进算法

岩土力学 2008年第4期29卷 905-910页

作者：陈福全黄伟达福州大学土木工程学院福州350108 福建省建筑科学研究院岩土所福州350025

传统的Poulos弹性理论仅适合于均质土中土体侧向位移时桩的性状分析,无法考虑土的层状特性。通过引入层状地基中作用一水平集中力的广义Mindlin解和地面作用有竖向荷载时的应力和位移通解,对Poulos方法进行了改进,使之扩展到多层土中,... 详细信息

传统的Poulos弹性理论仅适合于均质土中土体侧向位移时桩的性状分析,无法考虑土的层状特性。通过引入层状地基中作用一水平集中力的广义Mindlin解和地面作用有竖向荷载时的应力和位移通解,对Poulos方法进行了改进,使之扩展到多层土中,还用于研究堆载条件下的被动桩变形和受力响应。算例分析表明,改进弹性理论要比Poulos方法更为严密、合理,提高了计算精度,应用范围也更广。

关键词： Poulos弹性理论层状地基 Mindlin解被动桩

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大直径贝诺特桩套管上拔机制分析

岩土力学 2017年第8期38卷 2385-2394页

作者：林良庆陈福全福州大学土木工程学院福建福州350116

目前关于贝诺特桩套管沉拔机制的研究,主要针对套管贯入过程,而对高频振动上拔套管机制的研究还不全面。采用任意拉格朗日-欧拉耦合大变形有限元ALE方法,建立套管高频振动上拔的有限元-无限元耦合模型,对套管高频振动上拔机制进行详细... 详细信息

目前关于贝诺特桩套管沉拔机制的研究,主要针对套管贯入过程,而对高频振动上拔套管机制的研究还不全面。采用任意拉格朗日-欧拉耦合大变形有限元ALE方法,建立套管高频振动上拔的有限元-无限元耦合模型,对套管高频振动上拔机制进行详细研究。结果表明,套管高频振动上拔过程可分为缓慢和快速上拔两阶段。在套管振动上拔过程中,土体位移、应力、孔隙比和超孔隙水压力均在管端附近突变,靠管心愈近变化愈明显。分析土体参数(土体弹性模量和管-土间摩擦系数)和振动锤参数(激振频率和激振力)对振动上拔套管的影响。土体较软、管土摩擦作用较强时,土体位移和应力变化越显著。振动锤参数仅影响套管上拔速度与土体质点速度,对土体位移和应力影响甚微;振动频率接近地基固有振动频率时,上拔阻力最小,振动振率越大,振动影响范围越小。

关键词：灌注桩高频振动套管上拔大变形有限元法

抗土洞塌陷的低填方加筋路基荷载传递机制及设计方法

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岩土工程学报 2018年第7期40卷 1180-1189页

作者：陈福全赖丰文福州大学土木工程学院

低填方加筋路基对地基承载力要求较低,同时利用水平加筋法跨越尺寸较小的土洞能有效预防路堤出现突发式局部沉陷,提高路堤抗工后沉降和失稳的安全系数,正被逐步应用于岩溶土洞地区道路工程;但其作用机理复杂,现存设计方法大都偏于保守,... 详细信息

低填方加筋路基对地基承载力要求较低,同时利用水平加筋法跨越尺寸较小的土洞能有效预防路堤出现突发式局部沉陷,提高路堤抗工后沉降和失稳的安全系数,正被逐步应用于岩溶土洞地区道路工程;但其作用机理复杂,现存设计方法大都偏于保守,考虑抗土洞塌陷的低填方加筋路基荷载传递机制的设计方法亟待提出。通过揭示受土洞塌陷影响的低填方加筋路基荷载传递机制,推导了考虑路基差异沉降引起土体应力偏转的竖向应力计算方法,假定塌陷区上方加筋体作用抛物线荷载,从而明晰了加筋体应力-应变状态;应对岩溶区不同形态的土洞塌陷,同时考虑设计需要满足的正常使用极限状态与承载能力极限状态,提出了抗土洞塌陷的低填方加筋路基加筋体及路堤填方高度设计方法,通过与现有设计方法的对比进行了合理性及准确性验证,可为空洞上方低填方加筋路基设计提供参考。

关键词：岩溶地区土洞塌陷低填方加筋路基荷载传递机制加筋体

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桩承式加筋路堤的改进设计方法研究

岩土工程学报 2007年第12期29卷 1804-1808页

作者：陈福全李阿池福州大学土木工程学院福建福州350002

具有深厚软土层的路堤若采用桩承加筋式复合地基,可提高地基承载力,减少路堤不均匀沉降,也可布置成疏桩,降低工程成本,在国内外得到越来越广泛的应用,但还没有可靠实用的设计计算方法,且现有的设计均忽略了桩间土的承载作用,这与工程实... 详细信息

