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考虑桩体刺入变形的透水混凝土桩复合地基固结理论研究

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岩土力学 2023年第8期44卷 2360-2368页

作者：韩柏林卢萌盟中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

现有的多元复合地基利用两种或者两种以上的桩型对地基土进行加固,以期提高地基承载力、加速地基固结。提出了一种兼具散体材料桩和刚性不排水桩自身优点的透水混凝土桩复合地基固结模型。工程中刚性桩与土体的压缩量并不相等,这与等应... 详细信息

现有的多元复合地基利用两种或者两种以上的桩型对地基土进行加固,以期提高地基承载力、加速地基固结。提出了一种兼具散体材料桩和刚性不排水桩自身优点的透水混凝土桩复合地基固结模型。工程中刚性桩与土体的压缩量并不相等,这与等应变条件存在着不一致的地方。为此,抛弃传统等应变假设,考虑桩体向垫层和下卧层的刺入变形,对传统等应变假定进行修正,同时考虑了扰动区土体水平渗透系数的抛物线变化和水在桩体内的径向、竖向渗流,给出了此类固结问题的控制方程和解答以及复合地基固结度的表达式,并对复合地基固结度的解进行了讨论。最后与其他复合地基解做了比较并对固结性状进行了分析,并针对透水混凝土桩孔隙引起的桩阻作用对地基固结速度的影响进行了验证。

关键词：固结透水混凝土桩复合地基修正等应变刺入变形

变荷载下长排水体-短不排水桩复合地基固结解析解

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岩土力学 2022年第5期43卷 1187-1196,1206页

作者：杨涛吉映竹上海理工大学土木工程系上海200093 上海市建工设计研究总院有限公司上海200030

基于向内径向渗流的轴对称固结模型,给出了变荷载下长排水体-短不排水桩组合型复合地基的固结方程,在单面排水条件下推导出组合型复合地基的固结解析解,包括排水体和排水体周边土体中的超静孔隙水压力解答和组合型复合地基整体平均固结... 详细信息

基于向内径向渗流的轴对称固结模型,给出了变荷载下长排水体-短不排水桩组合型复合地基的固结方程,在单面排水条件下推导出组合型复合地基的固结解析解,包括排水体和排水体周边土体中的超静孔隙水压力解答和组合型复合地基整体平均固结度解答。将组合型复合地基固结度解析解与三维有限元数值解进行了比较,证明了解析解的合理性。利用固结度解析解对影响组合型复合地基固结速率的主要因素进行了分析,研究了组合型复合地基的固结特性。结果表明:组合型复合地基的固结速率随着短不排水桩贯入比的增加而逐渐增大,随排水体的井阻和其周边涂抹区厚度的增加而减小。短不排水桩刚度和置换率的变化对组合型复合地基固结速率的影响较小。

关键词：组合型复合地基固结解析解不排水桩排水体

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考虑变井阻的多元复合地基固结理论研究

工程力学 2024年第6期41卷 44-54页

作者：白垚卢萌盟杨康赵明中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 浙江木石建设项目管理咨询有限公司浙江杭州311199

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径... 详细信息

该文以塑料排水板联合水泥搅拌桩多元复合地基为研究对象,通过假定排水板的渗透系数随时间呈指数型衰减,考虑了排水板在固结过程中的淤堵效应对地基固结性状的影响。同时,该文还考虑排水板的涂抹效应、水泥搅拌桩的扰动效应以及土体的径-竖向耦合渗流,推导得出多元复合地基的固结控制方程及其解答。通过与已有解答和现场试验的对比分析,验证该文解答的正确性。最后,采用参数敏感性分析法对多元复合地基固结性状进行研究。研究结果表明:复合地基井阻因子θ对固结后期影响较大,当θ值较大时,径向渗流由于排水板的淤堵效应将提前终止,最终仅由竖向渗流使得地基达到完全固结;初始渗透系数k_0越大,井阻因子θ越小,涂抹作用越弱,板和桩的置换率越高,复合地基固结速率就越快。

关键词：多元复合地基排水板变井阻效应固结淤堵效应

外荷载随时间变化下考虑起始电势梯度的一维电渗固结解析解

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岩土工程学报 2023年第3期45卷 580-589页

作者：葛尚奇江文豪郑凌逶谢新宇谢康和浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 浙大宁波理工学院浙江宁波315100 浙江大学温州研究院浙江温州325035

