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成层土中桩的承载力——第Ⅱ部分砂土覆盖粘土

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水运工程 1981年第4期 29-32页

作者：倪叙懋卞澄川水运规划设计院

在砂土覆盖粘土或粘土厚层内有夹砂层的情况下,如果桩尖在砂层或夹砂层中接近砂和粘土交界面处,则桩可能会因冲穿砂层进入下卧粘土层而导致失效。本文根据模型桩试验和现场观测的结果,对砂层中受冲击作用的桩端阻力和表面摩阻力进行了... 详细信息

在砂土覆盖粘土或粘土厚层内有夹砂层的情况下,如果桩尖在砂层或夹砂层中接近砂和粘土交界面处,则桩可能会因冲穿砂层进入下卧粘土层而导致失效。本文根据模型桩试验和现场观测的结果,对砂层中受冲击作用的桩端阻力和表面摩阻力进行了探讨。

关键词：模型桩松砂成层土砂层厚度端阻力粘土桩群中桩折减系数桩尖砂土无粘性土

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群桩沉降简化计算方法

岩土力学 2012年第2期33卷 382-388,432页

作者：张乾青张忠苗浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058 浙江大学岩土工程研究所杭州310058

将均质土和成层土中的单桩桩顶沉降分成桩端力引起的沉降、桩身压缩和桩侧阻力引起的沉降3部分分别计算,获得单桩沉降后,运用等代墩法可获得群桩的平均沉降。单桩沉降计算方法可考虑桩端力与桩端位移的非线性关系和桩侧阻力引起沉降的... 详细信息

将均质土和成层土中的单桩桩顶沉降分成桩端力引起的沉降、桩身压缩和桩侧阻力引起的沉降3部分分别计算,获得单桩沉降后,运用等代墩法可获得群桩的平均沉降。单桩沉降计算方法可考虑桩端力与桩端位移的非线性关系和桩侧阻力引起沉降的非线性特性,同时计算方法可考虑桩身压缩对桩顶沉降的贡献。算例分析表明,计算值与实测值和其他方法的计算值有较好的一致性,验证了该方法的合理性。

关键词：单桩群桩均质土成层土沉降桩身压缩等代墩法

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成层土单桩有限里兹单元法分析

浙江大学学报（自然科学版） 1996年第4期30卷 366-374页

作者：蒋镇华龚晓南曾国熙浙江大学土木系

本文将成层土单桩问题划分成有限个单元，每个单元设定一个含待定参数的位移函数，用位移交分法求得待定参数，得到近似解．本文对照现场试验，与考虑分层的积分方程法作了比较。

关键词：成层土单桩有限里兹单元法桩基荷载传递法

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土体强度折减法存在的问题及其讨论

工业建筑 2017年第1期47卷 89-95页

作者：王成华崔晓峰天津大学建筑工程学院天津300072

为深入了解土体强度折减法所存在的问题,对土体强度折减法的提出、发展和应用进行系统的研究和总结。分类概述了强度折减法的理论概念、边坡破坏面的位置和方向以及基于强度折减法数值分析等方面的研究进展及存在的问题,重点对强度折减... 详细信息

为深入了解土体强度折减法所存在的问题,对土体强度折减法的提出、发展和应用进行系统的研究和总结。分类概述了强度折减法的理论概念、边坡破坏面的位置和方向以及基于强度折减法数值分析等方面的研究进展及存在的问题,重点对强度折减法用于分析成层土及带有结构物边坡的合理性、边坡失稳判据和安全系数等三个方面存在的不足进行评述,并对其进一步的研究和应用提出了建议。

关键词：强度折减法土坡稳定成层土结构物失稳判据安全系数

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基于变分法的墙后成层土土压力计算研究

基于变分法的墙后成层土土压力计算研究

作者：杨扬重庆大学

学位级别：硕士

土压力计算是土力学三大经典问题之一,前人在墙后均质土的前提下推导了各样的挡土墙土压力计算方法。而对于成层土的计算问题,除了朗肯土压力理论外,其他均采用近似计算的方法如等效法和分层计算法等,这些方法在应用时存在很大的局限性... 详细信息

