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刚性基础下复合地基褥垫层加筋影响研究

建筑科学与工程学报 2022年第1期39卷 106-115页

作者：芮瑞谷金林郑筱彦陈成翟玉新孙义武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 中铁建设集团有限公司北京100040

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程... 详细信息

为了提高桩土荷载分担比,一些建筑工程桩筏基础下的复合地基采用了加筋垫层,然而加筋垫层复合地基的变形协调与荷载传递的影响还缺乏深入研究。采用自制的二维多活动门试验装置与椭圆钢棒相似土填料,开展了无筋褥垫层随桩间土下沉过程的模型试验,获得了不同垫层厚度下无筋垫层的变形与应力协调特性。在模型试验基础上,采用颗粒离散元DEM数值模拟建立了无筋与加筋垫层数值模型,揭示了有、无加筋条件下的褥垫层工作特性区别,并探讨了褥垫层厚度、桩间净距以及加筋位置等对褥垫层工作特性的影响。结果表明:当加筋高度距桩顶超过100 mm时,桩土应力比曲线和褥垫层变形均接近未加筋的情况;加筋体设置高度小于100 mm时,下方颗粒垫层的变形协调会受到影响,格栅与下部垫层之间产生脱空现象,从而导致桩土应力比随着桩间土下沉量的增加而出现陡升;陡升段起点对应的桩间土下沉量随着加筋位置的提高而增加,工程中可能会导致复合地基桩体超过承载力而引起复合地基发生破坏。

关键词：复合地基褥垫层土工加筋刚性基础活动门试验离散元

黏弹性地基中埋置刚性圆柱状基础水平振动问题

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土木工程学报 2023年第11期56卷 155-164页

作者：郑长杰何育泽甘世顺栾鲁宝福建理工大学福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福建福州350118 福建理工大学土木工程学院福建福州350118 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 中国海洋大学山东青岛266100

考虑埋置基础侧面土体作用,对黏弹性半空间中埋置刚性圆柱状基础在水平简谐荷载作用下的动力响应特性进行了理论研究。基于弹性动力学理论,建立黏弹性土和基础的动力控制方程,并结合混合边值条件,使用Hankel积分变换得到基础水平动力放... 详细信息

考虑埋置基础侧面土体作用,对黏弹性半空间中埋置刚性圆柱状基础在水平简谐荷载作用下的动力响应特性进行了理论研究。基于弹性动力学理论,建立黏弹性土和基础的动力控制方程,并结合混合边值条件,使用Hankel积分变换得到基础水平动力放大系数和动力刚度表达式。将所得理论解与已知经典解对比以验证其正确性,并通过数值计算分析刚性基础和地基土的主要参数对动力放大系数和动力刚度的影响。分析结果表明:基础埋深比及侧面土体相对刚度可显著影响基础水平动力刚度和动力放大系数,且基础侧面土体作用对基础动力刚度的贡献占比随之增大而愈加突出。地基土体阻尼比和泊松比对基础刚度系数的影响较大,阻尼比对其影响随激振频率增大更趋明显,泊松比对其影响在低频和高频范围内得到相反的规律。

关键词：刚性基础水平荷载动力放大系数黏弹性半空间

刚性基础下现浇X形桩复合地基桩-土应力比分析

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岩土力学 2012年第6期33卷 1774-1780页

作者：吕亚茹丁选明刘汉龙崔允亮河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心南京210098

桩土应力比是反映复合地基承载特性的重要参数之一,可反映复合地基的荷载传递和变形机制。做为一种新型桩,目前尚未得出统一的计算X形桩复合地基桩土应力比的公式。沉淀池、滤池等构筑物是典型的具有混凝土底板(刚性基础)的结构,刚性基... 详细信息

