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摘要:软土地区土体工程性质较差,土体所能提供的桩侧阻力较小,限制了 PHC 管桩承载性能的发挥.预应力高强混凝土竹节桩(PHDC桩)桩身每隔一定距离存在一个突出的竹节节点,竹节节点能够增加桩基的桩侧承载性能,从而提高桩基的极限承载力.为了研究 PHDC 桩在软土地基中的承载性能,进行了一系列 PHDC桩 PHC 管桩的现场静载试验,通过对试验结果的分析,得出以下结论:PHDC 桩施工过程对桩周土体的扰动程度较大;当休止期为15 d时,PHDC桩周围的土体强度未恢复,PHDC桩的极限承载力远低于设计值;当休止期增加到40 d时, 350(400)mm PHDC桩的极限承载力与400 mm直径的PHC管桩的极限承载力相同,说明当PHDC桩的桩周土体强度恢复时,PHDC桩的承载性能优于PHC管桩的承载性能;休止期为40 d时,3号4号PHDC桩达到极限承载力时的桩顶位移值分别为桩身直径的9.46%7.37%,大于PHC管桩达到极限承载力时所需要的桩顶沉降值....
摘要:针对已建盾构隧道注浆纠偏加固的问题,设计并进行常重力模型试验,根据纠偏试验的参数建立三维有限元模型.基于有限元模型研究不同注浆压力注浆位置下隧道变形的发展规律.试验数值分析结果表明,在隧道的侧下方注浆,会使已建隧道产生水平向位移竖向抬升,隧道横断面整体受压,局部受拉,水平直径减小,竖向直径增大.随着注浆压力的增大,隧道轴线的水平位移均增大,隧道断面变形程度增加.随着注浆深度的减小,隧道轴线处的水平位移逐渐减小,断面变形程度减小....
[期刊论文] 蔡露 周建 应宏伟 龚晓南
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:已有研究表明,不同软土沉积环境应力历史不同,其各向异性规律也不相同.针对目前学术界常常采用统一规律来描述不同软土的各向异性特性的现象,基于空心圆柱扭剪仪(HCA)杭州软黏土试验结果,结合其他学者的常规强度试验结果,分析土体破坏的微观机理,通过分析总结理论推导得到可以考虑土体特性的各向异性不排水抗剪强度理论公式.结合两种上限方法,并考虑破坏面上强度的折减(τf=Su·cosφ,对软土基坑抗隆起稳定进行分析,探讨了两种上限方法的适用性,针对多个算例,分析了深宽比H/B、围护结构插入深度D、墙土界面摩擦特性等几何因素及土体有效内摩擦角φ'、各向异性强度比k及强度沿深度非均质变化的斜率λ等强度参数的影响,最后结合工程实例,验证了公式的适用性....
摘要:静钻根植竹节桩是一种新型组合桩基础.大量试验研究表明,桩受到上拔荷载与压荷载时,桩侧极限摩阻力存在差异,并将抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力比值定义为抗拔侧摩阻力折减系数.为了研究静钻根植竹节桩在软土地基中抗拔与抗压条件下侧摩阻力大小的差异系数,通过一组现场试验得到了抗压桩与抗拔桩的荷载位移曲线,然后根据实测参数用有限元软件Abaqus对试桩进行模拟,并将现场试验与数值模拟的荷载位移曲线对比以验证模型的可靠性.研究结果表明:抗拔桩与抗压桩桩身轴力具有相似传递特性,静钻根植竹节桩在软土地基中的总侧摩阻力折减系数λ=0.5;桩端水泥土扩大头直径的增加对提高抗拔桩与抗压桩极限侧摩阻力作用不明显;静钻根植竹节桩的总侧摩阻力折减系数基本不随桩端扩大头直径的改变而改变....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:静钻根植竹节桩是利用静钻根植工法将预制竹节管桩插入到水泥土中而形成的管桩-水泥土组合桩基.采用有限元软件ABAQUS建立现场抗压试桩与抗拔试桩的分析模型,计算得到的荷载-位移曲线与现场静载试验结果吻合,验证了模型的可靠性,采用数值计算方法,分析了竹节桩的抗压与抗拔承载特性.