土压力计算是土力学三大经典问题之一,前人在墙后均质土的前提下推导了各样的挡土墙土压力计算方法。而对于成层土的计算问题,除了朗肯土压力理论外,其他均采用近似计算的方法如等效法和分层计算法等,这些方法在应用时存在很大的局限性。本文从极限平衡变分法出发,提出了成层土土压力计算的精确模型和计算方法,并应用于实际支挡工程的设计计算,具体如下:（1）采用考虑土体实际抗拉强度的强度包络线简化折线模型,推导了确定墙后土体开裂深度的计算公式,提出了考虑抗拉强度的土压力变分计算模型。通过方法讨论和算例对比验证了改进变分模型的准确性。在库仑或朗肯条件下,库仑解或朗肯解的土压力合力值在本文解范围内,但库仑解或朗肯解的土压力合力作用位置与本文解有所不同。（2）基于变分法理论,证明了自变量函数具有尖点时,泛函的极值存在,且自变量函数尖点两端均满足欧拉微分方程,且具有尖点的各段曲线等周常数相同。使极限平衡变分法理论用于解决成层土土压力问题成为可能,并据此推导了墙后成层土土压力的变分计算模型。（3）提出求解成层土土压力的计算方法,考虑滑裂面及其上正应力函数的连续性,考虑各段滑裂面上下端点的约束条件,获得了各层土体中滑裂面形状及其上正应力的分布情况,解决了传统成层土土压力对滑裂面假设的局限性。采用FLAC3D模拟了平动模式下的土压力,所得结果均与本文解接近,充分证明了本文方法的准确性。（4）对成层土变分计算影响因素进行了研究:1)分析了地下水作用对土压力变分模型的影响,结果表明无论是水土分算亦或水土合算原则只是取值参数不同,对变分模型没有影响;2)分析了层间过渡带存在对滑裂面的影响,并对滑裂面通过过渡带的两个情况进行了理论探讨;3)考虑成层土的土层性质对土压力变分计算结果的影响,揭示对土压力变分计算结果的主要影响因素。（5）结合MATLAB开发出了土压力的计算程序,程序考虑地下水作用的情况、可计算主、被土压力。并将本文方法应用于一抗滑桩工程实例的土压力计算中,为本文方法应用到工程设计中提供一个参考。

关键词：土压力变分法成层土 MATLAB

基于分段线性方法的竖井地基大应变非线性固结研究

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基于分段线性方法的竖井地基大应变非线性固结研究

作者：杨鹏华中科技大学

学位级别：硕士

在软土地基上修建结构物需事先处理,以塑料排水板为排水体的真空联合堆载预压法出于多项优点,被广泛应用于工程中。随着土地资源日益紧缺,不少工程选址于深厚软土层上,这类土体成层特性明显、压缩性和渗透性高度非线性变化、土体中存在... 详细信息

在软土地基上修建结构物需事先处理,以塑料排水板为排水体的真空联合堆载预压法出于多项优点,被广泛应用于工程中。随着土地资源日益紧缺,不少工程选址于深厚软土层上,这类土体成层特性明显、压缩性和渗透性高度非线性变化、土体中存在非达西渗流、初始应力水平低甚至未完成自重固结、往往发生大变形沉降,这给准确地进行竖井地基固结计算提出了难题。鉴于目前的计算方法尚未能综合考虑上述因素,迫切需要开展兼具准确性和实用性的计算方法研究,以用于指导工程实践。论文先是说明所述的计算方法如何考虑土体的大应变、材料非线性、涂抹效应、竖井未打穿、等应力与等应变条件、真空联合堆载、变荷载、有膜与无膜真空法、真空损失、非达西渗流、土体的欠固结性和成层性等因素。通过与现有解析解、数值解、试验以及工程实测结果的对比,证明了计算方法的准确性和实用性,表明了该方法具有广泛的适用范围。论文借助多组算例开展了系统性的竖井地基固结分析。分析结果表明:大、小应变解有本质区别,最终应变量增大时两者的结果差异也增大。大应变、材料非线性和非达西渗流综合影响大、小应变解的结果差异和土体的固结进程,最终应变量增大时材料非线性和非达西渗流决定固结的加快或减慢;非达西渗流指数增大时,土体发生小应变则固结减慢,发生大应变则固结加快。等应变与等应力条件区别显著,如何选取应视堆载体刚度和施工工艺而定。考虑土体的欠固结性非常必要,欠固结土的土颗粒比重和初始厚度越大,最终沉降越大,固结速率越慢;初始孔隙比越大,最终沉降越大,固结速率越快。成层土分界处的竖向排水条件难以明确,这使得借助单层土方法叠加来等效计算成层土固结存在误差,竖井未打穿土层时应直接使用成层土方法计算;竖井打穿土层时,若各土层厚度相比于竖井等效影响半径具有4倍及以上的关系,则可使用单层土方法,土体中发生非达西指数渗流时同样可使用该等效原则。