桩土应力比是反映复合地基承载特性的重要参数之一,可反映复合地基的荷载传递和变形机制。做为一种新型桩,目前尚未得出统一的计算X形桩复合地基桩土应力比的公式。沉淀池、滤池等构筑物是典型的具有混凝土底板(刚性基础)的结构,刚性基础下桩复合地基的承载性能有别于柔性基础。故结合南京桥北污水处理厂地基处理工程做现场静载荷试验,应用有限元软件ABAQUS建立刚性荷载板下现浇X形混凝土桩复合地基的模型,模拟不同桩身弹性模量、桩周土压缩模量、桩长、褥垫层厚度和压缩模量等参数下现浇X形混凝土桩复合地基的桩土应力比,结果表明,桩身或褥垫层模量增大、桩周土体模量减小、褥垫层厚度减小、桩长等增加都能使桩土应力比增大;现浇X形桩复合地基桩土应力比理想值为20～25,此时桩身模量取10～20 GPa,碎石褥垫层的厚度为20～40 cm,模量为30～45 MPa。

关键词：现浇X形混凝土桩刚性基础复合地基有限元模拟桩土应力比

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刚性基础下复合地基褥垫层细观工作机制

岩土力学 2019年第2期40卷 445-454页

作者：芮瑞孙义朱勇吴端正夏元友武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

垫层是保证变形协调、实现复合地基荷载合理分配的关键组件。但目前对垫层细观工作机制的认识还不够深入,参数选取主要依赖经验。为了进一步揭示垫层协调工作机制,利用自制试验装置进行了3种不同填料高度下的砂垫层可视化平面应变试验... 详细信息

垫层是保证变形协调、实现复合地基荷载合理分配的关键组件。但目前对垫层细观工作机制的认识还不够深入,参数选取主要依赖经验。为了进一步揭示垫层协调工作机制,利用自制试验装置进行了3种不同填料高度下的砂垫层可视化平面应变试验。结合2D DEM数值正交试验,揭示了不同尺寸参数组合下垫层的3种变形形态及其细观力链分布特征,指出变形形态与垫层相对厚度(厚度与桩间净距的比值)有关,并提出了按相对厚度控制垫层参数选取的建议。同时,通过垫层细观工作机制分析,提出垫层协调性能的评价指标,利用正交试验分析得到了垫层厚度与桩间净距是影响垫层变形协调能力的显著因素,给出了指标的取值上限值以指导垫层参数设计。

关键词：褥垫层复合地基刚性基础工作机制模型试验

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刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

水利学报 2012年第12期43卷 1500-1506页

作者：杨广庆周亦涛熊保林 Liu Huabei 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北工程技术高等专科学校交通工程系河北沧州061001 美国纽约城市大学土木工程系纽约10031

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究,分析了施工期及竣工后1.5年期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明:刚性基础上加筋体底部垂直土压... 详细信息

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究,分析了施工期及竣工后1.5年期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明:刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布,最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布,最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布,且随上覆填土厚度的增加而增大,数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力远小于主动土压力,竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大,应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布,各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%,竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。

关键词：双级加筋土挡墙刚性基础土压力拉筋变形现场试验

刚性基础下土工格栅加筋碎石垫层变形特性试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第9期45卷 3244-3248页

作者：李运成彭振斌何杰中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007

为探讨刚性基础下土工格栅加筋碎石垫层的变形特性,设计9种不同工况的垫层模型并分别进行静载试验,获取各工况下垫层的荷载-沉降曲线和变形模量,分析垫层厚度、土工格栅及其层数和铺设位置对碎石垫层及加筋碎石垫层变形模量的影响。研... 详细信息

为探讨刚性基础下土工格栅加筋碎石垫层的变形特性,设计9种不同工况的垫层模型并分别进行静载试验,获取各工况下垫层的荷载-沉降曲线和变形模量,分析垫层厚度、土工格栅及其层数和铺设位置对碎石垫层及加筋碎石垫层变形模量的影响。研究结果表明:在其他条件不变的情况下,加筋碎石垫层的变形模量比碎石垫层的变形模量大,且厚度较小的垫层加筋后其变形模量提升幅度较大;加筋碎石垫层的变形模量随垫层厚度的减小、土工格栅层数的增加和铺设位置的上移而增大;土工格栅铺设位置对垫层变形模量的影响随格栅层数的增加而减小;研究成果能为复合地基中加筋垫层的优化设计提供参考。