将起始电势梯度的概念引入电渗固结理论,基于相关假定建立了外荷载随时间变化下考虑有效电势衰减的一维电渗固结控制方程,利用变量代换和分离变量法获得了电渗固结通解,并给出了常见加荷形式下解析解的表达式。将退化解与已有解析解进... 详细信息

将起始电势梯度的概念引入电渗固结理论,基于相关假定建立了外荷载随时间变化下考虑有效电势衰减的一维电渗固结控制方程,利用变量代换和分离变量法获得了电渗固结通解,并给出了常见加荷形式下解析解的表达式。将退化解与已有解析解进行比较,并将所提解与有限差分解展开对比,验证了所提解答正确性。基于所提解析解,分析了相关参数对软土地基电渗固结特性的影响。结果表明:起始电势梯度的存在降低了超孔隙水压力绝对值和沉降量;水力渗透系数的减小有利电渗排水固结过程的进行,且电渗透系数与水力渗透系数比值越大,沉降量越大、电渗排水固结效果越好;当采用电渗联合堆载预压法加固时,电渗作用可降低因外荷载引起的正超孔隙水压力的最大值,提高固结排水时土体的稳定性。

关键词：电渗起始电势梯度变荷载解析解固结

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考虑循环变温的软土热固结模型

岩土力学 2022年第10期43卷 2768-2776页

作者：韩逸冬邓岳保曹光形朱瑶宏姚燕明宁波大学岩土工程研究所浙江宁波315211 宁波市轨道交通集团有限公司浙江宁波315012

在能源岩土工程发展需求背景下,土体工程特性的温度效应研究受到了国内外学者的广泛关注。针对现有关于循环变温热固结理论研究的不足,提出考虑循环变温条件下土体先期固结压力随温度循环次数变化的关系式,计算多次循环变温后软土的固... 详细信息

在能源岩土工程发展需求背景下,土体工程特性的温度效应研究受到了国内外学者的广泛关注。针对现有关于循环变温热固结理论研究的不足,提出考虑循环变温条件下土体先期固结压力随温度循环次数变化的关系式,计算多次循环变温后软土的固结压缩量。在此基础上,推导考虑循环变温的太沙基固结修正公式,分析整个循环变温过程中孔压和固结沉降的变化规律。最后通过与单元体测试结果进行对比,验证该计算模型的可靠性。研究结果表明,在循环变温和瞬时荷载的耦合作用下,土体的沉降变形和孔压随温度循环次数的变化而变化,且影响程度与循环次数相关;新型热固结模型为涉及循环变温的岩土工程问题分析提供了一定的理论支撑。

关键词：软土循环变温固结沉降孔压

考虑变井阻的增压式真空预压固结解析模型及解答

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岩石力学与工程学报 2023年第5期42卷 1259-1272页

作者：卢萌盟孙锦鑫李传勋高浪中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 杭州九米建筑设计有限公司浙江杭州310012

增压式真空预压法是一种新兴的软土改良技术,目前对其固结理论的研究成果相对较少,基本处于起步阶段。基于等体积应变假设和达西定律,提出一种包含增压管和排水板的新型等效固结解析模型。首先,针对地基固结过程中排水板出现的淤堵问题... 详细信息

增压式真空预压法是一种新兴的软土改良技术,目前对其固结理论的研究成果相对较少,基本处于起步阶段。基于等体积应变假设和达西定律,提出一种包含增压管和排水板的新型等效固结解析模型。首先,针对地基固结过程中排水板出现的淤堵问题,考虑排水板的变井阻效应,假定其渗透系数随时间指数衰减并随深度线性衰减;另外,考虑排水板涂抹作用以及土体内径–竖向渗流,推导了该模型的固结控制方程及其解析解。通过理论退化和比较研究,并与实际工程案例进行对比分析,验证了该解答的合理性。最后,通过参数敏感性分析对增压式真空预压固结特性进行研究,分析各种参数对固结性状的影响。结果表明:与传统真空固结解析模型相比,增压法能更有效地促进土体固结;考虑排水板的变井阻效应时,地基的固结进程将会减缓,且时间井阻因子αb的变化对地基后期固结速率的影响很大;单元内排水板布置越密集、土体泊松比越大、增压管影响区域越小或增压压力越大,均会导致地基固结加快。