关键词：竖井地基大应变成层土真空联合堆载非达西渗流

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风冰联合荷载作用下单桩风机动力响应分析

风冰联合荷载作用下单桩风机动力响应分析

作者：王婵中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

高纬度冬季结冰海域作业的风机不仅要承受风荷载,还受到海冰荷载的瞬时冲击与持续作用,会导致海洋结构物产生稳态振动,甚至共振,增大塔架结构的动力响应,致使结构倒塌造成不可挽回的损失。另一方面,桩周土在打桩施工及水平循环荷载作用... 详细信息

高纬度冬季结冰海域作业的风机不仅要承受风荷载,还受到海冰荷载的瞬时冲击与持续作用,会导致海洋结构物产生稳态振动,甚至共振,增大塔架结构的动力响应,致使结构倒塌造成不可挽回的损失。另一方面,桩周土在打桩施工及水平循环荷载作用下会发生不同程度的退化效应,降低结构的自振频率,也会给风机造成严重损害。本文针对风-冰联合荷载作用下桩周土体径向软化对风机振动特性的影响进行研究,做了如下工作。土体径向软化对成层土中桩顶刚度的影响。基于多圈层平面应变土体水平振动模型,得到桩周土体径向软化水平动刚度的解析解。在此基础上,建立了径向非均质成层土中桩基水平振动模型,利用传递矩阵法得到桩顶动刚度阵。在验证了模型的正确性的基础上,研究发现土体径向软化对桩顶刚度有显著影响,随桩土体模量衰减系数的降低,桩顶刚度降低,当系数取0.25时,桩顶水平刚度约降低至均质土刚度的0.7倍。风-冰联合荷载作用下风机振动特性的研究。基于渤海实测数据,采用锯齿型波对冰荷载进行拟合,与现有模型计算结果和实测数据对比,发现现有冰力模型计算结果偏大,相比较而言,本文提出的锯齿波拟合的冰荷载在幅值上比较接近实测数据;基于径向非均质成层土中的桩顶水平振动刚度矩阵,采用等效固定梁模型将桩土系统耦合到风机仿真软件FAST 8中,对风-冰联合荷载作用下单桩风机水平振动特性进行研究。结果表明,软化导致风机系统的自振频率降低,就本文研究的模型而言,当径向软化土体模量衰减系数取0.25时,风机自振频率已经低于1P;仅在风荷载作用下,径向软化对风机动力响应影响很小,风机塔顶、转角的平均值和方差几乎一样,响应谱几乎重合;仅在冰荷载作用下,径向软化对风机动力响应影响显著,间歇挤压冰荷载作用下塔顶水平位移和转角方差约是均质土的8.1倍;而连续挤压冰荷载作用下径向软化对风机塔顶响应影响比较显著较小,塔顶水平位移与均质土几乎相同,位移和转角方差约是均质土的1.2倍;在风-冰联合荷载作用下,软化对风-间歇挤压冰荷载组合荷载响应影响最大,虽然塔顶的位移与转角的平均值相差不大,但是当土体模量衰减系数取0.25时,塔顶水平位移方差约是均质土4.2倍,塔顶转角方差约是均质土的4.0倍,谱密度峰值约是均质土的6.1倍。

关键词：径向软化成层土冰荷载单桩风机水平振动

移动荷载作用下饱和地基中双洞隧道的动力响应

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移动荷载作用下饱和地基中双洞隧道的动力响应

作者：陈安华浙江大学

学位级别：硕士

随着我国轨道交通的快速发展,地铁逐渐成为城市居民日常出行普遍乘坐的一种交通工具,与此同时,由地铁运行引起的环境振动问题也受到了越来越多的关注。地铁运行将产生一定的噪音,不利于地铁沿线居民的身体健康,同时,地铁运行引起的环境... 详细信息