研究结果表明:软土地区,静钻根植竹节桩的抗压承载性能优于抗拔承载性能;桩身竹节可以使竹节桩与水泥土紧密结合,竹节不直接与土接触分担上部荷载;桩身非扩径段水泥土在荷载作用下只起到传递剪应力的作用,不分担上部荷载;桩顶位移60 mm时,管桩承担抗压桩总端阻的25.8%,承担抗拔桩总端阻的16.6%,均小于水泥土扩大头分担的端阻;竹节桩长度比RN从0增大到0.375时,抗压桩极限承载力从3 045 kN增大到6 173 kN,抗拔桩极限承载力从1 910 kN增大到2 441 kN;竹节桩长度比从0增大到0.375时,抗压桩与抗拔桩桩端水泥土扩径段承担的荷载也明显增大;当竹节桩长度比从0.375增大到0.625时,静钻根植竹节桩的极限承载力、总侧摩阻力、管桩分担端阻水泥土分担端阻改善效果不明显....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:软土地区土体工程性质较差,土体所能提供桩侧摩阻力桩端阻力较小,预制桩桩身材料强度无法充分发挥.在预制桩压入土体过程中灌入砂石能够改善桩周土体性质,提高桩-土接触面摩擦性能,从而提高桩基的抗压极限承载力.为了研究填砂竹节桩的抗压承载性能,进行了一组现场静载试验ABAQUS三维建模计算,通过对试验计算结果的分析可以得出以下结论:软土地基中填砂竹节桩的抗压承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高;填砂竹节桩桩身轴力在竹节节点处减少幅度较大,竹节节点能够提高桩侧承载性能;软土地基中填砂竹节桩桩侧承载性能相比常规等截面管桩有了显著提高,且侧阻增大系数为1.15~1.40....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:盾构隧道施工过程中支护压力不足会引起开挖面失稳.针对浅埋盾构隧道,采用大比尺物理模型试验对盾构开挖面稳定进行研究.试验通过控制支护板移动速度来模拟开挖面失稳变形过程,并对支护压力地表变形进行监测,发现了支护力地表变形发展的3个阶段.与此同时,采用数码摄像技术对失稳土体实时观测,并利用颗粒图像技术对图像进行处理得到失稳土体的位移增量场.对比发现,位移增量场的变化规律与支护力地表变形的3个阶段相对应....
摘要:为研究电渗迁移过程,进一步揭示电渗机理,基于杭州软土自制电渗模型箱,分别采用铁石墨电极开展室内电渗试验,监测重力排水、电渗排水以及电渗前后土壤中多种金属元素含量的变化;监测电流排水量数据并据此计算电渗运移量.研究结果表明:在电渗排水过程中,钠离子钾离子质量浓度比重力排水过程中的大得多,镁离子钙离子质量浓度则比重力排水过程中的小得多,说明电渗法依赖双电层中低阶、小原子量反离子对水分的转移作用,土壤本身物理力学性质对电渗过程的影响主要通过双电层体现.电渗运移量对土壤含水率的敏感性与土壤类型密切相关,而对同一类土壤,其敏感性也可能会随着含水率范围的不同而呈现较大差异.在1.58 V/cm的电势梯度下,杭州软土电渗处理后的最终含水率为35%左右,说明对于含水率小于35%的杭州软土,电渗法效果不明显,不推荐采用电渗法进行处理....
摘要:针对路堤下刚性桩复合地基稳定性分析方法仍不够完善的现状,采用数值分析方法对路堤下不同位置桩体的损伤发展过程破坏模式进行了模拟分析,指出刚性桩对路堤稳定性的贡献因其所处位置不同而具有明显差异,其破坏模式可分为受压破坏、受弯破坏受拉破坏三类,并根据破坏模式的差异对路堤下的桩体进行了分区分类.基于极限平衡法基本原理,提出了考虑桩体破坏模式差异的路堤下刚性桩复合地基稳定分析方法,并通过算例与常用的其他四种稳定分析方法进行了对比分析.结果表明:所提出的稳定分析方法与数值分析方法的计算结果最为接近,是合理可行的....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:依托实际工程,基于Geostudio岩土分析软件,建立了框架预应力锚杆加固多级高边坡的动力分析模型.通过设置边界条件,输入水平地震作用,分析了边坡在地震作用下的位移响应、速度响应、加速度响应锚杆轴力响应.结果表明:水平地震作用下,边坡内的位移、速度、加速度锚杆的轴力等均随地震持时呈波动性变化.水平位移随时间变化显著且具有累积效应,边坡水平位移远大于竖直位移.坡体临空面水平加速度幅值明显增大,临空面对地震加速度具有放大效应.边坡总应力从坡底沿坡高递减,在坡底总应力最大.预应力锚杆的自由段与锚固段轴力均随地震持时波动性变化,自由段轴力较大,锚固段轴力沿远离自由段方向递减.分析结果可为框架预应力锚杆加固多级高边坡的地震响应提供一定的依据....
