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浅基础在水平荷载与力矩荷载作用下的承载能力

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水利学报 2010年第10期40卷 1201-1207页

作者：范庆来栾茂田鲁东大学岩土工程重点实验室山东烟台264025 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

联合采用swipe加载模式和固定位移比加载模式,通过数值模拟,对条形浅基础在水平与力矩荷载作用下的承载性能进行了比较系统地分析,主要探讨了埋深、地基土不排水强度的各向异性对于复合加载条件下浅基础破坏包络面的影响,揭示了地基在... 详细信息

联合采用swipe加载模式和固定位移比加载模式,通过数值模拟,对条形浅基础在水平与力矩荷载作用下的承载性能进行了比较系统地分析,主要探讨了埋深、地基土不排水强度的各向异性对于复合加载条件下浅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理。计算结果表明:当浅基础埋深与宽度之比大于0.5时,基础的破坏包络面出现比较显著的倾斜,而且不满足前人建议的包络面方程;在归一化荷载平面内,埋深对于包络面的形状有较大影响,而在给定埋深情况下,其形状与地基土强度的各向异性无关。

关键词：浅基础承载力复合加载各向异性破坏包络面失稳破坏机理

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浅基础双曲拱桥水毁倒塌全过程仿真分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2021年第10期54卷 998-1007页

作者：熊文张大牛东南大学交通学院南京211189 道路交通工程国家级实验教学示范中心(东南大学) 南京211189

桥梁水毁具有极大突发性和破坏性,其发生机理主要为桥梁基础局部冲刷导致下部结构失稳与关键构件失效,进而引发全桥倒塌.传统分析方法将其视为冲刷与倒塌两个独立过程进行研究,忽略两者内在的强耦合性,难以客观真实反映桥梁水毁全过程.... 详细信息

桥梁水毁具有极大突发性和破坏性,其发生机理主要为桥梁基础局部冲刷导致下部结构失稳与关键构件失效,进而引发全桥倒塌.传统分析方法将其视为冲刷与倒塌两个独立过程进行研究,忽略两者内在的强耦合性,难以客观真实反映桥梁水毁全过程.首先,利用Ls-Dyna建立基于全桥有限元模型的结构倒塌模块,设置各构件接触条件和破坏准则,利用动态弹簧边界条件模拟局部冲刷发展;然后,利用Fluent建立包含推-悬移质泥沙运动的河床床面动网格冲刷分析模块,提出一种浅基础底部冲刷形态确定方法,拟合得到反映浅基础底部掏蚀特征的河床冲刷曲面,对该模块计算结果提取基础壁面波流应力以及基础底面掏空深度;采用Python建立冲刷-倒塌跨尺度界面,使得冲刷模块关键物理量经过插值处理和换算后实时传至倒塌模块,完成冲刷-倒塌全过程的跨尺度耦合分析.以江西某座已发生严重冲刷病害的桥梁为例,利用所提出的全过程仿真分析方法,明确了拱脚与桥墩接触应力是判断浅基础双曲拱桥倒塌的关键指标,揭示了该类桥型水毁的失效模式与机理,并验证了该方法的可行性与合理性.结果表明:拱圈拱脚与桥墩顶部界面接触失效是该类桥型水毁倒塌的根本原因;若冲刷桥墩为非制动墩,还会因不平衡水平推力引发相邻跨拱圈及拱上建筑的连续倒塌.

关键词：双曲拱桥浅基础冲刷水毁倒塌失效模式

浅基础沉降可靠性的Neumann随机有限元分析

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岩土力学 2001年第3期22卷 285-290页

作者：傅旭东茜平一刘祖德武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 广东水利电力职业技术学院广东广州510635

将随机土性分布参数模拟为随机场，用矩形和任意四边形局部平均随机场单元来离散随机场。对随机场离散技术和自协方差矩阵的组集方法进行了研究。提出了多维相关正态分布随机数的计算机模拟方法。同摄动随机有限元和直接Monte－Carlo随... 详细信息

将随机土性分布参数模拟为随机场，用矩形和任意四边形局部平均随机场单元来离散随机场。对随机场离散技术和自协方差矩阵的组集方法进行了研究。提出了多维相关正态分布随机数的计算机模拟方法。同摄动随机有限元和直接Monte－Carlo随机有限元相比，Neumann随机有限元具有较好的计算精度和计算效率。研制了Neumann随机有限元的程序，考虑荷载变异性和土性分布参数的变异性，用Neumann随机有限元法进行地基沉降和非均沉降的概率分析。