关键词：土工格栅垫层刚性基础变形模量

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考虑三维变形的柔性和刚性基础沉降计算方法

岩土力学 2013年第7期34卷 1874-1880页

作者：王洪新上海城建市政工程(集团)有限公司上海200065 香港理工大学建设及环境学院

传统的分层总和法不能考虑地基三维变形,计算基础沉降的误差非常大。为了减小分层总和法修正系数的范围,基于侧限压缩试验的e-p曲线,推导了能够考虑三维变形的柔性基础沉降算法。只要把传统算法的分层压缩量乘以一个修正系数,新算法就... 详细信息

传统的分层总和法不能考虑地基三维变形,计算基础沉降的误差非常大。为了减小分层总和法修正系数的范围,基于侧限压缩试验的e-p曲线,推导了能够考虑三维变形的柔性基础沉降算法。只要把传统算法的分层压缩量乘以一个修正系数,新算法就可以在分层总和法基础上考虑地基土的侧向变形。进一步地,通过调整基础底面的压力分布,推导了条形刚性基础沉降的近似算法。算例分析表明,考虑三维变形的沉降算法可以解决传统分层总和法在计算小尺寸基础时沉降过小的问题。计算表明,小尺寸刚性基础沉降计算结果比传统分层总和法大,大尺寸刚性基础沉降计算结果比传统分层总和法小,这可能是导致分层总和法修正系数范围过大的原因之一。应用文中方法有希望减小分层总和法的一部分误差。

关键词：地基沉降柔性基础刚性基础分层总和法

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刚性基础软土地基的真空预压处理

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2006年第4期25卷 539-542页

作者：秦焱王清侯红英吉林大学建设工程学院吉林长春130026 中国水电工程顾问公司北京100011

以南方某污水处理厂现场监测资料为依据,分别采用双曲线法、指数曲线法、Asaoka法推算地基的最终沉降量、分析真空预压的加固效果。通过Terzaghi固结理论反算地基水平平均固结系数,计算值较室内试验值更符合实际,弥补了室内试验的不足... 详细信息

以南方某污水处理厂现场监测资料为依据,分别采用双曲线法、指数曲线法、Asaoka法推算地基的最终沉降量、分析真空预压的加固效果。通过Terzaghi固结理论反算地基水平平均固结系数,计算值较室内试验值更符合实际,弥补了室内试验的不足。虽然真空预压法在刚性基础软土地基中的加固效果较好,拓宽了其应用领域,但是仍然存在着一定的工后残余沉降量,应在结构设计中预以考虑。

关键词：刚性基础最终沉降量太沙基固结理论固结系数

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柔性和刚性浅基础的地基承载能力分析

岩土力学 2008年第12期29卷 3375-3380页

作者：马少坤黄茂松刘怡林同济大学岩土及地下工程教育部重点试验室上海200092 广西大学资源与环境学院南宁530004 同济大学地下建筑与工程系上海200092 交通部公路科学研究所北京100088

为了研究刚性和柔性加载面下地基的破坏机制和极限承载力,着重对比分析了不考虑土体自重条件下柔性基础、基底完全光滑或完全粗糙的刚性基础的地基,采用关联流动的Mohr-Coulomb内切圆屈服准则,通过增量加载的有限元方法,全程模拟了地基... 详细信息

为了研究刚性和柔性加载面下地基的破坏机制和极限承载力,着重对比分析了不考虑土体自重条件下柔性基础、基底完全光滑或完全粗糙的刚性基础的地基,采用关联流动的Mohr-Coulomb内切圆屈服准则,通过增量加载的有限元方法,全程模拟了地基由初始的线弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态的过程。通过对这3种基础类型下地基的计算结果的对比分析,并结合国内外模型试验成果,得到如下结论:柔性和刚性浅基础地基在不考虑土体自重的条件下有相近的地基极限承载力,但基底水平面上竖向应力和位移的发展规律、临塑荷载及滑动面有着明显的区别。

关键词：地基极限承载力屈服准则增量加载柔性基础刚性基础