摘要:针对狭长型基坑的特点,提出基坑坑底抗隆起稳定分析方法.对比常用的4种坑底抗隆起稳定分析方法及其异同点,结合2个实际工程进行相关算例的分析,指出在软弱土地基中规范要求的抗隆起稳定安全系数偏高;针对现有方法在狭长型基坑稳定分析中的局限性,提出考虑基坑宽度影响的坑底抗隆起稳定计算方法,分别探讨淤泥质土粉土地基中基坑宽度、支护结构插入深度、开挖深度、土体抗剪强度指标被动区加固等因素对狭长型基坑稳定性的影响.分析结果表明:采用该方法可以避免狭长型基坑中圆弧滑动面穿过对侧支护结构的问题,合理地考虑基坑宽度等因素对基坑稳定性的影响....
[期刊论文] 张磊 龚晓南
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为研究桩头转动约束及桩身初始微倾斜对纵横向组合荷载作用下桩身侧向响应的影响,基于三参数形式的地基水平抗力系数,通过矩阵运算提出了桩身变形内力的半解析解,并与模型试验结果及已有解计算结果进行对比以验证其可靠性.计算结果表明:桩头转动刚度增加时,桩顶位移地表以下桩身最大弯矩减小,桩顶弯矩地表以下桩身最大弯矩距离桩顶的距离增大.桩身初始倾角增加时,桩身最大位移最大弯矩均线性增大,且随纵向荷载的增加其变化速率逐渐增大;纵向荷载增加时,桩身最大位移最大弯矩均增大,且随纵向荷载桩身初始倾角的增加其变化速率逐渐增大,而地表以下桩身最大弯矩距离地表的距离呈线性减小....
摘要:依托兰州市地铁某车站基坑工程,对基坑施工过程中的桩顶水平竖向位移、地表沉降、钢支撑轴力及地下水位进行了监测,并对监测数据进行了系统分析.监测结果分析表明,桩顶水平位移随着基坑的开挖由小变大逐渐趋于平稳,桩顶竖向位移随着开挖深度的增加而逐渐增加,在开挖的过程中钢支撑的轴力趋于稳定.最后借助有限元软对基坑开挖进行了数值模拟,并将模拟结果与监测结果进行了对比分析,结果表明,数值模拟监测结果变化规律基本一致,证明了钻孔灌注桩联合钢管内支撑结构安全可行,保证维护了基坑的稳定,为类似基坑的施工提供了有效可靠的参考资料....
[期刊论文] 朱成伟 应宏伟 龚晓南
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:总结现有关于水下隧道渗流场解析研究的优点不足,基于稳态渗流控制方程,结合保角变换方法,严格推导了水下隧道渗流场的解析解.该解能求解任意埋深考虑注浆圈作用的水下衬砌隧道渗流量以及水压力分布,并能退化到无衬砌水下隧道以及水下不透水管道两种极端情况,应用Comsol软件建立数值模型验证了新解答的正确性.利用本文解研究了隧道埋深、衬砌渗透系数、衬砌厚度等因素对隧道渗流量、衬砌外水压以及总水头分布的影响.研究发现当隧道埋深较小时,最大水压力出现在隧道顶部,而埋深较大时,则出现在隧道底部;衬砌外圈平均水压力及分布不均匀程度随着埋深的逐渐增大先减小后增加;其他参数不变时,存在某个埋深或者衬砌厚度使衬砌外水压力接近均布....
[期刊论文] 郭彪 龚晓南 李亚军
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:提出一种新的复合地基固结度求解方法及表达形式,推导得到了考虑桩体及土体的径竖向渗流,上部荷载分级逐渐施加,扰动区渗透系数呈线性变化等因素的一个较全面的散体材料桩复合地基固结解析解.通过退化、与已有解的比较等方法对解进行了分析验证.结果表明,现有的单级荷载及瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是解的特例,这说明了解的正确合理性,发展完善了现有复合地基固结理论.不考虑桩体径向渗流会高估地基固结速度;地基加载过程越缓,地基固结越慢.提出的求解方法,为复合地基固结度的求解提供了一种新的思路....