关键词： Neumann随机有限元随机场多维相关随机数特一卡罗浅基础沉降可靠性

DEM中砂土制样方法对浅基础承载力计算的影响

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西南交通大学学报 2023年第3期58卷 575-583页

作者：崔凯慈伟杨尚川西南交通大学高速铁路路线工程教育部重点实验室四川成都610031

离散元数值模拟中,不同的制样方法会导致土体孔隙比和均匀性存在差异,进而对浅基础承载力的模拟计算结果产生影响,因此需要分析不同制样对浅基础承载力影响的问题.本文分别使用粒径放大法、Distribute法、GM(grid method)法和欠层压实... 详细信息

离散元数值模拟中,不同的制样方法会导致土体孔隙比和均匀性存在差异,进而对浅基础承载力的模拟计算结果产生影响,因此需要分析不同制样对浅基础承载力影响的问题.本文分别使用粒径放大法、Distribute法、GM(grid method)法和欠层压实法对无黏性砂土进行制样,且试样在10g的重力场下进行地应力平衡;利用测量圆对不同位置土体孔隙比、水平应力和竖直应力进行监测,得到试样平均孔隙比e和小于1的侧向土压力系数K0值;通过在试样表面放置刚性墙体并以相同的速度加载来模拟浅基础承载力试验,研究不同制样方法对浅基础承载力的影响.研究结果表明:GM法与欠层压实法生成的试样,其孔隙比接近最初设置的目标孔隙比,误差约为3.5%;而粒径放大法与Distribute法生成的试样,其孔隙比会小于目标孔隙比,误差为20.0%左右;在试样整体均匀性方面,GM法得到的试样均匀性最好,随后依次是欠层压实法、Distribute法和粒径放大法;由于不同制样方法所得的试样孔隙比和K0不同,在浅基础承载力模拟计算中不同制样方法得到的承载力关系为:GM法<欠层压实法<粒径放大法

关键词：离散元法承载力孔隙比侧向土压力系数浅基础

基于滑移线法的黏土海床中浅基础固结承载力分析

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1047-1056页

作者：李志坚廖晨聪张璐璐叶冠林上海交通大学海洋工程国家实验室上海200240 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室上海200240

为评估海底浅基础服役过程的承载力时变规律,推导了预载作用下黏土海床完全固结后的不排水抗剪强度分布,利用滑移线法给出了应力特征线方程并求解出浅基础固结承载力,研究了预载比、土体不均匀性、有效内摩擦角和基础尺寸对浅基础固结... 详细信息

为评估海底浅基础服役过程的承载力时变规律,推导了预载作用下黏土海床完全固结后的不排水抗剪强度分布,利用滑移线法给出了应力特征线方程并求解出浅基础固结承载力,研究了预载比、土体不均匀性、有效内摩擦角和基础尺寸对浅基础固结承载力的影响.结果表明:浅基础固结承载力的相对增长幅度和预载比近似呈线性关系,由土体不均匀因子和有效内摩擦角共同决定,不受基础尺寸的影响.通过与水土耦合有限元分析结果进行比较,对所提方法的准确性进行了严格的验证,表明了该方法的有效性.最后,根据有限元结果分析了滑移线解的误差来源,发现孔压计算差异是导致固结承载力预测结果产生误差的主要原因.该滑移线解可快速准确地预估浅基础固结承载力的增长规律,为海底浅基础的优化设计提供重要参考.

关键词：黏土海床浅基础固结承载力滑移线法预载作用

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各向异性软黏土地基上浅基础破坏包络面研究

岩石力学与工程学报 2010年第11期29卷 2362-2369页

作者：范庆来栾茂田鲁东大学岩土工程重点实验室山东烟台264025 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

根据已有的关于土体强度各向异性的表达式,针对基于Tresca屈服准则的理想弹塑性模型进行改进,使之可以考虑不排水条件下软黏土强度的各向异性,并在大型通用有限元软件ABAQUS中予以数值实施。联合应用swipe加载模式和固定位移比加载模式... 详细信息