随着我国轨道交通的快速发展,地铁逐渐成为城市居民日常出行普遍乘坐的一种交通工具,与此同时,由地铁运行引起的环境振动问题也受到了越来越多的关注。地铁运行将产生一定的噪音,不利于地铁沿线居民的身体健康,同时,地铁运行引起的环境振动还会影响一些精密仪器的使用。在建设地铁时,往往成对地修建地铁隧道,而相邻隧道对地铁运行产生的动力响应的影响不可忽视,因此有必要对地铁运行在双洞隧道下产生的土体动力响应开展研究。本文建立了一个三维有限元模型,用来研究运行在两个平行隧道中的移动荷载引起的土体和衬砌动力响应问题。并且,考虑到东南沿海地区地下水位高,基于Biot多孔介质理论,将隧道周围土体模拟为饱和土,并将地铁荷载简化为加载在隧道底部衬砌上的移动点荷载。本文使用饱和土体三维有限元动力分析程序TSSVP结合MTF人工边界对模型进行求解,对由地铁运行引起的埋置于半空间饱和土体的双洞隧道动力响应进行研究。首先,本文介绍了饱和土体三维动力有限元分析程序TSSVP,其采用独特的刚度矩阵存储方式可以大幅提高运算效率,并能实现对饱和土体单元的模拟。同时,采用饱和土体多次透射人工边界MTF,使得弹性波在边界被有效地透射,避免反射波干扰计算结果。并且,通过计算由施加在圆形腔体表面的径向荷载引起的瞬态响应与已有解析解对比,验证了分析程序的有效性。其次,建立埋置于均质饱和土体中的双洞隧道模型,并分别探究比较了单洞隧道与双洞隧道、饱和土体与单相土体、单荷载与双荷载以及双荷载运行方向异同等工况下对动力响应影响的差异。同时还探究了荷载移动速度,双洞隧道的埋深与间距,土体弹性模量等参数对预测结果的影响。研究结果表明,由地铁运行在双洞隧道时引起的动力响应大于仅考虑单洞隧道的情况。两隧道间距,隧道埋深,荷载运行速度以及土体弹性模量都是影响土体和隧道动力响应大小的重要因素。存在临界速度,当荷载移动速度接近该速度时,土体与隧道的动力响应将被放大。最后,在原先模型基础上,将土体划分为均等高度的两层,建立埋置于双层饱和土体中的双洞隧道模型,探究了不同土层分布,分层土体的相对模量以及土体分界线相对隧道的不同位置对预测响应结果的影响。数值分析结果表明,土层分布位置对由移动荷载运行引起的土体和衬砌动力响应有一定的影响。隧道-土体系统的临界速度受双洞隧道下方土层的性质影响较大。分层土体中双洞隧道与土层分界线的相对位置也会对土体与隧道之间的相互作用情况产生影响。

关键词：双洞隧道饱和多孔介质 Biot理论成层土临界速度多次透射人工边界动力响应三维有限元方法

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隔水层之上悬挂止水帷幕基坑渗流量计算

工业建筑 2017年第2期47卷 113-118页

作者：曹净汪尺张丙军刘海明昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 潍坊市建筑设计研究院有限责任公司山东潍坊261031

实际工程中基坑渗流量的估算仍采用JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》推荐的算式,而规范中的大井法并没有考虑隔水层之上悬挂止水帷幕对基坑渗流的影响。基于Schwarz-Christoffel映射理论,建立隔水层之上悬挂止水帷幕基坑渗流简化... 详细信息

实际工程中基坑渗流量的估算仍采用JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》推荐的算式,而规范中的大井法并没有考虑隔水层之上悬挂止水帷幕对基坑渗流的影响。基于Schwarz-Christoffel映射理论,建立隔水层之上悬挂止水帷幕基坑渗流简化模型,并考虑成层土条件下的等效渗透系数,推导出理想边界下该类基坑渗流量式。以云南某基坑为例,运用简化模型推导的算式计算基坑渗流量,与实际渗流量进行比较,以此验证模型的有效性。

关键词：悬挂式止水帷幕 Schwarz-Christoffel映射渗流成层土