关键词：土力学增压式真空预压淤堵效应变井阻排水板固结

考虑移动非达西流界面的弱透水层释水固结模型

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地球科学 2023年第9期48卷 3494-3503页

作者：赵月春王全荣中国地质大学环境学院湖北武汉430078

弱透水层中渗透流速慢,不利于监测其释水过程,于是常借助固结模型来综合评价地面沉降的演化过程.然而,传统的固结模型假定弱透水层中的渗流规律满足达西定律,可能与实际不符合.为此,本研究建立了考虑移动非达西流界面的固结模型,并采用... 详细信息

弱透水层中渗透流速慢,不利于监测其释水过程,于是常借助固结模型来综合评价地面沉降的演化过程.然而,传统的固结模型假定弱透水层中的渗流规律满足达西定律,可能与实际不符合.为此,本研究建立了考虑移动非达西流界面的固结模型,并采用有限差分法建立了该模型的数值解.其中,假设渗透系数与孔隙比都是应力的函数.通过与现有模型和室内实验数据的对比,验证了本研究模型的可靠性.结果表明新模型能更精确地模拟水位瞬时下降诱发的弱透水层固结过程.考虑移动非达西流界面的固结模型会延缓超孔隙水压力的消散过程,但不影响孔隙水压力的总消散量和总沉降量.考虑渗透系数衰减的固结模型,其孔隙水压力的消散与沉降量达到稳定的时间明显延长,且变渗透系数延缓了移动界面达到稳定的时间、致使移动界面稳定位置上移.

关键词：地面沉降弱透水层固结非达西流水文地质环境工程

基于环形等效的异形截面复合桩复合地基固结理论研究

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岩土力学 2022年第6期43卷 1513-1522,1532页

作者：卢萌盟单洁李红军李传勋中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221006 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221006 绿地浙江事业部浙江杭州310015 江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013

复合桩是指由两种不同材料经过复合施工形成一种新桩型,同一桩体由两种不同属性材料组成,从而起到互补增强的作用。以素混凝土芯砂石壳复合桩复合地基为研究对象,基于横截面积和周长恒定的原则,将其转化为等效环形单元。引入芯-桩面积比... 详细信息

复合桩是指由两种不同材料经过复合施工形成一种新桩型,同一桩体由两种不同属性材料组成,从而起到互补增强的作用。以素混凝土芯砂石壳复合桩复合地基为研究对象,基于横截面积和周长恒定的原则,将其转化为等效环形单元。引入芯-桩面积比(混凝土芯与复合桩横截面积之比),基于等应变假设和达西定律,并考虑施工扰动及荷载随时间变化、附加应力随深度变化的情况,提出了复合桩复合地基固结解析模型,并给出了4种不同荷载模下的显式解答。最后,通过参数敏感性分析对复合地基的固结特性进行研究。结果表明:周长一定的方桩中,正方形截面桩的空心比最小,超静孔隙水压力消散最快;地基固结与芯-壳压缩模量比、渗透系数比成正相关;随着顶部荷载值的增加,固结逐渐加快。

关键词：复合地基复合桩固结异形截面环形单元

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考虑温度效应的软土固结蠕变耦合模型

工程力学 2022年第8期39卷 103-113页

作者：邓岳保毛伟赟俞磊朱瑶宏谢康和宁波大学岩土工程研究所浙江宁波315211 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310027

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针... 详细信息

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针对典型滨海软土开展热固结蠕变试验,得到热固结蠕变特性及相关参数取值,建立考虑温度效应的固结蠕变经验公式。结合弹黏塑性理论和热固结理论,推导考虑温度效应的固结蠕变耦合力学模型。在合理性验证基础之上开展算例分析,结果表明:新型热固结蠕变耦合模型能反映土体变形的弹性、塑性、黏性和热胀冷缩属性,能描述土体的热孔压、热回弹和热沉降现象,还能分析软土长期变形的温度效应和时间效应;该成果为软土场地涉热岩土工程问题分析提供了可供参考的理论基础。

关键词：软土固结蠕变温度效应长期变形