根据已有的关于土体强度各向异性的表达式,针对基于Tresca屈服准则的理想弹塑性模型进行改进,使之可以考虑不排水条件下软黏土强度的各向异性,并在大型通用有限元软件ABAQUS中予以数值实施。联合应用swipe加载模式和固定位移比加载模式,对于条形浅埋基础在竖向荷载V、水平荷载H与力矩荷载M的复合加载条件下的承载性能进行比较系统的数值模拟,主要探讨地基土不排水强度的各向异性、竖向荷载水平对于浅基础在H-M荷载空间内的破坏包络面的影响。首先进行浅基础分别在竖向、水平与力矩荷载单独作用下极限承载力的计算,并与已有结果进行对比。进而对于不同竖向荷载水平下浅基础在H-M荷载空间内的破坏包络面特性进行分析。计算结果表明:当浅基础埋深与宽度之比较大或基础承受三维自由度加载时,swipe加载模式得到的加载路径比真实的破坏包络面明显偏小;对于给定埋深的浅基础,其包络面的大小与地基土强度的各向异性与竖向荷载水平都有关系,而在归一化荷载平面内,包络面形状主要受到竖向荷载水平的影响,而与地基土强度的各向异性无关。

关键词：土力学软土地基承载力浅基础复合加载各向异性有限元分析

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空洞的存在对浅基础承载力与沉降的影响分析

岩石力学与工程学报 2007年第6期26卷 1123-1131页

作者：彭芳乐清住真高伟大内正敏同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室日本白石(建设)公司技术本部日本东京116024

空洞的位置、形状、大小以及地基土的类型等诸因素都会对浅基础的承载力和沉降产生影响。利用一系列的二维弹塑性有限元方法分析一个空洞存在时其位置对浅基础承载力与沉降的影响,并对其发生机制进行研究。研究结果表明:空洞对浅基础承... 详细信息

空洞的位置、形状、大小以及地基土的类型等诸因素都会对浅基础的承载力和沉降产生影响。利用一系列的二维弹塑性有限元方法分析一个空洞存在时其位置对浅基础承载力与沉降的影响,并对其发生机制进行研究。研究结果表明:空洞对浅基础承载力与沉降的影响存在一个极限范围。只有当空洞存在于这个影响极限范围之内时,空洞的存在才会显著地影响基础的承载力和沉降。另外,基于有限元量化分析结果,还提出一个简单实用的浅基础承载力的空洞影响效果计算方法。

关键词：土力学空洞浅基础承载力数值分析

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力矩与水平荷载作用下浅基础破坏包络面方程

北京工业大学学报 2012年第7期38卷 1020-1024页

作者：范庆来郑静许成顺鲁东大学岩土工程重点实验室烟台264025 鲁东大学交通学院烟台264025 北京工业大学建筑工程学院北京100124

为了解决力矩与水平荷载作用下浅基础破坏包络面形状在埋深较大情况下趋于复杂的问题,根据力的平移定理,针对均质和非均质地基上的浅基础,提出了一种搜寻浅基础最优荷载参考点的数值计算方法.基于该方法得到荷载参考点,联合采用swipe加... 详细信息

为了解决力矩与水平荷载作用下浅基础破坏包络面形状在埋深较大情况下趋于复杂的问题,根据力的平移定理,针对均质和非均质地基上的浅基础,提出了一种搜寻浅基础最优荷载参考点的数值计算方法.基于该方法得到荷载参考点,联合采用swipe加载和固定位移比加载方法进行平面应变有限元分析,得到的二维破坏包络面形状比传统的基于基底中心的包络面趋于对称和简单,给出了浅基础二维破坏包络面的统一数学方程.计算结果表明,该方程能合理描述较大埋深范围内的浅基础在力矩与水平荷载的复合加载情况下的承载性能.

关键词：浅基础承载力复合加载破坏包络面有限元方法

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微型桩加固浅基础的离心模型试验研究

岩土工程学报 2021年第S2期43卷 56-59页

作者：李子曦罗方悦张嘎清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室

微型桩被广泛应用于建筑物加固等工程领域。进行了微型桩加固浅基础与不加固情况的加载离心模型试验,观测并对比了加固和不加固条件下基础和地基的变形响应,分析了微型桩加固浅基础的规律。结果表明微型桩将荷载传导至持力层,承担的荷... 详细信息

微型桩被广泛应用于建筑物加固等工程领域。进行了微型桩加固浅基础与不加固情况的加载离心模型试验,观测并对比了加固和不加固条件下基础和地基的变形响应,分析了微型桩加固浅基础的规律。结果表明微型桩将荷载传导至持力层,承担的荷载占比在75%以上。微型桩显著减小了浅基础的沉降量且使得地基变形更均匀。微型桩对地基沉降的影响范围主要在浅基础宽度的1.5倍范围内。与未加固方案相比,微型桩加固方案的荷载影响区域深度偏小。研究得出的规律为微型桩在现实工程中的应用提供参考。

关键词：离心模型试验微型桩浅基础加固承载力变形