摘要:地下空间向更深、更广开发是我国城市化进程的必然趋势,新型工程机械设备技术对工程材料提出了更高要求.文章从开挖机械材料、支护材料、环境保护材料三个方面,分析了目前地下工程中主流材料的使用现状以及新型材料的发展趋势.除了要满足强度的要求,新材料还应当具备环境友好的特性.因此,自愈合材料、生物材料以及绿色支护材料的使用将是未来地下空间开发的发展方向....
[期刊论文] 朱亦弘 徐日庆 龚晓南
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CSTPCD 北大核心
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摘要:随着城市地下空间开发规模不断增大,城市地下空间开发的主要矛盾从基坑自身稳定问题逐渐转向基坑周边环境变形控制问题.周边环境复杂情况下的地下空间开发极易引起地表不均匀沉降,建筑物开裂,造成巨大的经济损失.因此需要系统性地研究城市各类明挖基坑开发形式所带来的环境影响及环境效应控制技术.本文介绍回顾了统计经验法、数值模拟法、模型试验法在明挖基坑引起的环境效应研究中取得的研究成果,总结了各类研究方法及成果的优势不足.介绍了现有环境控制技术及应用案例,总结了地下空间开发环境效应研究成果,并对今后研究方向提出了建议....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:静钻根植竹节桩是一种由预制桩水泥土组合而成的组合桩基,通过将预制桩水泥土的复合弹性模量作为其桩身弹性模量,同时考虑桩身弹性模量沿桩身改变以及桩端水泥土扩大头的作用,采用理想弹塑性荷载传递函数提出了一种在均匀地基中静钻根植竹节桩单桩沉降计算方法.在此基础上,提出了静钻根植竹节桩在层状地基中荷载-位移曲线的递推计算方法.用所提出的计算方法对实际工程中的静钻根植竹节桩试桩的荷载-位移曲线进行计算,并与实测曲线进行比较,验证了所提计算方法的可靠性.选取土体基于预制桩的桩侧摩阻力值作为静钻根植竹节桩的侧摩阻力,计算所得极限承载力与实测极限承载力接近,说明静钻根植竹节桩桩-土接触面摩擦性质与预制桩桩-土接触面摩擦性质相似,且优于钻孔灌注桩桩-土界面摩擦性质....
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北大核心 CSTPCD CSCD EI CBST
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摘要:土体饱渗透系数表现为天然的变异性,为此基于Green-Ampt模型建立了考虑饱渗透系数变异性的降雨入渗物理模型,并藉此模型确定了坡体湿润锋深度含水率分布.然后结合无限长非饱土边坡稳定模型得到解析形式的反映边坡稳定性的极限状态函数.采用Monte Carlo法对饱渗透系数进行随机抽样并最终建立降雨条件下考虑饱渗透系数变异性的边坡概率分析框架.针对一假想边坡,探讨了饱渗透系数的变异系数、降雨持时降雨强度对边坡破坏概率以及破坏发生时间概率分布的影响,结果表明:在降雨初期,边坡的破坏概率随饱渗透系数变异性的增强而逐渐增加,但随着降雨的持续,破坏概率开始随变异性的增强而显著降低;滑坡最可能发生时间的大小并不受饱渗透系数变异性的影响,而是直接取决于降雨强度;滑坡最可能发生时间所对应的概率却随变异性的增强而逐渐减小....
[期刊论文] 刘念武 龚晓南 俞峰
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA EI CBST SA
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摘要:为了分析大直径钻孔灌注桩的承载性能,对2根直径分别为2.2m的钻孔灌注桩开展自平衡试验,将试验结果与原位测试结果进行对比分析.通过对测试结果的分析发现,注浆后荷载箱的向上及向下荷载‐位移曲线的变化更加缓慢,当桩端位移为20 mm(1% D ,其中 D为桩径)左右时,端阻达到极限状态,未注浆桩注浆桩的极限端阻分别为2834、3561 kPa .桩身侧阻随着桩土相对位移的增大呈先增大后保持稳定的趋势,淤泥质粉土层、黏土夹粉砂层、圆砾混卵石层的侧阻在桩土相对位移为1.5~3.0mm时达到稳定.注浆能够提高桩端以上一定深度的桩身侧阻,圆砾混卵石层中侧阻的提高幅度约为18%.荷载箱上下的侧阻随位移的变化模式不同,未注浆桩注浆桩的转换系数的取值分别为0.92、0.91.桩的极限侧阻与不排水剪切强度呈线性关系,且桩的极限侧阻与不排水剪切强度具有较好的拟合度.圆砾混卵石层中极限侧阻与动力触探(63.5 kg )击数有一定的相关性....
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