具有深厚软土层的路堤若采用桩承加筋式复合地基,可提高地基承载力,减少路堤不均匀沉降,也可布置成疏桩,降低工程成本,在国内外得到越来越广泛的应用,但还没有可靠实用的设计计算方法,且现有的设计均忽略了桩间土的承载作用,这与工程实际有很大差别。基于三维土拱效应,改进Hewlett土拱效应算法,得到桩承式路堤的桩土荷载分担比,进而考虑加筋体影响以及桩间土承载作用,推导桩土应力比计算式,并将此式应用于路堤的设计。

关键词：桩承式加筋路堤土拱效应桩土应力比设计方法

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加入WTO与大学生德育教育

西南民族学院学报（哲学社会科学版） 2002年第4期23卷 231-233页

作者：陈富全绵阳师范高等专科学校四川绵阳621000

加入WTO后对大学生素质提出了新要求 ,也为德育教育赋予了新内容。新形势下 ,大学生德育教育极其重要 ,要做好当前的德主能教育。

关键词：世界贸易组织(WTO) 大学生德育

桩端荷载与地震耦合作用下溶洞顶板的破坏特征及安全厚度计算

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岩土力学 2017年第11期38卷 3154-3162页

作者：黄明付俊杰陈福全江松福州大学土木工程学院福建福州350116

桩基支撑于溶洞顶板的情况时有发生,研究地震作用下桩端溶洞顶板的稳定性具有重要意义。根据相似定理和分离相似设计方法,基于振动台模型试验对顶板厚度及溶洞直径变化下桩端顶板的动力响应特征进行了研究。结果表明,桩端溶洞顶板在地... 详细信息

桩基支撑于溶洞顶板的情况时有发生,研究地震作用下桩端溶洞顶板的稳定性具有重要意义。根据相似定理和分离相似设计方法,基于振动台模型试验对顶板厚度及溶洞直径变化下桩端顶板的动力响应特征进行了研究。结果表明,桩端溶洞顶板在地震作用下的破坏模式与顶板厚度及溶洞尺寸大小密切相关,一定顶板厚度情况下溶洞尺寸较小时(洞径l≤2d,d为桩径)表现为剪切破坏,而洞径较大时(如l≥4d)为显著的冲剪破坏,洞径越大,冲切块体积所占比例越大;基于振动台试验得到的岩溶顶板破坏模式,结合拟静力法构建了可考虑岩体特性、地震烈度及桩径大小影响的最小顶板安全厚度理论计算模型。通过算例分析表明,最小安全厚度相比静力条件下要大,且随地震烈度的增强而增大,相同条件下冲-剪破坏的计算值均大于剪切破坏情况,说明地震环境下溶洞尺寸越大,所需顶板厚度越大。其成果可为实际工程中岩溶顶板安全厚度的计算提供理论基础。

关键词：岩溶桩基地震作用振动台试验顶板破坏模式安全厚度

桩端岩溶顶板的破坏特征试验与理论计算模型研究

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工程力学 2018年第10期35卷 172-182页

作者：黄明付俊杰陈福全江松福州大学土木工程学院福建福州350116 中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450004

基于分离相似设计方法,开展了顶板厚度和溶洞直径变化下桩端顶板的破坏特征模型试验,并构建了相应的安全厚度理论计算模型。1)溶洞顶板厚度的大小影响了桩基嵌岩端荷载的传递路径,厚度越大传递范围越广,形成的剪切带体积越大。顶板厚度t... 详细信息

基于分离相似设计方法,开展了顶板厚度和溶洞直径变化下桩端顶板的破坏特征模型试验,并构建了相应的安全厚度理论计算模型。1)溶洞顶板厚度的大小影响了桩基嵌岩端荷载的传递路径,厚度越大传递范围越广,形成的剪切带体积越大。顶板厚度t≤1.0d时(d为桩径)顶板临空面处易发生冲切破坏,此时溶洞顶板的自身稳定性起控制作用,顶板厚度越小,溶洞临空面处脱落体积越小;顶板厚度1.0d2.0d时,表现为上部剪切错动驱动临空面的锥形冲切失稳,且溶洞直径小于剪切错动体的横向宽度时,剪切破坏最终发生在桩-岩界面的竖向投影范围以内。顶板厚度较小,对应的Q-S曲线为典型的陡降型曲线,而厚度较大时Q-S曲线为典型的缓变型。2)顶板具有一定厚度情况下(t≥2.0d),洞径较小(l≤3.0d)时,桩端剪切变形较为显著,上部剪切错动达到一定程度后,顶板临空面才发生冲切破坏,此时Q-S曲线呈现缓变型趋势;洞径较大时(l>3.0d),顶板临空面处冲切现象较显著,且洞径越大锥形冲切块的体积越大,此时Q-S曲线呈陡降型变化特征。3)以锥形冲切破坏计算模型进行工程设计风险较大,而冲-剪破坏理论模型与顶板岩体强度、完整性、桩径、嵌岩深度、施工方法及工艺等相关,故现场条件下即可计算出顶板的最小安全厚度值。

关键词：分离相似设计模型试验嵌岩桩溶洞顶板破坏特征